[发明专利]一种可自动集排风通风锚杆及施工方法

说明书

一种可自动集排风通风锚杆及施工方法，适用于冻土边坡支护。自动捕风通风锚杆结构包括锚管、通风管、集风系统和锚具，锚管以挡板为界分为自由段和锚固段，自由段外套通风管，集风系统包括进风管、出风管、无动力风帽、风向板和过渡连接件，向锚管的锚固段注浆，使锚固段与周围土体粘结，并在锚管外套通风管，通过锚具将锚管和通风管锚固于边坡表面并使锚管与通风管露出边坡表面，集风系统中的第一弯管C和第二弯管D分别通过卡箍与外露的通风管和锚管连接。本发明结合自然通风原理和锚固原理，提供了一种既能够在进风口处自动集风，又能在出风口处自然抽风，最大限度利用自然风能，从而加速降低坡体温度的冻土边坡锚固结构。

技术领域

本发明涉及边坡支护领域中锚杆施工技术，适用于寒区冻土边坡的工程加固。

背景技术

冻土是温度在0℃或0℃以下，并含有冰的各种岩土。我国是冻土面积仅次于俄罗斯和加拿大的世界第三大冻土国，冻土面积约占国土总面积的75%，主要分布在西北和东北地区。随着我国西部大开发战略的实施以及经济建设战略重心逐步向中西部转移，多年冻土区基础设施建设不断发展，已然产生大量寒区边坡工程，寒区边坡稳定性已成为一项重要的研究课题。

在全球气候变暖的影响下，越来越多的冻土边坡发生冻融滑塌，目前，防治冻土冻融滑塌的主要措施包括通过降低坡体地下水位和含水率来减轻土体冻胀融沉所带来的危害；利用工程构筑物或者生态防护措施来增强坡体的抗滑能力；使用非冻胀性粗骨料代替冻胀土以保证坡体稳定性，但这些措施均为被动治理技术，不能从根本上解决冻土边坡热融滑塌问题，从保护冻土角度出发，主动降温已成为目前主流的冻土边坡防护理念。申请号为201610044592.6的专利提出了一种加速对流通风冷却锚管及施工方法，该发明综合利用烟囱效应原理、冻结技术、形状记忆聚合物和锚固技术，能够“主动”保护冻土并进行锚固；申请号为201710143649.2的专利在上述专利基础上进行了改进，提出了一种免动力加速对流锚杆及施工方法，通过免动力加速器可提高通风锚管内热气体的流动速度，从而加速通风锚管的对流换热；上述两个发明的缺陷在于二者都只能在出风管处加速气体交换，存在利用自然风能有限，通风降温效果不够显著，且不能主动选择自然风向的问题，因此，亟需找到一种能够最大限度利用自然风能的通风锚杆。

发明内容

本发明的目的是提供一种可自动集排风通风锚杆及施工方法。

本发明是一种可自动集排风通风锚杆及施工方法，可自动集排风通风锚杆，其结构包括锚管1、通风管2、集风系统3和锚具，锚管1由挡环4、出浆孔5、通风段A、锚固段B组成，挡环4是内径与锚管1相同且位于边坡滑移面分界处的圆环钢板，锚管1是圆形直管，且锚管1以挡环4为界分为通风段A和锚固段B，锚固段B侧面均匀开设出浆孔5；通风管2是直径与挡环4外径相等的圆形直管；集风系统3包括进风管6、出风管7、无动力风帽8、风向板9和过渡连接件，进风管6是长边呈喇叭型，短边直径与通风管2相等的L型弯管，出风管7是直径与锚管1相等的直管，进风管6直角处沿短边中心轴预留与出风管7直径相等的孔，进风管6短边端口沿外管壁带凸齿，出风管7一端沿外管壁带凸齿，另一端与无动力风帽8连接，风向板9为焊接于进风管6长边外侧上边缘的直角三角形板，且风向板9长直角边与进风管6长边轴向平齐，出风管7嵌入进风管6直角处预留的孔内并用螺栓沿径向进行固定，使出风管7轴心线与进风管6短边轴心线重合，过渡连接件包括与进风管6和出风管7分别相匹配的L型第一弯管C和第二弯管D，第一弯管C和第二弯管D均在一端端口内侧沿内管壁径向带齿槽，进风管6带凸齿的一端卡在第一弯管C的齿槽上，出风管7带凸齿的一端卡在第二弯管D的齿槽上；向锚管1的锚固段B注浆，使锚固段B与周围土体粘结，并在锚管1外套通风管2，通过锚具将锚管1和通风管2锚固于边坡表面并使锚管1与通风管2露出边坡表面，集风系统3中的第一弯管C和第二弯管D分别通过卡箍与外露的通风管2和锚管1连接，形成自动集排风通风锚杆。

以上所述的可自动集排风通风锚杆的施工方法，其步骤为：