[发明专利]一种涨壳式让压锚索及其施工方法

说明书

本发明属于隧道等地下工程锚固支护技术领域，公开了一种涨壳式让压锚索及其施工方法，涨壳锚固件的上端固定安装有变截面让压锚索，所述涨壳锚固件的下端固定安装有锚具；所述锚索体的中部设置有中空金属管，中空金属管的外部包裹有高强锥形管；所述锚索体的外侧通过粘结剂包裹有变截面螺纹套管。本发明主要应用于富水隧道，尤其是高应力大变形富水地下工程的锚固支护，变截面让压锚索、涨壳锚固件、锚具、垫板形成了集快速锚固、让压支护和注浆防护于一体的锚固技术；通过涨壳锚固件涨开后与洞壁围岩形成的咬合力快速支护围岩，通过变截面让压锚索的让压功能增大锚索的变形能力，通过变截面锚索中内置的中空金属管实现后注浆防护。

技术领域

本发明属于隧道等地下工程锚固支护技术领域，尤其涉及一种涨壳式让压锚索及其施工方法。

背景技术

目前，隧道等地下工程中，锚杆是实现顶底板和边墙稳定的首选，具有支护效果好、适用性广、适应性高等优点，也涌现出了树脂注浆锚杆、涨壳注浆锚杆和分段式锚杆等一系列集快速锚固与永久支护于一体的新型锚杆。但是，锚杆支护强度小于锚索，伴随着隧道逐渐走向深地、构造带等高应力复杂地质环境，已难取得较好的支护效果，大变形灾害频发。为此，高应力大变形地下工程中，锚索支护被越来越多地采用，其中以具备快速与强力支护于一体的小孔径树脂预应力锚索应用最广，较为典型的隧道工程应用是在木寨岭公路隧道，实现了初期支护拆换率的(极)大幅降低。但是，树脂锚固剂在富水段落会不可避免出现锚固力(极)大幅降低的现象，致使难以发挥出锚索支护力高的优势；同时，锚索的变形能力远小于锚杆，大变形的支护过程中极易发生断裂；而上述均将会导致锚索支护失效。

因此，随着隧道工程逐渐走向青藏高原边缘及纵深处，所遇的工程环境将愈发复杂、地应力水平持续增长、地下水普遍发育联通的现状下，研发一种锚固力不受地下水环境影响、兼具大变形能力、且能实现永久支护的新型锚索将对极大地助力隧道工程的支护与建设。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种涨壳式让压锚索及其施工方法。所述技术方案如下：一种涨壳式让压锚索，所述涨壳式让压锚索包括：变截面让压锚索、涨壳锚固件、锚具；所述涨壳锚固件的上端固定安装有变截面让压锚索，所述涨壳锚固件的下端固定安装有锚具；

所述变截面让压锚索包括：锚索体、中空金属管、高强锥形管、变截面螺纹套管、粘结剂；所述锚索体的中部设置有中空金属管，中空金属管的外部包裹有高强锥形管；所述锚索体的外侧通过粘结剂包裹有变截面螺纹套管；

所述涨壳锚固件包括：锯齿状外楔形体和带内螺纹连接头的内楔形体，所述带内螺纹连接头的内楔形体卡装在锯齿状外楔形体内；

所述锚具包括：楔形夹片、底座，其中底座安装在锚索体的外部，底座与锚索体之间插装有锥形夹片。

在一个实施例中，所述锚索体由多层根钢丝组成，正中心钢丝的外部设置有中间层钢丝，中间层钢丝的外部包裹有最外层钢丝；

所述中间层钢丝的直径小于最外层钢丝。

在一个实施例中，所述锚索体的正中心钢丝为中空金属管，中空金属管的直径为5mm～10mm，中空金属管的壁厚大于1mm，中空金属管的沿锚索体通长设置。

在一个实施例中，所述锚索体前端设置有锚索前端，所述锚索前端的中间层钢丝和最外层钢丝间置入高强锥形管，形成让压锥形端。

在一个实施例中，所述高强锥形管的倾斜角度为15～30°，长度20～50mm。

在一个实施例中，所述变截面螺纹套管外置于锚索前端，并用粘结剂将变截面螺纹套管与锚索前端固定。

在一个实施例中，所述粘结剂为树脂灌浆、水泥浆或环氧树脂中的一种。

在一个实施例中，所述变截面螺纹套管为两端开口的圆形截面，变截面螺纹套管由大截面段和小截面断段构成；