[发明专利]加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆及方法

权利要求书

1.一种加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，包括锚杆孔(2)、预应力筋(1)，预应力筋(1)位于孔内部分从里到外分为带内锚具的内锚固段(3)和自由段(8)，预应力筋(1)伸出孔外部分为张拉及外锚固段(10)，内锚固段(3)与自由段(8)之间有圆形的隔离接头(7)，预应力筋(1)穿过隔离接头(7)；张拉及外锚固段(10)上有外锚固装置，预应力筋(1)穿过外锚固装置，外锚固装置和隔离接头(7)上贯通有连通内锚固段(3)的锚杆孔(2)与灌浆设备的灌浆管(9)，其特征在于：所述预应力筋(1)的内锚固段(3)所在的锚杆孔(2)为上大下小的倒圆锥形孔(6)，所述的预应力筋(1)和内锚具(5)与倒圆锥形孔(6)的孔壁之间充满灌浆料(4)。

2.根据权利要求1所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，其特征在于：所述内锚固段(3)的倒圆锥形孔的高度为350～500mm；所述内锚固段(3)预应力筋(1)和内锚具(5)的总高度等于或小于倒圆锥形孔(6)的高度。

3.根据权利要求2所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，其特征在于：所述自由段(8)预应力筋(1)的高度为1～4m。

4.根据权利要求1所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，其特征在于：所述灌浆管(9)为PVC管，所述隔离接头(7)底面的灌浆管(9)上有轴向限位结构(17)；所述隔离接头(7)上有一能在倒圆锥形孔内径向张开从而将隔离接头(7)定位的装置；所述隔离接头(7)上有一对具有导向结构且用于封闭灌浆管(9)抽走后的孔洞的密封门(20)，每块密封门(20)远离灌浆管(9)的一侧有将两密封侧相对压紧的压簧(19)。

5.根据权利要求4所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，其特征在于：所述的隔离接头(7)包括圆形的上板(15)和圆形的下板(16)，下板(16)上固定有一凸圈(11)，上板(15)和下板(16)上固定有一环形弹性体(12)，环形弹性体(12)位于凸圈(11)外侧，环形弹性体(12)外圆周上有多根当环形弹性体(12)受压时径向抵至倒锥形孔壁的卡柱(13)，凸圈(11)的高度限定环形弹性体(12)受压后的高度；上板(15)和下板(16)的外径均等于或小于预应力筋(1)的自由段(8)所在的孔径；环形弹性体(12)未压缩状态下所有卡柱(13)外端的铅垂线均落入上板(15)外圆轮廓的铅垂线内。

6.根据权利要求4所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，其特征在于：所述预应力筋(1)为钢绞线，所述隔离接头(7)上有将固定在内锚固段(3)钢绞线顶部的内锚具(5)支撑在抵至或接近锚杆孔(2)顶壁处且用易压断材料制作的支撑杆(14)。

7.根据权利要求5所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，其特征在于：所述密封门(20)的密封侧有柔性密封条(18)；所述密封门(20)的上方和外侧有防止灌浆料(4)进入的防护罩。

8.根据权利要求1所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆，其特征在于：所述外锚固装置包括中空圆柱形的盒式承压板(21)，盒式承压板(21)包括盖板(24)和底板(25)，盖板(24)与底板(25)结合面为刨平顶紧面，盖板(24)与底板(25)边缘有多个供防护网的纵钢绞线(23)和防护网的横钢绞线(22)径向穿过的弧形通孔(29)，盖板(24)与底板(25)边缘有多块径向限位块(26)。

9.一种权利要求1～8中任何一项所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

用钻孔工具钻出直径为55～65mm的直孔，直孔的高度为1350～4500mm；

用倒圆锥形扩孔工具扩出预应力筋(1)的内锚固段(3)所在的上大下小的倒圆锥形孔(6)。

10.一种权利要求9所述的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆的施工方法，其特征在于：还包括以下步骤：

清孔；

将预制好并组装后带有能在倒圆锥形孔内径向张开从而将隔离接头定位的装置的隔离接头(7)经PVC灌浆管(9)的轴向限位结构(17)抵至倒圆锥形孔(6)内，同时隔离接头(7)上的用易压断材料制作的支撑杆(14)将固定在内锚固段(3)钢绞线顶部的内锚具(5)支撑在抵至或接近锚杆孔(2)顶壁处；此时压簧(19)将密封门(20)的密封侧抵紧在PVC灌浆管(9)外壁上；

在锚杆孔口外壁上固定外锚固装置：预留出张拉段的钢绞线，将预制的盒式承压板(21)穿过钢绞线和PVC灌浆管(9)后，将盒式承压板(21)固定在锚杆孔外的岩壁上；

采用压力灌浆装置经PVC灌浆管(9)向倒圆锥形孔(6)内灌注钢筋套筒连接用灌浆料，达到预定的充余率即停止灌浆，同时抽出PVC灌浆管(9)，此时密封门(20)的密封侧在压簧(19)的弹力作用下相互抵紧将隔离接头(7)的PVC灌浆管(9)抽出后的孔洞封堵；同时，灌浆料(4)的压力使隔离接头(7)上的定位的装置将隔离接头(7)卡在与直孔连接处的倒圆锥形孔(6)内；

待灌浆料(4)达到预定凝固时间后，经张拉装置张拉钢绞线同时压断易压断材料制作的支撑杆(14)并将外锚固段用夹片锚具锚固。