[发明专利]用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构及其支护方法

权利要求书

1.一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构，其特征在于：包括钻设在原位隧道至扩建隧道轮廓线之间的扩径钻孔和钻设在扩建隧道轮廓线外部围岩深处的小孔径钻孔，所述小孔径钻孔内穿设有锚杆体，锚杆体的外锚固端伸出小孔径钻孔并设有锁固螺母，锚杆的外锚固端设置在围岩内部的新建隧道的开挖轮廓线位置，所述小孔径钻孔与锚杆体之间设有锚固剂。

2.根据权利要求1所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构，其特征在于：所述扩径钻孔内设有拉杆和套在拉杆上的旋转套筒，所述拉杆第一端与锚杆体的外端连接，拉杆第二端与设在扩径钻孔外的千斤顶的移动端连接，所述旋转套筒第一端套在锁固螺母上，旋转套筒第二端与千斤顶连接，以在旋转套筒旋转带动锁固螺母往锚杆体内端移动和千斤顶牵拉锚杆体往外牵引，使位于小孔径钻孔内的锚杆体产生预应力；所述拉杆的第一端具有内螺纹孔道，该内螺纹孔道与锚杆体外锚固端的外螺纹进行螺纹连接；所述拉杆的第二端与千斤顶的移动端螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构，其特征在于：所述旋转套筒第一端具有与锁固螺母配合的内六角孔道，旋转套筒第二端与千斤顶外壳体相顶置。

4.根据权利要求1所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构，其特征在于：所述锁固螺母包括圆环形片和固定在圆环形片一侧面的螺母。

5.根据权利要求1所述的用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构，其特征在于：所述拉杆、旋转套筒和千斤顶拆除后，在扩径钻孔内置入有注浆装置，所述注浆装置包括注浆管和固定设在注浆管上的封闭囊，所述封闭囊封堵扩径钻孔，注浆管位于扩径钻孔中封闭囊与锁固螺母之间的空间内设有出浆孔。

6.一种用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构的支护方法，其特征在于：所述支护方法包括以下步骤：1）在原位隧道的衬砌上向外钻小孔径钻孔，小孔径钻孔从原隧道衬砌处延伸到扩建隧道的轮廓线外部围岩深处；2）在上述原位隧道的衬砌钻孔位置，施工扩径钻孔，扩径钻孔从原隧道衬砌处延伸到扩建隧道的轮廓线处，扩径钻孔的直径略大于锚杆外锚头直径；3）通过锚固剂将锚杆锚固在小孔径钻孔中，通过锁固螺母将锚杆的外端固定在扩径钻孔底端。

7.根据权利要求6所述用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构的支护方法，其特征在于：所述锚固剂采用树脂锚固剂时，首先将树脂锚固剂的药卷放到小孔径钻孔中，然后通过钻机将锚杆旋转钻入，从而将锚杆一端锚固在小孔径钻孔中；需保证锚杆安装后锚固剂不会溢出到小孔径钻孔外。

8.根据权利要求6所述用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构的支护方法，其特征在于：采用树脂锚固剂时，通过预应力施加装置对锚杆施加预应力；预应力施加装置包括所述扩径钻孔内设有拉杆和套在拉杆上的旋转套筒，所述拉杆第一端与锚杆体的外端连接，拉杆第二端与设在扩径钻孔外的千斤顶的移动端连接，所述旋转套筒第一端套在锁固螺母上，旋转套筒第二端与千斤顶连接；操作时，即在上述步骤（3）之后，通过预应力施加装置的千斤顶和拉杆对锚杆施加拉力，锚杆外锚固端产生一定向外侧的位移；与此同时，旋转套筒通过不断旋转，使锁固螺母逐渐向锚杆内侧移动，并实现紧固。

9.根据权利要求6所述用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构的支护方法，其特征在于：上述支护方法外还通过注浆装置进行注浆，所述注浆装置包括注浆管和固定设在注浆管上的封闭囊，所述封闭囊封堵扩径钻孔，注浆管位于扩径钻孔中封闭囊与锁固螺母之间的空间内设有出浆孔；工作时，通过向封闭囊加压使封闭囊与扩径钻孔紧密贴合；进而通过注浆管注入浆液，浆液通过扩径钻孔进入小孔径钻孔，并填充小孔径钻孔周围的岩体裂隙，并将锚杆锚固在小孔径钻孔中；最后卸掉封闭囊压力，取出注浆装置。

10.根据权利要求6所述用于隧道原位扩建工程的预设内部锚杆结构的支护方法，其特征在于：上述支护方法外还为了防止爆破开挖时对内部的扩建隧道围岩损伤，进而影响锚杆的支护作用，在步骤（2）之后，将水射流装置探入扩径钻孔底部，水射流装置包括与水管端头连接的三通，三通一端口与水管端头连接，三通的另外两端出口垂直于扩径钻孔的轴心线，使用时，注入水管的水从两端出口射出，以在扩建隧道的开挖轮廓线位置制造预裂缝；预裂缝能够减轻爆破对锁固螺母内部的扩建隧道围岩损伤程度，从而保证锚杆的外锚固端有效锚固。