[发明专利]一种拉剪耦合补偿防渗漏型预应力锚杆及施工方法

说明书

本发明提供了一种拉剪耦合补偿防渗漏型预应力锚杆及施工方法，涉及隧道、边坡或基坑支护技术领域，包括杆体，所述杆体包括锚固部和防渗部，所述锚固部用于固定锚固剂，所述防渗部上连接有防渗流层，所述防渗流层位于锚孔的孔口位置；本发明通过在锚孔的孔口位置设置防渗流层，能够对前部围岩形成渗流封堵结构，使得水压、渗流得到疏解和封堵，能够有效增强围岩弱结构面和剪应力集中处的内聚力和摩擦角，提高了围岩的稳定性，保证了生产安全，提高成产效能，优化施工环境。

技术领域

本发明涉及隧道、边坡或基坑支护技术领域，尤其是涉及一种拉剪耦合补偿防渗漏型预应力锚杆及施工方法。

背景技术

目前，城市轨道交通隧道、边坡或基坑领域所用传统锚杆并不施加预应力，无法在凌空面施加最小主应力，不能形成预应力拱以增强围岩稳定能力；传统锚索抗剪性能是由锚索轴向拉应力进行补偿，在抵抗剪切变形过程中易造成拉应力分散，甚至造成损失。

不仅如此，在富水地层，传统锚杆引流弊端始终没能得到重视，影响文明施工在其次，主要影响钻孔打设后在浅部围岩形成了渗流通道，降低了围岩弱结构面和剪应力集中处的内聚力和摩擦角，降低了围岩的稳定性，影响了生产安全。同时，如围岩存在伊利蒙脱成分，易造成浅部围岩向凌空面方向膨胀，更影响生产安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉剪耦合补偿防渗漏型预应力锚杆及施工方法，该拉剪耦合补偿防渗漏型预应力锚杆及施工方法能够在前部围岩形成渗流封堵结构，使得水压、渗流得到疏解和封堵，增强了围岩的稳定性；

本发明提供一种拉剪耦合补偿防渗漏型预应力锚杆，包括杆体，所述杆体包括锚固部和防渗部，所述锚固部用于固定锚固剂，所述防渗部上连接有防渗流层，所述防渗流层位于锚孔的孔口位置。

进一步地，所述防渗流层包括防水封堵层，所述防水封堵层用于封堵多余孔道。

进一步地，所述防渗流层还包括防水垫层，所述防水垫层位于所述防水封堵层外侧，所述防水垫层用于阻隔渗漏水。

进一步地，所述防渗流层还包括围岩耦合层，所述围岩耦合层位于所述防水垫层外侧并与围岩凌空面平齐。

进一步地，所述锚孔包括扩孔段，所述扩孔段位于所述锚孔的孔口处，所述防渗流层紧密嵌合在所述扩孔段内部。

进一步地，所述杆体还包括补偿部，所述补偿部位于所述锚固部与所述防渗部之间，所述补偿部的外侧套设有钻进钢套管。

进一步地，所述补偿部的两端分别套设有拉剪耦合补偿体，所述拉剪耦合补偿体为空心圆台形，两个所述拉剪耦合补偿体的小端面相向设置，所述钻进钢套管的两端分别与两个所述拉剪耦合补偿体连接。

进一步地，所述钻进钢套管包括依次连接的钻进段、套管段和连接段，所述钻进段包括外扩式钻头，所述套管段的管壁上开设有平行或螺旋环绕的切缝，所述连接段上设有连接机构，所述连接机构用于与钻机连接。

进一步地，所述围岩耦合层的外侧设有托盘，所述托盘上开设有注浆孔。

本发明还提供一种采用拉剪耦合补偿防渗漏型预应力锚杆的施工方法，包括以下步骤：

S1：确定锚固位置，在锚固位置处钻所述锚孔；

S2：所述补偿部靠近所述锚固部的一端设置所述拉剪耦合补偿体；

S3：所述锚孔中放入所述锚固剂，所述杆体将所述锚固剂送到所述锚孔的孔底；

S4：所述杆体位于钻孔外的一端连接锚杆钻机，启动所述锚杆钻机，将所述锚固剂包封破坏并旋转至固结，然后解除所述杆体与所述锚杆钻机的连接；

S5：所述钻进钢套管与所述锚杆钻机连接，启动所述锚杆钻机将所述钻进钢套管套在所述杆体上并旋转送入所述锚孔中，然后解除所述钻进钢套管与所述锚杆钻机的连接；