CN208251089U - 加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了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、预应力筋，预应力筋位于孔内部分从里到外分为带内锚具的内锚固段和自由段，所述预应力筋的内锚固段所在的锚杆孔为上大下小的倒圆锥形孔，预应力筋和内锚具与倒圆锥形孔的孔壁之间充满灌浆料；内锚固段的倒圆锥形孔的高度为350～500mm；自由段预应力筋的高度为1～4m；所述预应力筋的自由段所在的孔径为55～65mm；所述隔离接头上有一能在倒圆锥形孔内径向张开从而将隔离接头定位的装置。本实用新型内锚固段预应力筋与凝固后的灌浆料及孔壁之间的粘结锚固强度高、其结构简单、省料、施工方便、施工过程对岩体层理振动性小且适用于防止岩体岩石沿层状产生崩塌地质灾害的环境。

Description

加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆

技术领域

本实用新型涉及岩土防护工程技术领域，具体讲是一种加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆。

背景技术

在软岩类层状岩体特别是层状较薄至中厚如层厚为8～30cm厚的岩体中，局部层理间很多夹有岩屑泥质混砂夹层和存有裂隙，这类岩体裂隙发育，将可能出现崩塌和滑坡等地质灾害。

为了防止滑坡地质灾害发生，需进行加固处理，最常用也较简便的结构及方法是采用拉力型预应力锚杆加固装置。其处理方法一般是，先在岩体加固区域按设计要求的间距、深度钻孔，清孔，安放预应力筋如钢绞线，安装套管、张拉锚固端件、灌浆管等，其中灌浆管也称注浆管，然后灌浆并养护，最后张拉预应力筋并锚固。参见图1，现有技术的拉力型预应力锚杆加固装置一般由设置在被加固岩体的直筒状锚杆孔102、带内锚具103的预应力筋104、承压板105、张拉段及外锚具106、内锚固段的波纹管107和隔离接头108 及自由段的套管109、以及灌浆管110和灌浆料101凝固后构成，其中灌浆料也称注浆料或注浆液。预应力筋及内锚具通过凝固后的灌浆料与孔壁之间粘结锚固作用传递给被加固岩体。为了保证有足够的承载力，内锚固段必须有足够的长度，如一般不少于5米。锚固段以下是自由段，所述自由段是指预应力筋如钢绞线与孔壁之间无灌浆料即无粘结作用。预应力筋的自由段长度要穿过潜在滑裂层以后，其伸出的长度不能少于1.5米，即，自由段长度一般不少于5米，孔内预应力筋总长度一般为10米或接近10米，内锚固段与自由段的预应力筋的长度比一般为1:1。实践表明，以上现有技术的锚杆在防止边坡或支护开挖后侧向岩土潜在的滑裂面产生的滑坡造成的岩土体整体失稳方面具有较好的技术效果。但在水平状岩层为薄至中厚如每层岩石厚为8～30cm的岩体中，特别是当石窟洞顶软岩类层状岩体表面风化较严重且容易出现岩石沿层状产生崩塌的地质灾害时，采用以上现有技术的拉力型预应力锚杆加固装置及方法来处理，却存在以下技术问题：1、以上现有技术的锚固段的结构和孔的直筒形状使预应力筋与凝固后的灌浆料及孔壁之间粘结性能不理想，锚固强度不高。2、出于锚固段粘结力和锚固强度的需要，以上现有技术的锚固段长度较长，灌浆过程对层理渗透也是必然的，所以，当灌浆料在层理间凝固收缩就会对层理产生新的松动，对崩塌型地质灾害的加固尤为不利。3、由于上述的锚固段长度较长，使岩体层理间压力相对而讲较集中，对局部加固效果产生了负面影响。4、出于锚固段粘结力和锚固强度的需要，以上现有技术的钻孔直径一般在110～150mm之间，施工实践表明，钻孔作业时的震动会对层理产生松动趋势，钻孔直径越大，这种震动影响就越大，作业过程中层理松动的可能性就越大，对加固乃至施工作业的安全的负面影响也会越大。5、以上现有技术的拉力型预应力锚杆还有一个一直未能解决的技术问题：内锚固段与自由段的隔离接头依赖硬塑料灌浆管如PVC灌浆管定位，隔离接头边缘与孔壁的定位与密封效果始终不理想，同时，若想抽出硬塑料灌浆管只能在灌浆料未凝固前抽，其隔离接头的边缘与孔壁的定位与密封以及硬塑料灌浆管抽出后留在隔板上的孔洞的封堵问题就无法解决，但如果硬塑料灌浆管不抽出而留在锚杆孔内，施工实践却表明，该硬塑料灌浆管很难避免对自由段的预应力筋及自由段套管产生干涉，从而影响了预应力筋自由段的张拉效果和预应力筋自由段的力学性能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种内锚固段预应力筋与凝固后的灌浆料及孔壁之间的粘结锚固强度高、其结构简单、省料、施工方便且适用于防止岩体岩石沿层状产生崩塌地质灾害的加固软岩类层状岩体的拉力型预应力锚杆。

本实用新型的技术解决方案是，提供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、预应力筋，预应力筋位于孔内部分从里到外分为带内锚具的内锚固段和自由段，预应力筋伸出孔外部分为张拉及外锚固段，内锚固段与自由段之间有圆形的隔离接头，预应力筋穿过隔离接头；张拉及外锚固段上有外锚固装置，预应力筋穿过外锚固装置，外锚固装置和隔离接头上贯通有连通内锚固段的锚杆孔与灌浆设备的灌浆管；所述预应力筋的内锚固段所在的锚杆孔为上大下小的倒圆锥形孔，所述的预应力筋和内锚具与倒圆锥形孔的孔壁之间充满灌浆料。

采用以上结构后，本实用新型锚杆具有以下优点：本实用新型锚杆很适用于防止软岩类层状岩体岩石沿层状产生崩塌地质灾害环境中起加固作用：由于预应力筋的内锚固段所在的锚杆孔采用上大下小的倒圆锥体，加之凝固后的灌浆料直接与预应力筋及内锚具和孔壁粘结，使得预应力筋及内锚具与孔壁即岩壁间传递力不仅是灌浆料的粘结锚固作用，还有倒圆锥体的楔作用即机械咬合力，所以，其粘结锚固强度大为提高，且其结构简单、施工方便、节省了预应力筋和灌浆料的材料，减少了成本。并且，能有效减少内锚固段的长度即高度，即减少了灌浆料在层理间凝固收缩而对层理产生新的松动的概率和负面影响，使层理间压力均匀分散，有利于防止软岩类层状岩体岩石沿层状产生崩塌的加固技术效果。还有，由于倒圆锥体粘结锚固强度高，其钻孔直径可大幅度缩小，施工实践表明，由于孔径变小，施工过程中层理松动的可能性就小，且在内锚固段扩孔对自由段岩层层理产生松动的影响不大，所以，采用以上结构后，大幅度减少施工过程中钻孔对自由段岩层层理产生松动的负面影响。

优选地,所述内锚固段的倒圆锥形孔的高度为350～500mm；所述内锚固段预应力筋和内锚具的总高度等于或小于倒圆锥形孔的高度。采用以上结构后，该高度范围内，减少灌浆料在层理间凝固收缩而对层理产生新的松动概率和负面影响的效果更理想，使层理间压力均匀分散的技术效果更好。

进一步地，所述自由段预应力筋的高度为1～4m。采用以上结构后，该自由段的层状岩石可获得较直接均匀的预压应力，并且由于该锚杆的总长度比现有技术大为缩短，加上省去了内锚固段的波纹管和可省去自由段的套管,既节省材料又使结构更简单，操作更方便。

进一步地，所述预应力筋的自由段所在的孔径为55～65mm。采用以上结构后，孔径在这个范围内，既能保证正常施工和锚杆的加固效果，又尽可能减少了施工过程中钻孔对自由段岩层层理产生松动的负面影响。

进一步地，所述灌浆管为PVC管，所述隔离接头底面的灌浆管上有轴向限位结构；所述隔离接头上有一能在倒圆锥形孔内径向张开从而将隔离接头定位的装置；所述隔离接头上有一对具有导向结构且用于封闭灌浆管抽走后的孔洞的密封门，每块密封门远离灌浆管的一侧有将两密封侧相对压紧的压簧。采用以上结构后，既圆满解决了隔离接头的边缘与孔壁的定位与密封以及塑料灌浆管抽出后留在隔离接头上的孔洞的封堵问题，又避免了PVC灌浆管留在孔内对自由段的预应力筋产生干涉，有效保证了预应力筋自由段的张拉效果和预应力筋自由段的力学性能。

进一步地，所述的隔离接头包括圆形的上板和圆形的下板，下板上固定有一凸圈，上板和下板上固定有一环形弹性体，环形弹性体位于凸圈外侧，环形弹性体外圆周上有多根当环形弹性体受压时径向抵至倒圆锥形孔壁的卡柱，凸圈的高度限定环形弹性体受压后的高度；上板和下板的外径均等于或小于预应力筋的自由段所在的孔径；环形弹性体未压缩状态下所有卡柱外端的铅垂线均落入上板外圆轮廓的铅垂线内。隔离接头能在倒圆锥形孔内径向张开从而将隔离接头定位的装置采用以上具体结构后，当灌浆料压迫环形弹性体使卡柱卡至与自由段直孔壁结合处的倒圆锥形孔壁时即定位，其结构简单，定位及密封性能可靠。

进一步地，所述预应力筋为钢绞线，所述隔离接头上有将固定在内锚固段钢绞线顶部的内锚具支撑在抵至或接近锚杆孔顶壁处且用易压断材料制作的支撑杆。采用以上结构后，既能将弯曲而不直的钢绞线的内锚固段送至预定位置，保证了安装的便利性，又因支撑杆是易压断材料如竹条或木条制作的，在张拉钢绞线时瞬时即能拉断，所以不会影响钢绞线张拉效果和钢绞线的力学性能。

进一步地，所述密封门的密封侧有柔性密封条；所述密封门的上方和外侧有防止灌浆料进入的防护罩。采用以上结构后，当PVC灌浆管塞住隔离接头时灌浆料不会进入密封门的结构内即不会影响密封门的关闭操作，而当PVC灌浆管抽出的同时密封门关闭，这时灌浆料的流动性已不大，当密封门已关闭并经柔性密封条密封后，即使上面偶然有灌浆料掉入，也不影响预应力筋的下一步张拉和锚固及力学性能。

进一步地，所述的灌浆料为钢筋套筒连接用灌浆料。施工实践表明，采用该灌浆料，其灌浆料凝固后与内锚具及预应力筋和孔壁的粘结强度会进一步提高。

进一步地，所述外锚固装置包括中空圆柱形的盒式承压板，盒式承压板包括盖板和底板，盖板与底板结合面为刨平顶紧面，盖板与底板边缘有多个供防护网的纵钢绞线和防护网的横钢绞线径向穿过的弧形通孔，盖板与底板边缘有多个径向限位块。采用以上结构后，外锚具的承压板可同时兼做洞顶表面防护网的纵钢绞线和防护网的横钢绞线的支撑点，一物两用，既节约材料，减少成本，又减少了施工步骤，提高了施工效率。

附图说明

图1是现有技术锚杆的正剖视结构示意图。

图2是本实用新型锚杆的正剖视结构示意图。

图3是本实用新型中的隔离接头一种具体实施方式未压缩时的正剖视结构示意图。

图4是本实用新型中的隔离接头一种具体实施方式压缩时的正剖视结构示意图。

图5是图3中凸圈内的A-A剖视结构放大示意图。

图6本实用新型中的防护网的仰视示意图。

图7是本实用新型中的盒式承压板的正剖视结构示意图。

图8是本实用新型中的盒式承压板的盖板的仰剖视结构示意图(未示出预应力筋和灌浆管)。

图9是本实用新型中的纵横钢绞线锁紧装置侧剖视结构示意图。

图10是本实用新型中的纵横钢绞线锁紧装置正剖视结构示意图。

图11是本实用新型中的纵横钢绞线锁紧装置中的顶盖仰视结构示意图。

图中所示1、预应力筋，2、锚杆孔，3、内锚固段，4、灌浆料，5、内锚具，6、倒圆锥形孔，7、隔离接头，8、自由段，9、灌浆管，10、张拉及外锚固段，11、凸圈，12、环形弹性体，13、卡柱，14、支撑杆，15、上板，16、下板，17、轴向限位结构，18、柔性密封条，19、压簧，20、密封门，21、盒式承压板，22、防护网的横钢绞线，23、防护网的纵钢绞线，24、盖板，25、底板，26、径向限位块，27、交叉点，28、支柱，29、弧形通孔，30、U字形螺栓，31、螺帽，32、压盖，33、外锚具，34、防护罩，35、通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要声明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型的各个实施方式中所涉及的技术特征和技术手段只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本实用新型应用于加固软岩类层状岩体，软岩是规范说法，行业内也有软岩和较软岩的叫法，可理解为较软岩也包括在软岩这一大类中。

如图2所示，本实用新型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5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。根据公知常识可知，预应力筋1与隔离接头7的中心孔为间隙配合，也就是说，预应力筋1能在隔离接头7中心孔内轴向移动以供张拉，且隔离接头7中心孔的顶部一般有柔性密封环防止灌浆料4流入，当然，偶然少量流入也不会影响预应力筋1的张拉效果和力学性能。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，不难理解，预应力筋1与外锚固装置如承压板的中心孔为间隙配合，即预应力筋1能在承压板中心孔内轴向移动以供张拉。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。所述张拉段为最外端部分，本领域技术人员均理解，张拉装置是独立的工具，需张拉时将张拉装置与预应力筋1固紧并抵靠在外锚固装置的承压板上对预应力筋1进行张拉至预定拉力即用外锚具33锚固。预应力筋1 有采用钢筋的，但本具体实施方式优选为钢绞线，如采用一根钢绞线，其抗拉强度标准值为1860N/mm2，公称直径为15.2mm，公称截面积为140mm。所述内锚具5为挤压锚具，外锚具33为夹片锚具。

如图2所示，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。不难理解，锚杆孔2包括内锚固段的倒圆锥形孔6和自由端8的圆筒形孔。灌浆料4也称注浆料、注浆液，凝固后的灌浆料也有称灌浆体或注浆体。灌浆料4可采用钢筋连接用套筒灌浆料。内锚固段锚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。所述自由段 8预应力筋1的高度优选为1～4m，如3米。倒圆锥形孔6的锥线与铅垂线的夹角优选为 5～10°，如5°。所述预应力筋1的自由段8所在的孔径优选为55～65mm，如60毫米。所述自由段8指该段的预应力筋1与孔壁之间无灌浆料,即预应力筋1与孔壁之间无粘接作用。本具体实施方式自由段8的预应力筋1外可不套套管，当然，装有套管也属本实用新型保护范围。

如图3、图4所示，所述灌浆管9为PVC管，也称硬塑料管。所述隔离接头7底面的 PVC管即灌浆管9上有轴向限位结构17，如图中所示的设在外圆周上的台阶，或固定如胶粘在外圆周上的多个轴向限位块。所述隔离接头7上有一能在倒圆锥形孔6内径向张开从而将隔离接7头定位的装置：

如图3、图4所示，如：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上固定如焊接有一凸圈11，上板15和下板16上固定如胶粘有一环形弹性体12如橡胶圈，甚至是海绵圈，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受压时径向抵至倒圆锥形孔6的孔壁的卡柱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所在的孔径以使隔离接头7顺利通过该段锚杆孔2。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，换句话说，包括卡柱13在内未压缩时环形弹性体12的外径小于或等于上板15的外径，也小于或等于下板16的外径，以保证未压缩状态下安装有本定位装置的隔离接头7能顺利通过自由段8的锚杆孔2。向内锚固段3插PVC管时，在PVC管的轴向限位结构17的推动下，隔离接头7通过自由段8 孔进入与自由段8孔的结合处的倒圆锥形孔6内，当灌浆料4对隔离接头7的上板15产生压力后将环形弹性体12压扁，直至上板15抵至凸圈11顶面，而在凸圈11的径向限位作用下，环形弹性体12只能向倒圆锥形孔6壁延伸并带着固定在外周壁上的卡柱13卡在与自由段8孔的结合处的倒圆锥形孔6壁上以定位，同时下板16的外圆周及环形弹性体12的外圆周与倒圆锥形孔6壁之间起防止倒圆锥形孔内的灌浆料4流入自由段8孔即该段锚杆孔2的密封作用。

又如：所述的隔离接头包括圆形的上板和圆形的下板，下板上固定如焊接有一凸圈，上板和下板上固定如胶粘有一环形气囊，环形气囊充气率保持在50％左右，环形气囊位于凸圈外侧，环形气囊外圆周上有多块当环形气囊受压时径向抵至倒锥形孔壁的卡块，凸圈的高度限定环形气囊受压后的高度。上板和下板的外径均等于或小于预应力筋的自由段所在的孔径，环形气囊未压缩状态下所有卡块外端的铅垂线均落入上板外圆轮廓的铅垂线内，以使隔离接头顺利通过该段孔。换句话说，包括卡柱在内未压缩时环形弹性体的外径小于或等于上板的外径，也小于或等于下板的外径，以保证未压缩状态下安装有本定位装置的隔离接头能顺利通过自由段孔。向内锚固段插PVC灌浆管时，在PVC灌浆管上的轴向限位结构的推动下，隔离接头通过自由段孔进入与自由段孔的结合处的倒圆锥形孔内。当灌浆料对隔离接头的上板产生压力后将环形气囊压扁，直至上板抵至凸圈顶面，而在凸圈的径向限位作用下，弧形气囊只能向倒圆锥形孔壁延伸并带着固定在外周壁上的卡块卡在与自由段孔结合处的倒圆锥形孔壁上以定位，同时下板的外圆周及环形气囊的外圆周与孔壁之间起防止倒圆锥形孔内的灌浆料流入自由段孔的密封作用。

再如：所述的隔离接头外圆周上有一圆形径向凹槽，凹槽内沿圆周设有多块弧形卡块，每块弧形卡块上与凹槽内壁上固定如焊接或螺接有至少一个压簧，压簧压缩状态下的长度加弧形块的厚度等于或小于凹槽的深度，隔离接头的外径等于或小于预应力筋的自由段所在的孔径，以使隔离接头能顺利通过自由段孔。向内锚固段插PVC灌浆管时，在PVC灌浆管的轴向限位结构的推动下，隔离接头通过自由段孔进入倒圆锥形孔内时，已没有自由段孔壁对多块弧形卡块的约束，在弹簧的作用力下多块弧形卡块向倒圆锥形孔壁延伸并在与自由段孔的结合处的倒圆锥形孔壁上定位，同时圆形径向凹槽下部的隔离接头的外圆周与倒圆锥形孔壁起防止倒圆锥形孔内的灌浆料流入自由段孔的密封作用。

如图5所示，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，每个密封门20远离灌浆管9的一侧有将两密封侧相对压紧的压簧19。在上述设上板15、下板16和凸圈11的隔离接头7的实施例中，密封门20设在隔离接头7 下板16的顶面，各自的压簧19固定在密封门20和凸圈11上。预应力筋1和灌浆管9均穿过下板16和上板15。所述密封门20的上方和外侧有防止灌浆料4进入的防护罩可以理解为是上板15和环形弹性体12或环形气囊构成的。在上述设圆形径向凹槽的隔离接头的实施例中，密封门设在隔离接头的顶面，各自的压簧固定在密封门和固定在隔离接头顶面各自的凸块上。所述密封门的上方和外侧有防止灌浆料进入的防护罩。上述的三个隔离接头的实施例中的所述密封门的密封侧均可设柔性密封条18。导向结构可以是密封门底部设燕尾形滑块，隔离接头顶面或上述的下板的顶面设与燕尾形滑块滑配合的燕尾形导轨。

参见图3、图4，所述隔离接头上即上述设圆形径向凹槽的隔离接头上和上述设上板、下板和凸圈的隔离接头7上，设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即倒圆锥形孔6顶壁处且用易压断材料如竹杆或木杆制作的支撑杆14，如内锚具5上有一盲孔，竹杆或木杆的底端插接在该盲孔内。当然，隔离接头上有盲孔可这样理解：上板15上设通孔，下板16无孔，两者结合起来可看成是一盲孔。

如图7、图8所示，鉴于本实用新型锚杆主要应用于来自软岩类层状岩石松动层理风化而崩塌的地质灾害环境中，在进行锚杆加固的同时会考虑到对没有设锚杆的石窟洞顶的其他表面加设钢绞线防护网。所以，本实用新型在设计外锚固装置的承压板时，使其能同时兼顾起钢绞线防护网的纵钢绞线23和防护网的横钢绞线22支点作用。所述外锚固装置包括上述的夹片锚具和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和横钢绞线22径向穿过的弧形通孔29，具体可在盖板24边缘上设多根如四根沿圆周布置的支柱28或称加劲肋,相邻支柱28之间构成供防护网的纵钢绞线23和防护网的横钢绞线22通过的弧形通孔29。支柱28的外侧均设一块径向限位块26，并向下伸出盖板24的底面，底板25径向限位在四块径向限位块26内。所述盖板24与底板25结合面为刨平顶紧面，其具体结构如下：盖板24的四根支柱与底板25结合面经刨床精加工出相互顶紧的平面，行业内称该面为刨平顶紧的面，以此完成力的传递，即，张拉即对预应力筋1如钢绞线施加预应力并用夹片锚具锚固后，该锚具将压力传递给底板25，通过支柱28即加劲肋传递给盖板24至岩体。刨平顶紧面中的刨平顶紧用来传递压力，要求接触面平整，因此在工艺上要求上刨床将构件接触面刨平。行业内公认的标准：刨平：刨平面的平面度0.3mm；刨平面对轴线的垂直度不大于1/1500；刨平面的表面粗糙度0.03mm。顶紧：接触面不小于75％，用0.3mm的塞尺检查,塞入面积之和小于25％；边缘最大间隙小于0.8mm。

如图6、图9、图10、图11所示，防护网的纵钢绞线23和防护网的横钢绞线22上下错位地穿过盒式承压板21的弧形通孔29并能大致呈水平向移动，待防护网纵钢绞线23 和防护网的横钢绞线22均拉紧后，在除盒式承压板21交叉点外的防护网的纵钢绞线23 和防护网的横钢绞线22的交叉点27上用锁紧装置锁紧。所述的锁紧装置如：左右各一个U字形螺栓30抱住防护网的横钢绞线22后穿过盖住防护网的纵钢绞线23的共四个通孔 35的压盖32后用四个螺帽31旋紧。

参见图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11

本实用新型上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如下：

1、按设计要求的孔距在加固区域标出钻孔位置。

2、用钻孔工具钻出直径优选为55～65mm如60毫米的直孔即自由段8的锚杆孔2，直孔的高度优选为1350～4500mm如；3350毫米。

3、用倒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即该段的锚杆孔2，如将最上端高度为350毫米的直孔扩成上大下小的倒圆锥形孔6，铅垂线与圆锥线的夹角为5°～10°如5°；倒圆锥形扩孔工具为现有技术，如扩孔钻头直径小于或等于自由段孔径，进入到要扩孔的位置时，将扩孔的倒圆锥形刀具逐步展开并扩至预先设计的倒圆锥形孔的尺寸完成扩孔，再将刀具缩拢至扩孔钻头直径小于或等于自由段 8孔径再退出孔外。

4、用电吹风器的吹风管清孔。

5、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轴向限位结构17抵至倒圆锥形孔6内，同时，若采用设弹簧的隔离接头的具体实施方式，则经弹簧作用力使隔离接头上的定位的装置将隔离接头卡在与预应力筋自由段所在直孔连接处的倒圆锥形孔内，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即倒圆锥形孔6顶壁处；此时经压簧19将密封门20的密封侧抵紧在灌浆管9外壁上。

6、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和钢绞线固定在锚杆孔外，如利用施工支架临时固定盒式承压板21和张拉段的钢绞线。

7、采用压力灌浆装置经灌浆管9向倒圆锥形孔内灌注钢筋套筒连接用灌浆料，达到预充余率又称充浆率，如预定的0.1立方灌浆料即停止灌浆，同时抽出PVC塑料灌浆管9，此时密封门20的密封侧在压簧19的弹力下相互抵紧将隔离接头7的灌浆管9抽出后的孔洞封堵，同时，若采用设环形弹性体或环形气囊的隔离接头的具体实施方式，则灌浆后的压力使隔离接头上的定位的装置将隔离接头7卡在与预应力筋1自由段8所在直孔连接处的倒圆锥形孔6内。

8、待灌浆料达到预定凝固时间后，经张拉装置张拉预应力筋1如钢绞线同时压断易压断材料制作的支撑杆14并在达到张拉预定应力后将外锚固段用外锚具33如夹片锚具锚固。张拉控制应力可取σ_con＝0.55f_ptk，式中f_ptk式为预应力钢绞线抗拉强度的标准值。

9、将防护网的纵钢绞线23和防护网的横钢绞线22穿过多个盒式承压板21形成的防护网张拉紧，并在盒式承压板21以外的防护网的纵钢绞线23和防护网的横钢绞线22交叉点27上用锁紧装置将交叉点27锁紧。

10、将外锚具33以外的多余钢绞线切除，并安装外锚具的防护罩34。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

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)。