高地应力隧道增阻锚杆及高地应力隧道增阻方法

本发明涉及隧道施工，具体涉及一种高地应力隧道增阻锚杆及高地应力隧道增阻方法。

背景技术：

1、锚杆具有增强围岩承载力、支护成本相对较低、施工简单等优点，是一种有效的围岩支护方式。对于隧道断面更大、速度更快且埋深更大、地应力更高、地质条件更复杂的环境，隧道建设难度越来越大。虽然锚杆支护是一种有效的主动支护方式，并且是目前隧道支护形式中的主要组成部分，锚杆能主动加固岩土体、有效控制围岩变形和防止岩土体坍塌破坏，对隧道围岩结构的改善和强度的强化起到很大的作用。但是，在高地应力及多场耦合作用下，部分隧道开挖支护后的围岩裂隙扩展速度很快，依旧出现了迅速破环以及大量变形而失稳等现象。由于高地应力隧道表现出显著的塑性软化与剪胀特性,再加上围岩流变引起的变形，均是诱发隧道收敛的主要因素，二者叠加效应使普通刚性锚杆效果不乐观。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种操作简单，成本较低，且修复方便，能在很大程度上降低工程项目整体费用及后期运维管养费用的高地应力隧道增阻锚杆及高地应力隧道增阻方法，以解决上述背景技术中存在的高地应力作用下普通刚性锚杆不足以支撑围岩，高地压、高温度应力、高渗透应力等特点导致开挖支护后的围岩裂隙扩展速度很快，容易出现迅速破环以及大量变形而失稳的问题等至少一项技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种高地应力隧道增阻锚杆，包括：

4、盘式锚具；

5、所述盘式锚具连接有第二杆体，所述第二杆体内设有通道；所述通道内可活动的设置有第一杆体，所述第一杆体的一端伸出所述第二杆体，所述第一杆体的另一端连接有阻挡块；

6、所述通道的内壁上周向均匀的设有可转动的滚球。

7、优选的，所述第一杆体的直径由阻挡块一端向伸出所述第二杆体的一端的方向逐渐变大。

8、优选的，所述通道的内壁上周向均匀的设有一圈圆形凹槽，所述滚球设于所述凹槽内。

9、优选的，所述凹槽的直径大于所述滚球的直径。

10、优选的于，所述滚球的最大截面在所述凹槽内。

11、优选的，所述滚球为钢球。

12、第二方面，本发明提供一种利用如上所述的高地应力隧道增阻锚杆的高地应力隧道增阻方法，包括：

13、隧道开挖完成后，检查开挖断面净空尺寸，检查机具、通风条件、照明条件，检查受喷面有无涌水、淋水、集中出水点；加入速凝剂，控制水灰比，设置控制喷射混凝土厚度的标志，对岩面进行初喷；

14、在初喷混凝土后钻孔，孔深不小于增阻锚杆的有效长度；锚杆插入长度大于等于设计长度的95％，且外露长度小于等于喷层钻孔与放置厚度，垫板与混凝土密贴。

15、本发明有益效果：该方法操作简单，成本较低，且修复方便，能在很大程度上降低工程项目整体费用及后期运维管养费用；解决了高地应力作用下普通刚性锚杆不足以支撑围岩，高地压、高温度应力、高渗透应力等特点导致开挖支护后的围岩裂隙扩展速度很快，容易出现迅速破环以及大量变形而失稳的问题。保证既能给予围岩一定的让压变形的同时又能变实现让压变形后增阻从而稳定支护住围岩得功能，除此以外，还可以加强支护与围岩之间的适应性和匹配性，增加隧道整体结构的刚度和强度。

16、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种高地应力隧道增阻锚杆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高地应力隧道增阻锚杆，其特征在于，所述第一杆体(4)的直径由阻挡块(5)一端向伸出所述第二杆体(2)的一端的方向逐渐变大。

3.根据权利要求1所述的高地应力隧道增阻锚杆，其特征在于，所述通道(3)的内壁上周向均匀的设有一圈圆形凹槽，所述滚球(6)设于所述凹槽内。

4.根据权利要求3所述的高地应力隧道增阻锚杆，其特征在于，所述凹槽的直径大于所述滚球(6)的直径。

5.根据权利要求4所述的高地应力隧道增阻锚杆，其特征在于，所述滚球(6)的最大截面在所述凹槽内。

6.根据权利要求1所述的高地应力隧道增阻锚杆，其特征在于，所述滚球(6)为钢球。

7.一种利用如权利要求1-6任一项所述的高地应力隧道增阻锚杆的高地应力隧道增阻方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种高地应力隧道增阻锚杆及高地应力隧道增阻方法，属于隧道施工技术领域，盘式锚具连接有第二杆体，第二杆体内设有通道；通道内可活动的设置有第一杆体，第一杆体的一端伸出所述第二杆体，第一杆体的另一端连接有阻挡块；通道的内壁上周向均匀的设有可转动的滚球。本发明根据围岩和支护的实际情况合理设计，先将变形收敛力释放和让压，同时在此基础上进行增阻锚固，两者相结合可大大增加隧道结构稳定性，抑制隧道变形。同时该方法操作简单、成本较低，可广泛应用铁路隧道、公路隧道、煤矿巷道等隧道大变形灾害的防治。

技术研发人员：樊容,陈铁林,魏学达,姚茂宏
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13