一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆及其施工方法。

背景技术

随着地下工程城市化不断提高，开采深度已经从0-300m增加至500-600m甚至1000m以上。特别是在政府提出了建设资源节约型环境友好型社会的要求之后，深部地下工程得到了越来越多的重视。地下工程是指修缮建造于地面下方岩土层，用来开发利用地下空间资源的土木工程。它包括地下铁道工程、矿山硐室工程、水下隧道工程、水电地下硐室工程、建筑基坑工程等。随着岩土锚固技术的快速发展，新型锚杆不断涌现。现有技术中的锚杆多为金属锚杆，钢筋锚杆，钢丝束锚杆或者钢铰线锚杆，但是，这些锚杆的抗拉强度有时达不到施工要求，且极易受到腐蚀性损伤，使锚杆拉断，从而造成灾难性事故。因此，急需开发一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆及其施工方法以解决上述技术问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆，结构简单，牢固可靠，施工便捷，抗拉、抗剪强度高，抗腐性能强，耐久性好，长度可调节，适用范围广，成本低廉，具有广阔的应用前景，有利于推广应用。

为了实现上述目的，本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆，包括一号锚杆和二号锚杆，二者均为中空结构，外侧均设有螺纹，通过螺纹管接头相互连接构成整个锚杆杆体，所述一号锚杆的顶部设有注浆口和封堵托盘，所述封堵托盘呈弧形，弧面向下弯曲，其顶部和底部采用螺母与一号锚杆固接，其左右两侧均固接有上盖板和下盖板，所述二号锚杆的底部连接有钻头，所述锚杆杆体由内至外依次为FRP筋层，改性沥青层，钢筋层和锚固剂层。

优选地，所述一号锚杆为多个，均通过螺纹管接头首尾相连以加长锚杆杆体长度，最下方的一号锚杆底端通过螺纹管接头与二号锚杆相连接。

优选地，所述上盖板与下盖板的形状均为跑道形，采用一对螺栓与封堵托盘相固接，所述下盖板的底部两侧向下凸出，中部向内凹陷形成压紧槽。

优选地，所述钻头为双梯形钻头。

优选地，所述改性沥青层采用重庆牌聚合物改性剂。

优选地，所述复合中空锚杆采用注浆管进行注浆，注浆口压力不小于0.4MPA，注浆时堵住注浆口，防止砂浆泄露，注浆管应插至距孔底5-10cm，并随着注浆深度缓慢拔出。

上述新型FRP筋-改性沥青一钢筋复合中空锚杆的施工方法，包括如下步骤：

S1：初始阶段，选用直径45-48mm的钻孔，钻孔结束后利用高压风进行清孔，使得孔壁不得留有粉砂；

S2：首先施工拱部120°范围的锚杆化，然后再施工左右边墙，锚杆杆体插入底部；

S3：安装复合中空锚杆，间距应小于等于750mm，安装锚杆前确认编号，从顶部注浆口注浆，注浆管插入锚杆中，混凝土沿着锚杆钻头溢出，形成注浆区域，一般要求注浆锚杆形成半径为1.5m的注浆区域，确保锚杆长度和注浆密实度符合设计要求；

S4：张拉锚杆与岩壁咬合；

S5：进行混凝土喷浆，在一定的压力要求下，按照一定的配浆比，喷两层，每施工10m，混凝土喷浆一次，在混凝土喷浆终凝两小时后，进行喷水养护，养护时间不得少于7天。

本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆及其施工方法，具有如下有益效果。

1.本发明抗拉、抗剪强度高，在达到极限抗拉强度之前几乎不会发生塑性变形，与改性沥青复合，可充分发挥锚杆杆体的极限承载力。

2.本发明具有较好的抗腐性能，耐久性好，暴露在空气和混凝土中无需进行防腐处理，同时具有耐高温的特点，在深部软岩巷道，地下空间环境恶劣时，基本不会使锚杆性能受到影响，可满足支护要求。

3.本发明的锚杆长度可调节，通过螺纹管接头可以连接多根锚杆杆体，增加锚杆的整体长度，使锚杆穿过破碎区，满足工程要求，适用范围广，成本低廉。

附图说明

图1为本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆的结构示意图；

图2为本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆的锚杆杆体剖面图；

图3为本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆的上、下盖板结构示意图；

图中：

1.封堵托盘 2.上盖板 3.下盖板 4.一号锚杆 5.二号锚杆 6.螺纹管接头 7.钻头 8.螺母 9.FRP筋层 10.改性沥青层 11.钢筋层 12.锚固剂层 13.螺栓 14.压紧槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以助于理解本发明的内容。

如图1所示，为本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆的结构示意图。该新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆包括一号锚杆4和二号锚杆5，二者均为中空结构，外侧均设有螺纹，通过螺纹管接头6相互连接构成整个锚杆杆体，优选地，所述一号锚杆4可以为多个，均通过螺纹管接头6首尾相连以加长锚杆杆体长度，最下方的一号锚杆4底端通过螺纹管接头6与二号锚杆5相连接。所述一号锚杆4的顶部设有注浆口(图中未示出)和封堵托盘1，所述封堵托盘1呈弧形，弧面向下弯曲，其顶部和底部采用螺母8与一号锚杆4固接，其左右两侧均固接有上盖板2和下盖板3。

如图3所示，为本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆的上、下盖板结构示意图。所述上盖板2与下盖板3的形状均为跑道形，采用一对螺栓13与封堵托盘1相固接，所述下盖板3的底部两侧向下凸出，中部向内凹陷形成压紧槽14。所述二号锚杆5的底部连接有钻头7，优选地，所述钻头为双梯形钻头。在打入巷道内部过程中存在障碍物的情况下，通过使用双梯形钻头使其顺利打入巷道内，有效避免了传统三角形钢片的尖部存在应力集中的现象，而双梯形钻头可以有效地清除障碍物。

如图2所示，为本发明提供的一种新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆的锚杆杆体剖面图。所述锚杆杆体由内至外依次为FRP筋层9，改性沥青层10，钢筋层11和锚固剂层12。优选地，所述改性沥青层10采用重庆牌聚合物改性剂，对乳化沥青在高温方面具有改善作用，其在深部软岩高应力作用下效果较明显。所述复合中空锚杆采用注浆管进行注浆，注浆口压力不小于0.4MPA，注浆时堵住注浆口，防止砂浆泄露，注浆管应插至距孔底5-10cm，并随着注浆深度缓慢拔出。

该新型FRP筋-改性沥青-钢筋复合中空锚杆的施工方法，包括如下步骤：

S1：初始阶段，选用直径45-48mm的钻孔，钻孔结束后利用高压风进行清孔，使得孔壁不得留有粉砂；

S2：首先施工拱部120°范围的锚杆化，然后再施工左右边墙，锚杆杆体插入底部；

S3：安装复合中空锚杆，间距应小于等于750mm，安装锚杆前确认编号，从顶部注浆口注浆，注浆管插入锚杆中，混凝土沿着锚杆钻头溢出，形成注浆区域，一般要求注浆锚杆形成半径为1.5m的注浆区域，确保锚杆长度和注浆密实度符合设计要求；

S4：张拉锚杆与岩壁咬合；

S5：进行混凝土喷浆，在一定的压力要求下，按照一定的配浆比，喷两层，每施工10m，混凝土喷浆一次，在混凝土喷浆终凝两小时后，进行喷水养护，养护时间不得少于7天。

本发明抗拉、抗剪强度高，在达到极限抗拉强度之前几乎不会发生塑性变形，与改性沥青复合，可充分发挥锚杆杆体的极限承载力。本发明具有较好的抗腐性能，耐久性好，暴露在空气和混凝土中无需进行防腐处理，同时具有耐高温的特点，在深部软岩巷道，地下空间环境恶劣时，基本不会使锚杆性能受到影响，可满足支护要求。本发明的锚杆长度可调节，通过螺纹管接头6可以连接多根锚杆杆体，增加锚杆的整体长度，使锚杆穿过破碎区，满足工程要求，适用范围广，成本低廉。

本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。