预应力锚索的路堑高边坡支护结构及其施工方法与流程

本发明属于边坡支护，更具体地，涉及一种预应力锚索的路堑高边坡支护结构及其施工方法。

背景技术：

1、在土木工程建设中，路堑高边坡的稳定性问题一直是一个重要而复杂的挑战。随着道路工程的不断发展和建设规模的扩大，路堑高边坡的稳定性问题日益凸显，尤其是在地质条件复杂、降雨量大、地震活动频繁的地区。传统的路堑高边坡支护方法，如重力式挡土墙、抗滑桩等，虽然在一定程度上能够提高边坡的稳定性，但往往存在施工难度大、造价高昂、占用空间多等局限性。重力式挡土墙虽然结构简单，但对于高度较大、坡度较陡的边坡，其自重和稳定性问题难以解决，且易受到地震等自然灾害的影响。抗滑桩虽然能够有效抵抗边坡的下滑力，但其施工周期长、对周边环境影响大，且成本较高。因此，寻找一种更加经济、高效、环保的边坡支护方法显得尤为重要。

2、预应力锚索作为一种先进的支护技术，近年来在岩土工程领域得到了广泛应用。它通过将高强度预应力锚索锚入稳定的岩土层中，利用锚索的预应力作用，将边坡的潜在滑动体与稳定岩土层紧密相连，从而提高边坡的整体稳定性和承载能力。预应力锚索支护结构具有施工简便、占用空间小、适应性强、经济合理等优点，特别适用于路堑高边坡等复杂地质条件下的支护工程。为了解决上述问题，专利文献cn 217231878 u公开了一种边坡预应力锚索支护结构，通过设置固定桩、矩形筒、基座、凸台、弧形台，锚索绳分别与矩形筒和弧形台锁定，不仅使框格梁与周边的凸台固定效果好，锚索绳在框格梁上形成一个网状，对框格梁进一步加固，使得边坡支护效果好，边坡稳定性强，不易发生滑动。该技术虽然可以对边坡进行支护，但是在施工时，锚索需要工人手动插入至钻孔中，因此安装效率较低。此外，专利文献cn 204000901公开了一种山体垂直高边坡预应力锚索支护装置，包括通过机械垂直打桩打到岩体内的钢管桩，钢管桩内高压注入水泥浆，形成了沿山体开挖线以一定的间距分布的一组微型钢管桩，钢管桩打入岩体的长度大于岩体的开挖深度，钢管桩设置成双排，内侧钢管桩与外侧钢管桩交错排列，钢管桩之间设置预应力锚索，边坡的滑动面上设置钢腰梁，所述预应力锚索外端固定在钢腰梁上，另一端通过锚具固定在岩体内，所述钢腰梁包括横向延伸的两根相对设置的槽钢，预应力锚索的外端穿过槽钢，槽钢上设置钢肋板，预应力锚索的钢绞线的外端与钢腰梁相固定的位置设置锚靴。该装置将锚索通入钻孔内部时，未设置对锚索定位的结构，因此在锚索移动过程中，钢绞线容易向四周张开，增加了锚索插入至钻孔内部的难度，降低了锚索的铺设效率。

3、预应力锚索作为一种先进的支护技术，近年来在岩土工程领域得到了广泛应用。它通过将高强度预应力锚索锚入稳定的岩土层中，利用锚索的预应力作用，将边坡的潜在滑动体与稳定岩土层紧密相连，从而提高边坡的整体稳定性和承载能力。预应力锚索支护结构具有施工简便、占用空间小、适应性强、经济合理等优点，特别适用于路堑高边坡等复杂地质条件下的支护工程。然而，目前预应力锚索在路堑高边坡支护中的应用还面临一些技术难题，如锚索布置方式的优化，本发明的目的是解决锚索施工过程中，需要多位工人待在防护边坡上进行长时间作业，包括锚索的输送施工、锚索的整理，不仅工序繁杂，效率低下，且在高边坡作业过程中需要进行多种材料调运，增加混凝土浇筑难度，增加人员作业的安全风险。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种预应力锚索的路堑高边坡支护结构及其施工方法，在托架外侧套设限位环，通过定位杆与第一连接孔和第二连接孔旋合连接，使限位环固定于托架外部，通过限位环抵触钢绞线，当装置往钻孔内部移动时，确保其在复杂地质条件下不发生偏移或卡阻，增强施工稳定性，让装置移动效率更高，避免钢绞线从托架上意外脱落，提高装置铺设效率。

2、为了实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供一种预应力锚索的路堑高边坡支护结构，包括：

3、支撑件，其包括托架，所述托架外周面等距设有多个定位槽；

4、钢索件，其包括多个钢绞线，所述钢绞线安装于所述定位槽内，所述钢绞线之间设有注浆组件，所述注浆组件用于向支护结构内注入浆液，提供对边坡的加固和增强支护强度；

5、所述托架外周面设有限位组件，用于对钢绞线和注浆组件的稳定支撑与定位；

6、驱动件包括支撑环，所述支撑环固定连接有多个支架，所述支架内部设有齿轮，所述齿轮通过电机驱动，所述齿轮与传动组件啮合，使支护结构能够在钻孔中自动移动、定位和调整，提高施工效率和操作精度；

7、设于所述钢绞线和所述注浆组件一端的导向套，用于引导所述钢绞线和所述注浆组件在钻孔中的准确推进，确保其在复杂地质条件下不发生偏移或卡阻，增强施工稳定性；

8、以及侧杆，其通过所述限位组件与托架相连，用于在所述齿轮驱动下通过所述传动组件实现支护结构的精确移动和定位，确保整个支护装置在施工中的稳定和精度。

9、进一步地，所述驱动件包括支撑环，该支撑环轴向开设有贯穿式的内槽，所述内槽内部固定连接有多个支架，该支架一侧通过电机驱动齿轮旋转带动支护装置移动。

10、进一步地，所述侧杆远离插头一侧形成齿槽，所述齿槽与驱动件中的齿轮啮合，

11、进一步地，所述所述齿轮与齿槽配合设计，通过所述电机驱动齿轮旋转带动侧杆在钻孔中移动，实现装置在钻孔中的自动化调节和精确定位。

12、进一步地，所述托架外周面等距分布有多个限位环，限位环通过滚珠与支撑件相连。

13、进一步地，所述限位环外设有呈环形阵列等距分布的侧槽，该侧槽内部内陷形成插孔，用于与侧杆上的插头匹配连接。

14、进一步地，所述托架外周面呈环形阵列等距分布设有多个第二连接孔；

15、所述托架沿自身轴心处对称开设有多个定孔；

16、所述限位环外周面还呈环形阵列等距分布有多个第一连接孔，所述第一连接孔延伸至限位环外部的自由端固定连接有安装架,该安装架一侧转动连接有滚珠。

17、根据权利要求中任一项所述的一种预应力锚索的路堑高边坡支护结构，其特征在于，所述注浆组件包括第一注浆管和第二注浆管；

18、所述钢绞线呈环形阵列分布，确保支护过程中力的均匀分布，且通过第一注浆管和第二注浆管注入浆液以填充钢绞线周围的空隙。

19、进一步地，所述导向套一端内陷形成连接腔，该连接腔用于引导钢绞线和第一注浆管和第二注浆管在钻孔中的推进。

20、按照本发明的第二方面，提供一种预应力锚索的路堑高边坡支护方法，应用所述的一种预应力锚索的路堑高边坡支护结构实现，包括：

21、s100：将钢绞线依次置于托架的三个定位槽中，将其他托架置于钢绞线之间的其他位置处，所有托架放置后再将第一注浆管和第二注浆管分别插入至托架上的两个定位孔中；

22、s200：将限位环套设于托架的外周面上，再将定位杆插入至托架和限位环之间转动，使定位杆旋合连接于第一连接孔和第二连接孔之间，使限位环固定于托架上，再将侧杆置于多个限位环之间的侧槽之间，使插头插入至插孔内部；

23、s300：清理边坡表面杂物，测量边坡高度、坡度和岩土体性质，确定锚索布置位置，按照设计要求进行钻孔，确保孔径、孔深和倾斜度满足要求；

24、s400：将支撑环置于钻孔外部，使内槽对准钻孔，再将插杆插入至边坡中，将导向罩插入至钻孔中，并且使装置上侧杆的齿槽与齿轮啮合；

25、s500：通过电机驱动齿轮相对于支架转动，从而驱动侧杆移动，通过侧杆带动限位环移动，使限位环带动托架、第一注浆管、第二注浆管和钢索线移动，使第一注浆管、第二注浆管和钢索线完全移动至钻孔内部，并且装置移动时，通过滚珠配合，使装置移动的更加顺畅；

26、s600：通过第一注浆管进行一次注浆，在混凝土浆液未完全凝固前，通过第二注浆管进行二次注浆固定，确保锚索与岩土体紧密结合。

27、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

28、1.本发明的结构，在托架外侧套设限位环，通过定位杆与第一连接孔和第二连接孔旋合连接，使限位环固定于托架外部，通过限位环抵触钢绞线，当装置往钻孔内部移动时，确保其在复杂地质条件下不发生偏移或卡阻，增强施工稳定性，让装置移动效率更高，避免钢绞线从托架上意外脱落，提高装置铺设效率。

29、2.本发明的结构，通过在限位环外侧开设侧槽，通过侧槽与侧杆连接，使侧杆上的插头插入至侧槽内部的插孔中，通过电机驱动齿轮转动，通过齿轮与侧杆上的齿槽配合，使装置整体往钻孔内部移动，从而提高装置移动效率，无需多位工人待在防护边坡上进行长时间作业，包括锚索的输送施工、锚索的整理，减少施工工序，提高施工效率，降低混凝土浇筑难度，降低人员作业的安全风险。

30、3.本发明的结构，通过齿轮和齿槽配合，使装置整体往钻孔内部移动时，通过定位杆对安装架支撑，通过安装架对滚珠支撑，通过滚珠在钻孔内部滚动，使装置移动时更加高效，进一步提高装置移动至钻孔内部效率，从而提高装置铺设效率。

31、4.本发明的结构，通过支撑环对支架和齿轮支撑，当装置完全移动至钻孔颞部后，人员可以取下支撑环，使支撑环上的齿轮与齿槽分离，让该部分可以循环使用，从而降低施工成本。

32、5.本发明的方法，支撑件提供了稳定的基础，通过托架、限位环、侧槽等组件的合理布局，确保钢绞线、注浆管和侧杆能够在施工过程中稳定安装。其次，钢索件通过钢绞线和注浆管的结合，实现了边坡的加固和支护，注浆工艺的应用进一步提升了边坡的稳定性。驱动件通过电机驱动齿轮旋转，控制侧杆的移动，实现装置在钻孔中的精确定位与调整。导向套则确保了钢绞线和注浆管在钻孔中的稳定和顺畅推进。最后，插头与插孔的匹配设计确保了支护结构在高应力条件下的稳固性与安全性。