用于掌子面注浆加固的复合式锚杆及施工方法

1.一种用于掌子面注浆加固的复合式锚杆，其特征在于，包括杆体，所述杆体中空且侧壁均匀布设注浆孔，杆体一端的第一开口螺纹连接钻头，另一端的第二开口可拆卸连接实心塞，杆体外侧套设套管，所述套管的一端与钻头可拆卸连接，所述杆体和实心塞均采用玄武岩纤维材料制作，所述钻头顶面设有第一螺纹杆，所述第一开口内壁设有与第一螺纹杆适配的内螺纹，且钻头顶面绕第一螺纹杆间隔设置钉状凸起，所述凸起包括钉帽和钉杆，所述钉杆两端分别垂直连接钉帽和钻头，所述钉帽的径向尺寸大于钉杆的径向尺寸，所述套管端面设有与凸起对应的连接孔，所述连接孔的中央尺寸与钉帽适配，连接孔中央的两侧分别与钉杆尺寸适配，连接孔与凸起可拆卸连接。 2.如权利要求1所述的用于掌子面注浆加固的复合式锚杆，其特征在于，所述第二开口内壁设有凸块，所述实心塞设有与凸块适配的凹槽，实心塞顶面设置第二螺纹杆，所述第二螺纹杆螺纹连接紧固螺母，所述紧固螺母与第二开口之间设有垫板，所述垫板与钻头顶面尺寸适配，所述实心塞通过垫板和紧固螺母固定于第二开口。 3.如权利要求2所述的用于掌子面注浆加固的复合式锚杆，其特征在于，所述套管采用不锈钢材料制作。 4.如权利要求3所述的用于掌子面注浆加固的复合式锚杆，其特征在于，所述套管的外径小于钻头顶面直径。 5.采用如权利要求1-4任一项所述的用于掌子面注浆加固的复合式锚杆的施工方法，其特征在于包括如下步骤：1）设计两套掌子面锚杆的布设方法，该布设方法满足掌子面稳定性的要求，布设位置不能重复；2）依照第一套布设方法标记钻孔位置；3）利用复合式锚杆在标记位置钻孔和灌浆；4）进行系统支护并等待浆液凝固，所述系统支护包括初期支护和二次衬砌；5）进行掌子面全断面开挖；6）开挖至锚杆的剩余长度为其原长度的1/3时停止开挖，依照第二套布设方法标记钻孔位置；7）依据第二次布设位置进行步骤3）至步骤5）的施工；8）开挖至锚杆的剩余长度为其原长度的1/3时停止开挖，再次依照第一套布设方法标记钻孔位置；9）依次按照上述第一套和第二套布设进行循环施工，完成隧道整体开挖。 6.如权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤3）中所述利用复合式锚杆在标记位置钻孔和灌浆的步骤如下：1）将钻头与杆体连接，套管一端与钻头连接，沿钻机钻入方向旋转套管，使钉杆转动至连接孔中央的一侧，套管另一端与钻机连接；2）利用组装好的复合式锚杆依据标记位置钻孔；3）钻孔完成后，旋转调节套管位置，使钉帽与连接孔中央位置对应，取出套管；4）通过第二开口向杆体内注浆，浆液沿注浆孔进入钻孔，以改善岩土体物理性质；5）将实心塞的凹槽与杆体的凸块对准，实心塞沿第二开口穿入杆体，转动实心塞，使凹槽与凸块错位，实心塞顶面与凸块抵接，将垫板穿入第二螺纹杆，紧固螺母旋入第二螺纹杆，通过垫板和紧固螺母将实心塞固定于杆体的第二开口处，封堵浆液，完成注浆。