发明内容

本发明提供伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法，以解决现有技术中伞状扩大头虽然承载力超高、但变形量仍然很大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法，所述伞状扩大头预应力岩土锚固结构包括内端结构、外端结构，和位于内端结构与外端结构之间的岩土体，和位于岩土体中的非扩孔段锚孔、非扩孔段锚孔固结体，以及从外到内穿过所述外端结构、非扩孔段锚孔并插入所述内端结构的若干根锚筋；其中非扩孔段锚孔固结体由非扩孔段锚孔灌注固化材料形成，固化材料又称作固结剂；

所述内端结构包括若干个扩孔段锚孔，所述扩孔段锚孔内安设有若干个伞状扩大头固结体；所述伞状扩大头固结体内安设有若干个正向组装或反向组装的伞状扩体装置；其中锚筋由伞状扩大头固结体承载，所述伞状扩大头固结体由伞状扩体装置扩张并灌注固化材料形成；

所述外端结构包括锚具，以及垫板和/或锚墩和/或面板；

伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法包括以下施工步骤：

A：灌注所述伞状扩体装置；此为本发明的第一道灌注程序(在本申请中也称作第一次灌注)，本道灌注程序必须满足的前提条件是：非扩孔段锚孔不被灌注，或被灌注后将浆液抽除；或除主要受力层锚孔外的非扩孔段锚孔不被灌注，或被灌注后将浆液抽除。该次灌注施工既可以在扩张伞状扩体装置之后实施，也可以在扩张伞状扩体装置的同时实施，还可以在钻孔的同时灌注非扩孔段锚孔、在扩孔的同时灌注扩孔段锚孔和/或伞状扩体装置等等，但无论如何，本发明在预应力施工之前，不允许非扩孔段锚孔内(至少是除开主要受力层锚孔以外的非扩孔段锚孔内)存有固结剂浆液(即不允许该段形成固结体)，如果因各种原因导致该次灌注施工之后在该段有固结剂浆液存在，也必须将其抽除。无论伞状扩体装置是否外套膜袋，扩孔段锚孔均可在本道灌注程序实施灌注；如无膜袋，伞状扩体装置可以和扩孔段锚孔同时灌注；如有膜袋，可以先灌注伞状扩体装置，后灌注扩孔段锚孔，也可以反之，当然，还可以选择对灌注扩孔段锚孔不予灌注，仅仅灌注伞笼。

B：预埋或预留第二次灌注通道和/或排气通道，和/或，制作和/或安装面板；对永久性的伞状扩大头锚杆索(例如边坡支护、地下结构物抗浮)，灌注非扩孔段锚孔是必须的，但即使是对临时性的伞状扩大头锚杆索(例如基坑支护)，由于临时性工程的岩土层条件通常不够好，无论是粘结型或无粘结型，本发明均主张对非扩孔段锚孔全长灌注(包括灌浆、旋喷注浆手段在内)，形成非扩孔段锚孔固结体，以发挥非扩孔段锚孔固结体对孔壁岩土体产生的负摩阻力滞滑、抗剪切、隔离地下水渗流、消除孔壁岩土体变形临空面、提供/避免削减孔壁岩土体围压的功能。需要特别指出的是，本发明针对的是需要灌注(充填)非扩孔段锚孔的情形，且是针对伞状扩大头锚杆索而言，传统摩阻型锚杆索清晰的或囊式扩大头锚杆索似是而非、含混不清的对于“锚固段”、“非锚固段”的划分及处置，与本发明没有交集。负摩阻力是指潜在/ 产生变形/破坏/滑移的岩土楔体内，岩土体对锚孔固结体产生向后/向外的摩阻力(例如附图6-a、附图6-b 中所示的f₄、f₅)，同时锚孔固结体对岩土体具有向前/向内的负摩阻力，该负摩阻力具有滞滑作用。还需要注意，制作和/或安装面板通常不是一次完成的，例如可能仅完成板的一部分就进行预应力施工然后再完成剩余部分板的施工，可能先完成板的整体施工再进行预应力施工然后进行柱的施工，也可能先完成独立基础和地基梁的施工就进行预应力施工然后再进行板的施工等等。

灌注通道包括管道、孔道两种，排气通道也包括管道、孔道两种。本发明允许不预埋第二次灌注通道和/或排气通道，即为不预埋管道，但可以预留孔道，例如锚具上穿筋后的多余孔道就可以作为预留的第二次灌注和/或排气孔道(即第二次灌注和/或排气可直接利用锚具上的多余孔道进行施工，不实施钻凿开孔)，这仍属于“预留”第二次灌注通道和/或排气通道的范畴，但是，锚具上的孔道一般很小，用于灌注施工效率过低，也容易堵孔，通常不主张这样做，最好的做法是在锚具、垫板范围以外预埋管道(包括利用第一次灌注所用的灌注管或抽浆管进行处置、利用并预埋)；当然，本发明还允许既不预埋、又不预留灌注通道和/或排气通道，而是在施加预应力后另行开通(例如通过钻凿方式钻穿面板开通)灌注通道和/或排气通道。

C：施加预应力；

D：灌注非扩孔段锚孔。

针对现有技术中伞状扩大头即使承载力超高、变形量仍然很大的问题，本发明提出伞状扩大头预应力岩土锚固结构，本发明中的岩土体包括岩体和/或土体，本发明中的锚筋是指能够施加预应力的锚筋，例如钢绞线、精轧螺纹钢、碳纤维/玄武岩纤维筋等。当锚具穿设在锚筋端部时通常被称作锚头，锚头分为内锚头、外锚头，例如附图5所示，内锚头位于锚孔深处，外锚头位于面板后侧(即面板外侧)；此处的锚具是指锚筋与垫板或与锚墩或与面板之间的连接与传力结构，作用和内锚头处的荷载转换装置类似但传力方向相反，锚具多种多样，例如夹片锚具、焊接锚具、挤压锚具、粘结锚具、螺纹锚具，以及在边坡/地下室 /浅基坑工程中将锚筋直接做弯头或焊接弯头或粘结钢套管并在钢套管外焊接弯头后埋入面板中形成的锚固筋(例如附图22所示)等等。其中面板是指以混凝土、型钢、钢筋混凝土、型钢混凝土等材料制作的桩、柱、板、梁等相对岩土结构而言较薄的作为外锚具、锚墩等的基础/支座的工程结构，包括地下室的抗浮板(或称作抗水板)在内；锚墩是锚具与面板之间的荷载扩散、传递物，可以由钢、钢筋混凝土等材料制作，可以是各种形状，例如矩形体、梯形体、楔形体等；垫板是锚具与锚墩/面板之间的荷载传递物，可以是各种材料、各种形状，例如方形/U形钢板、楔形体钢架等。

本申请中的伞状扩体装置为现有技术，泛指经过扩体并灌注固结材料后能够形成锥体、倒锥体或近似伞状/锥状的装置、设备、结构等，例如附图26所示的伞笼Ⅰ、伞笼Ⅱ，可以参见申请人关于伞状扩大头的系列在先申请。灌注伞状扩体装置为本发明的第一道灌注程序，工作内容为：以水泥浆、砂浆、化学浆液、双液浆、无收缩浆液、混凝土等任意固化材料(即固结剂)进行下述灌注工作，允许添加早强剂等外加剂；灌注装备不限，例如各种注浆泵、混凝土泵、手动泵、双液泵、漏斗、高压管、旋喷钻杆、钻注一体机、二重/三重灌浆管、灌浆花管、砼管等等；

本发明的独特之处在于，将伞状扩体装置与非扩孔段锚孔分开进行灌注，而且在施加预应力之前，专门灌注伞状扩体装置，不能灌注非扩孔段锚孔，或将非扩孔段锚孔内的浆液抽除(即抽出孔外)，使非扩孔段锚孔内(至少是主要受力层锚孔以外的非扩孔段锚孔内)不得形成粘结。本发明的施工步骤是从A至 D需按照前后顺序进行施工；其中第一道灌注程序必须在第二道灌注程序之前实施，且中间有预应力施工程序将两道灌注程序分隔开。

灌注伞状扩体装置，以形成伞状扩大头固结体，目的是使之能够承接荷载转换装置传递的荷载并转而扩散、传递给伞状扩大头后方的岩土体；当伞状扩体装置已经扩张但并未灌注伞状扩体装置时，或已灌注但固结剂尚未凝固或虽已凝固但尚未达到足够强度，是不能进行预应力张拉的，或根本无法实现需要的预应力加载级别，即使勉强张拉也根本无法达到预应力施工目的，还会破坏扩张后的伞状扩体装置。

本方法需要在第二次灌注(即灌注非扩孔段锚孔)之前提前预埋/预留第二次灌注通道、排气通道(例如附图25中所示)，灌注通道、排气通道可以为灌注管/灌注孔、排气管/排气孔等。或利用上道工序的灌注管/抽浆管作为本道工序灌注通道等等，第二次灌注通道与排气通道均需要穿过锚具下的垫板和/或面板结构物，因此在面板施工时需要注意对其进行保护；当然，在口径足够大的前提下，灌注通道和/或排气通道还可以直接利用锚具与锚筋之间的间隙或锚具上多余的孔道等。排气通道可以与灌注通道套叠设置或合体设置(例如附图26所示)。

本方法中施加预应力的具体做法例如：对第一道灌注程序(即灌注伞状扩体装置)所有灌注工作形成的固结体进行养护，养护时间及措施按照相关技术规范执行既可，待其达到设计强度后，即可安设和/或施工所述锚具等外端结构，并安设千斤顶、油泵(或同时安设检测装置)等预应力施工材料、装备，之后施加预应力以及进行锁定；锁定方法及工具/材料包括但不限于锚夹片、螺纹锁母、U型垫板、垫块、焊接、粘结等等；预应力加载等级由设计人员自行选取，建议至少按照设计承载力值的100％施加预应力，并允许实施超张拉。

灌注非扩孔段锚孔为本发明的第二道灌注程序(在本申请中也称作第二次灌注)：无论以旋喷水泥浆射流或水射流钻孔，还是以其他手段钻孔，在预应力施工之前，均已将非扩孔段锚孔内的固结剂浆液抽除，或已将非扩孔段锚孔内的固结剂浆液面控制在主要受力层厚度范围内，换言之已将超出控制高度H2的固结剂浆体进行抽除处理，因此，几乎整个非扩孔段锚孔都是空孔，无论是对复合承载伞状扩大头锚杆索，还是对无粘结(可穿戴PE套或不穿戴PE套)锚筋伞状扩大头锚杆索，均需要灌注填充该孔洞，这在本发明的施工程序中属于第二道灌注程序，但与现有技术中的二次高压灌浆不同(称呼类似但实质不同)，本道灌注程序是对空洞(非扩孔段锚孔)进行灌注从而形成非扩孔段锚孔固结体，并非对第一次灌注形成的固结体(实体)进行劈裂/重注。

本道灌注程序实施之前，如果发现预留的灌注通道和/或排气通道(管或孔)被堵塞，则需要在面板结构物上重新开孔实施灌注并排气，直至排气管/排气孔返出浓浆并不再收缩为止，灌注结束后封孔并割除管子外漏部分/剔除冒浆凝块即可。

当然，在本发明的从A到D的一系列施工步骤之前，还必须先实施钻孔、扩孔、植伞、植锚、扩张工序，或将本发明第一道灌注程序提前在钻孔、扩孔、植伞、植锚、扩张时就同步实施完成，但前提是不能灌注非扩孔段锚孔，或即使灌注(例如以旋喷射流水泥浆方式进行钻孔和/或扩孔和/或洗孔的情形)也必须将非扩孔段锚孔内的浆液抽出孔外，使非扩孔段锚孔内(至少是主要受力层锚孔以外的非扩孔段锚孔内)不得形成粘结。钻孔、扩孔工序例如：对预扩孔后植式伞状扩大头锚杆索，不限钻进方法、钻具种类，先行实施非扩孔段钻孔与扩孔段钻、扩孔，或在钻孔\扩孔之后增加洗孔措施；对旋喷自携式伞状扩大头锚杆索，以旋喷钻杆实施钻孔和/或扩孔，并在钻孔、扩孔的同时通过顶推和/或牵拉方式携带荷载转换装置、伞状扩体装置、锚筋、灌注装置进入锚孔相应区段内。植伞、植锚工序例如：对预扩孔后植式伞状扩大头锚杆索，以植伞工具通过顶推和/或牵拉方式携带荷载转换装置、伞状扩体装置、锚筋、灌注装置进入锚孔相应区段内；对旋喷自携式伞状扩大头锚杆索，植伞、植锚已在钻孔、扩孔工序合并完成；对需要旋喷洗孔的预扩孔后植式伞状扩大头锚杆索，则以旋喷钻杆作为植伞工具进入锚孔内实施洗孔并同时植入伞状扩体装置、锚筋。伞状扩体装置的扩张即复张为现有技术，扩张方式可以参见申请人关于伞状扩大头的系列在先申请，并根据实际需要从本发明记载的各种方式中自由选择扩张机构、扩张方式、扩张时机，例如选择使用申请人在先申请专利“预扩孔后植式伞状扩体设备”(申请号2020222012933)附图2、附图7所示结构，并在本发明所述的第一道灌注程序通过压力灌注固结剂浆液驱动活塞缸实施伞笼复张)。

需要说明的是：由于伞状扩大头工法众多、工艺众多，本发明所记载的施工步骤，无法仅仅以一种施工顺序对施工各种工艺、各个步骤加以限定，例如第一道灌注程序可以是与钻孔、扩孔同时进行，也可以在钻孔、扩孔之后进行，也可以仅仅与钻孔/扩孔同步，也可能是与植伞、植锚同步进行；而且植伞、植锚也可能与钻孔、扩孔同步实施；钻孔、扩孔过程既可能是采用钻扩灌一体机运用钻、扩孔钻具加双管灌具实施钻扩灌同步完成，也有可能有采用旋喷钻机运用旋喷钻具实施旋喷钻孔、扩孔先行或钻扩注同步完成甚至植伞植锚同步完成，有可能喷、灌二者都运用且旋喷、灌浆分步实施，也有可能旋喷、灌浆一体实施，还有可能没有旋喷参与，旋喷本身也可能采用清水射流或水气射流，也有可能采用水泥浆射流或浆气射流等，灌注工艺本身也包含洗孔和/或旋喷和/或灌浆或砼或其他浆材和/或二次高压劈裂等等；以及可以利用任何钻具实施(例如旋喷钻具、铣削钻具、螺旋钻具、扩孔钻具、复合钻具等等)钻孔、扩孔，旋喷可以用清水射流来钻孔和/或扩孔和/或洗孔，也可以用灌注材料来钻孔和/或扩孔和/或洗孔；伞状折叠杆组复张可以位于第一道灌注程序之前，也可以与第一道灌注程序同时进行(例如前述的利用固结剂浆液液压扩张伞笼)，还可以与钻孔、扩孔程序同步完成(例如主动式/被动式自适应伞状扩体装置)等。所以第一道灌注程序本身也会含有多道工序且因灌注工艺的不同而不同，本申请无法一一列举并统一规定，只能笼统对第一道灌注程序以灌注伞状扩体装置概括之。

进一步的，所述内端结构还包括：

若干个荷载转换装置；每个荷载转换装置与其对应承载的伞状扩体装置固定或单向固定连接，锚筋固定或可拆卸固定或活动穿设在荷载转换装置上，每个伞状扩体装置均固定或单向固定或可拆卸固定在其对应承载的锚筋上；每个伞状扩体装置均包括若干正向折叠或反向折叠的伞状折叠杆组，每个伞状折叠杆组包括若干折叠杆，且在伞状折叠杆组的前、后两端处，折叠杆均被集中铰接约束呈中心对称状；每根所述折叠杆包括相互铰接的长杆和短杆；每个所述伞状扩体装置还沿横向设置有前盘和/或后盘和/或纵向柱；所述伞状扩体装置包括A构件，所述A构件位于荷载转换装置后侧且与荷载转换装置抵触；或同时还在锚筋和/或纵向柱上固定设置有分载体；当分载体位于A构件的前方时，分载体与A构件不抵触。或同时还在扩孔段锚孔内设置有伞外固结体。

本方案引入分载体，分载体与现有的荷载转换装置的区别在于：在结构上，荷载转换装置位于前盘的前侧/后盘的前侧且荷载转换装置与前盘/后盘抵触(必须抵触，才能传递荷载给前盘/后盘进而传递给伞状扩体装置从而向伞状扩大头底部分散应力)；而当分载体位于前盘的前侧/后盘的前侧时，分载体不能与前盘/后盘抵触，例如附图6-a、附图6-b所示；并且，当分载体位于前盘/后盘的后方时，分载体是否与前盘 /后盘抵触均可，例如附图6-a、附图6-b所示；再者，分载体主要是用于非扩孔段内(当然，也可以用于扩孔段内/伞状扩体装置内)，而荷载转换装置则只能用于伞状扩体装置内。在功能上，分载体将锚筋的拉力/反向拉力转换到分载体前侧或后侧的固结体上从而通过侧摩阻力转移给固结体周围的岩土孔壁，而荷载转换装置则是将锚筋的拉力/反向拉力转换到荷载转换装置前侧或后侧的伞状扩大头上从而通过端阻力/负端阻力转移给伞状扩大头底部的岩土体，荷载转换装置的设置位置、传力对象都是特定的(传力对象是伞状的钢筋混凝土结构以及钢结构)。当然，分载体本质上也是执行荷载转换的功能，但是与现有的荷载转换装置相比，其设置位置、传力对象均不同(分载体的传力对象是杆状/柱状的固结体/混凝土)。设置于纵向柱上的分载体，其作用与设置在锚筋上的分载体相同，例如附图1、附图2、附图3中所示的位于外拉杆、外承压柱上的分载体。通常地，对每个伞状扩体装置而言，荷载转换装置是唯一的，而相应的分载体则有多个。

在本申请中，分载体的作用是：将原来锚筋与固结体之间的粘结力(拉力型连接)之一部分改为纵向挤压(压力型连接，此处挤压与下文中的压迫\反向压迫同义)，使得在固结体内局部产生压应力集中，通过产生压胀效应使得固结体与孔壁之间产生局部的法向压力，从而局部增强固结体与孔壁之间的侧摩阻力；换言之，锚筋的拉力/反向拉力之其中一部分转化为固结体对锚孔(锚孔即为用于锚固的钻孔)孔壁的拉力，由侧摩阻力承担(侧摩阻力包括三部分：由非扩孔段锚筋与固结体粘结、固结体与孔壁接触产生的摩阻力f₁或反向摩阻力f₄，以及由锚筋通过分载体压迫或反向压迫固结体、固结体与孔壁接触产生的摩阻力f₂或反向摩阻力f₅，见附图6所示，以及基于扩孔段锚筋与扩孔段固结体的粘结和/或基于顶推装置等和 /或分载体压迫/反向压迫固结体，此时扩孔段固结体与扩孔段孔壁之间产生的摩阻力f₃或反向摩阻力f₆)，锚筋拉力/反向拉力的另一部分传递给伞状扩大头转化为对伞状扩大头底部岩土层的压力，由端阻力P/反向端阻力承担；如此一来，作用于外锚头上的预应力或岩土体荷载在向锚孔内的锚固结构传递时，首先是使锚孔非扩孔段孔壁的侧阻力发挥作用，处于前端的伞状扩大头承担的荷载较少(即发挥的承载作用较小)，当侧阻力由外至内(即由后向前)逐渐失效时，伞状扩大头才更多地发挥其端承力(即伞底地层发挥端阻力)。简而言之，分载即为分担/截留一部分荷载并转移到固结体的侧面，使荷载转换装置只获得部分荷载并转移到伞状扩大头的底面；换言之，分载体与荷载转换装置的设置位置、功能是互补关系，荷载转换装置主要实现端部应力(通过伞状扩体装置)，分载体主要实现侧向应力(通过固结体)；仅仅在扩孔段内布设的分载体可以较小程度地贡献一部分端部应力，当然，荷载转换装置也会较小程度地贡献一部分侧向应力。

通常地，分载体可以位于锚筋和/或纵向柱上的任意位置；分载体的直径小于钻头/非扩孔段锚孔直径，伞状扩大头的扩张后直径大于钻头/非扩孔段锚孔直径。分载体可以允许活动通过前盘、后盘，也可以不允许通过前盘、后盘，还可以单向通过前盘、后盘；分载体可以是任意形状/形态(例如分载体包括但不限于各附图中的分载体Ⅰ、分载体Ⅱ、分载体Ⅲ)、各种材料，包括但不限于方块/圆块状、环(例如附图4所示，分载体Ⅲ为环状并与锚筋固定，送锚/植伞工具从分载体中心孔活动穿过)/圈/盘状、球状、圆柱/棱柱状、锥体状、倒刺状等；分载体还可以由限位装置(例如附图4所示的分载体Ⅲ)或止退装置(例如附图 4所示的分载体Ⅱ为后反向止退装置)或顶推装置、导向帽、固定装置等构件兼任或合体设置；分载体可以是钢筋混凝土构件、钢圈/环(例如与锚筋冷挤压连接的套筒或与锚筋螺纹连接的锥台状套筒)、弹簧片、以钢丝网增强的有/无囊袋包裹的水泥浆或水泥砂浆固结体构件等，甚至可以是伞形骨架/伞状扩体结构(但通常其扩张后直径小于或等于非扩孔段锚孔直径)等。附图5中的防凹陷装置和/或限位装置与分载体合并设置。

本申请中的“固定”包括但不限于焊接、销轴连接、挤压、粘结、可拆卸固定、螺纹连接、卡扣连接等各种固定方式。本申请中“若干”是指该结构、部件(例如扩孔段锚孔、伞状扩大头固结体、伞状扩体装置、折叠杆、套环等)的数量为一或一以上；每一个伞状扩体装置通常设置一个荷载转换装置、一个前盘、一个后盘，荷载转换装置可以是挤压锚具/夹片锚具/螺纹连接锚具/焊接锚具/U型锚具或其他类型锚具等，或与限位装置或止退装置或单向固定装置等等合并设置。

本申请中“分载体与A构件不抵触”既包括不发生直接的抵触，也包括不发生间接的抵触，例如某X 构件位于荷载转换装置的前侧且与荷载转换装置抵触，则视为该X构件与A构件(间接)抵触，从而该X 构件不能成为分载体，只能成为荷载转换装置的一部分(例如冷挤压套连续安设两个/两个以上的情形)。

A构件即为承接了荷载转换装置所传递(转移)荷载并将荷载又转移给伞状扩体装置/伞状折叠杆组的构件，通常是前盘或后盘，但并非只能是前盘或后盘，例如申请人的在先申请“预扩孔后植式伞状扩体设备”(申请号2020222012933)的申请文件中附图13、附图14所示情形，其中“锚板50”、“后托板44”也可作为A构件。

伞外固结体是指整个扩孔段锚孔内除伞状扩大头固结体外的剩余空间经灌注形成的固结体，即伞状扩大头固结体+伞外固结体＝整个扩孔段锚孔内形成的固结体。扩孔段锚孔、伞状扩大头固结体均可以是一个，也可以是多个；每个伞状扩大头固结体可以是由一个伞状扩体装置灌注形成，也可以是由不止一个伞状扩体装置灌注形成。

本申请中出现的构件/结构、技术术语、制作方法、组装方法、施工工艺等但未有图示或说明或图示、说明不够详尽的均可参见本案申请人有关伞状扩大头技术的在先系列申请以及业内既有技术中的公开内容，包括但不限于“以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备”(申请号2020227308089)、“预扩孔后植式伞状扩体设备”(申请号2020222012933)、“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备”(申请号2020222212268)、“抵撞开伞的伞状扩体设备”(申请号2020110632874)、“内柱式伞状扩体设备”(申请号2020222074107)、“预收式全工况伞状扩体装置及其使用方法”(申请号2019108319751)、“与旋喷锚索同步跟进的反向折叠伞状扩大头”(申请号2019214618614)、“预扩孔后植扶壁式伞状扩大头”(申请号2019214613216)、“伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构”(申请号2019224695227)、“自携伞状扩体结构的旋喷锚索或旋喷锚杆施工方法”(申请号2018106766169)、“预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头”(申请号 2019200527785)、“用于抗浮锚可旋喷扩孔、洗孔、注浆一体化的伞状扩大头”(申请号2019200531210)、“与旋喷锚索同步跟进的主动式伞状扩大头”(申请号2018209997457)、“与旋喷锚索同步跟进的膜袋型伞状扩大头”(申请号2018210003512)、“与旋喷锚索同步跟进的被动式有构造型伞状扩大头”(申请号2018210003828)、“与旋喷锚索同步跟进的被动式无构造型伞状扩大头”(申请号2018209997616)、“用于泥岩层抗浮锚杆、索可旋喷洗孔的伞状钢筋笼扩大头”(申请号2017214536314)。本申请中的“前”是指钻头向地层中钻进的方向，也即伞状扩体装置向锚孔中植入的方向，反之为“后”。

进一步的，所述伞状扩体装置还包括箍筋和/或膜袋和/或灌注管；

当设置有数量为两个或两个以上的伞状扩体装置时，各伞状扩体装置串联在同一根或多根锚筋上或并联在不同的锚筋上。

前盘即现有技术中的拉筋盘/拉线盘，后盘即现有技术中的穿筋盘/穿线盘。长杆、短杆、长杆延长部、短杆延长部可以是同一形态，也可以形态各异(例如杆状、板状、管状、叉状、波纹状、变截面梁等等)，长杆延长部、短杆延长部既可以沿长杆、短杆的轴线延伸，也可以沿任意方向进行延伸)。

所述折叠杆通过箍筋和/或膜袋实现周向拉结；通常所述折叠杆与箍筋在交叉点需要固定连接，和/或折叠杆与膜袋固定连接；箍筋可以是分层的或螺旋状的，建议每道箍筋与每根折叠杆固定连接；当的确需要使用抽绳-放绳法对伞笼实施预收缩锁定与解锁时，宜在每根箍筋与每根折叠杆固定连接的前提下，单独设置活动穿过折叠杆外侧或内侧的束缚绳进行该操作(详见申请人关于伞状扩大头技术的在先申请)。灌注管可以是旋喷注浆管，也可以是灌浆管或砼/砂浆灌注管等，灌注管可以是一根或多根和/或多种，灌注管的一个或多个出料口可视具体需要设置在伞状扩大头的任意位置，灌注管包括但不限于附图中的灌浆管、旋喷注浆管、灌注管小径段、灌注管中径段、灌注管大径段。膜袋包括但不限于附图所示的前膜袋、外膜袋、内膜袋、外膜袋加前膜袋。膜袋活动套设或单向固定或固定在伞状扩体装置上根据实际需要决定的任意部位(例如前面、里面、外面等等)，膜袋的固定连接部位/附着部位例如导向帽后端、锚筋、前盘/ 后盘、纵向柱、灌浆管等等，膜袋固定装置及固定方式包括但不限于螺钉/螺帽紧固、扎带/扎丝绑扎、橡皮筋/弹簧丝收口、拉链/粘扣/针线/热压缝合等等。

进一步的，每一根所述折叠杆的前端，与纵向柱的前部或前盘通过无铰接装置或前铰接装置铰接；每一根所述折叠杆的后端，与纵向柱的后部或后盘通过无铰接装置或后铰接装置铰接；所述前铰接装置与纵向柱的前部或前盘固定连接，后铰接装置与纵向柱的后部或后盘固定连接；在锚筋和/或纵向柱上设置有限位装置，和/或止退装置，和/或顶推装置和/或反拉装置，和/或固定装置/单向固定装置，或以磁吸装置代替止退装置。

前铰接装置、后铰接装置均包括但不限于铰接杆、铰接板、铰接槽、铰接台、铰接环、铰接球等形式。

所述限位装置包括但不限于前限位装置、后限位装置、整体式限位装置、前反向限位装置、后反向限位装置中的一种或多种，所述止退装置包括但不限于前止退装置、后止退装置、前反向止退装置、后反向止退装置中的一种或多种；磁吸装置安设在发生相互靠拢的两个构件的至少其中一侧。本申请中所谓反拉即为后拉，即向后拉拔。

当未设置复位装置或螺杆螺母或抵撞杵或拉绳或刚性杆或刚性销、套环、辐条时，可以采用推拉法中的后拉(锚筋或灌注管)法实施伞笼扩张(例如附图1、附图5、附图7-b、附图13、附图14所示以后拉法实施正向或反向组装、正向或反向折叠伞状扩体装置的扩张)，或以重力法中的重力自适应法(例如附图7-a、附图13、附图14所示)实施伞状扩体装置的扩张，除本申请外还可参见申请人的在先申请文件“用于泥岩层抗浮锚杆、索可旋喷洗孔的伞状钢筋笼扩大头(申请号2017214536314)”，“用于抗浮锚可旋喷扩孔、洗孔、注浆一体化的伞状扩大头(申请号2019200531210)”，“预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头(申请号2019200527785)”，“预扩孔后植式伞状扩体设备(申请号2020222012933)”，“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备(申请号2020222212268)”等。

固定装置的功能是指将锚筋或纵向柱固定在某个构件上，既不能相对于该构件前进，也不能相对于该构件后退；单向固定装置的功能是指将锚筋或纵向柱单向固定在某个构件上，锚筋或纵向柱只能相对于该构件前进，或只能相对于该构件后退，例如附图8中的单向固定装置用于阻止纵向柱相对前盘向后移动，附图1中的单向固定装置用于阻止纵向柱相对后盘向后移动；附图5中的固定装置是采用与前限位装置旋向相同的螺帽，将前限位装置固定在纵向柱上不能前进也不能后退，另外，焊接缝、粘结缝也可以作为固定装置，附图8中则是由单向固定装置与前限位装置组合起来成为固定装置，将纵向柱沿纵向固定在前盘上。前限位装置、后限位装置、前反向限位装置、后反向限位装置、前止退装置、后止退装置、前反向止退装置、后反向止退装置均与锚筋或纵向柱固定连接，整体式限位装置与锚筋或纵向柱活动连接或固定连接，或整体式限位装置之一端与前盘或后盘固定连接，顶推装置与锚筋或纵向柱固定或单向固定连接，固定装置或单向固定装置与锚筋或纵向柱固定连接，单向固定连接一般通过单向固定装置或限位装置/止退装置实现，固定装置或单向固定装置与锚筋、纵向柱的固定连接包括但不限于螺纹、卡套、冷挤压套、焊缝、粘胶、夹持器、销轴/榫卯、螺钉等形式，例如附图5中的固定装置与前限位装置均为螺帽，纵向柱的前段为螺杆，二者通过相向旋转紧固的方式实现在纵向柱上的固定。

进一步的，还设置有：纵向的刚性销、若干个套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环；刚性销前端活动穿设在套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环上，套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环将折叠杆组拉拢靠近刚性销；套环Ⅰ与辐条同时设置，每个套环Ⅰ均通过一根辐条与一根折叠杆对应连接，辐条沿径向设置；其中，每根辐条的内端与对应的套环Ⅰ连接，外端与对应的折叠杆连接；本申请中的纵向即锚筋的设置方向，即锚孔的轴线延展的方向，有时又称轴向。

套环Ⅰ、套环Ⅱ与辐条均可以是刚性的，也可以是柔性的(例如连接套绳)，套环Ⅰ可以是与连接套绳固定连接，也可以是由连接套绳本身打结形成；辐条外端可以连接在折叠杆的任意位置，且不限连接方式，例如固定连接、销轴连接、通过耳环间接连接等。当未设置复位装置或螺杆螺母或抵撞杵时，还可以采用重力法(包括重力结合预收法、重力自适应法、重力结合推拉法，例如附图8所示重力结合预收法) 实施伞笼扩张，刚性销可以是实心销或管销，套环Ⅰ或套环Ⅱ或束环或绕环的设置除本申请外还可参见本案申请人的在先申请文件“预扩孔后植式伞状扩体设备(申请号2020222012933)”、“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备(申请号2020222212268)”。

或，沿纵向设置有拉绳和/或刚性杆；拉绳的前端、刚性杆的前端均与后盘连接，或均活动穿过后盘并与前盘连接，拉绳的后端、刚性杆的后端均向后延伸至锚孔外；

当未设置复位装置或螺杆螺母或抵撞杵时，可以采用推拉法(包括单构件推拉法或双构件推拉法或惯性推拉法或后拉法，例如附图2所示双构件推拉法)，或重力法(包括重力结合预收法、重力自适应法、重力结合推拉法，例如附图12所示重力结合预收法)实施伞笼扩张，除本申请以外，还可参见申请人的在先申请文件“用于泥岩层抗浮锚杆、索可旋喷洗孔的伞状钢筋笼扩大头(申请号2017214536314)”，“用于抗浮锚可旋喷扩孔、洗孔、注浆一体化的伞状扩大头(申请号2019200531210)”，“预扩孔后植式膜袋型伞状扩大头(申请号2019200527785)”，“预扩孔后植式伞状扩体设备”(申请号2020222012933)，“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备”(申请号2020222212268)。拉绳或刚性杆的设置除本申请外，还可参见申请人的在先申请“预扩孔后植式伞状扩体设备”(申请号2020222012933)，“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备” (申请号2020222212268)。前盘或后盘与拉绳或刚性杆的连接可以是固定、单向固定、可拆卸固定等各种连接方式；本申请中各处所述的“连接”，包括直接连接和间接连接，例如附图12中拉绳与前盘的连接，是拉绳通过连接在中铰链上实现间接与前盘连接，还可以通过与前铰接装置等构件连接实现与前盘的连接。

或，设置有先导板或前碇板，和/或后托板或后碇板；这种情况使用较少，通常需要配合限位装置和/ 或止退装置才能正常使用。前碇板为既有技术，具体可参见申请人的在先申请。

或，设置有先导板或前碇板，和/或后托板或后碇板；且在伞状扩体装置的前端之前，和/或前端与后端之间，和/或后端之后，设置有复位装置；所述复位装置为复位弹簧和/或活塞缸和/或磁力装置；先导板、前碇板位于前盘之前，后托板、后碇板位于后盘之后；先导板、前碇板固定或单向固定在外柱前端或锚筋上，后托板、后碇板固定或单向固定在外柱后端或锚筋上。所述活塞缸为单向活塞缸或双向活塞缸；所述单向活塞缸为单向伸出活塞缸或单向缩进活塞缸；所述复位弹簧包括但不限于拉簧、压簧、扭簧、弹簧片、空气弹簧、橡胶弹簧等各种弹性件；所述磁力装置为磁吸装置或磁斥装置；所述磁吸装置或磁斥装置为电磁装置或永磁装置。设置复位弹簧但未设置锁定及解锁结构的情形除本申请外还可参见申请人的在先申请“自携伞状扩体结构的旋喷锚索或旋喷锚杆施工方法(申请号2018106766169)”等关于弹簧自适应的伞状扩大头系列专利，设置活塞缸作为复位装置的情形详见申请人的在先申请“与旋喷锚索同步跟进的膜袋型伞状扩大头(申请号2018210003512)”、“伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构(申请号2019224695227)”、“预扩孔后植式伞状扩体设备(申请号2020222012933)”、“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备(申请号2020222212268)”等，在此不做赘述。复位装置可以和先导板/前碇板/后托板/后碇板同时设置，也可以不同时设置。磁力装置包括电磁装置或永磁装置，电磁装置包括驱动线圈与驱动线圈组合，或驱动线圈与感应线圈组合，或驱动线圈与永磁铁组合，驱动线圈是指连接有交流或直流电源的线圈，感应线圈是未连接电源的线圈。

或，设置有先导板或前碇板，和/或后托板或后碇板；且沿纵向设置有抵撞杵，所述抵撞杵的前端设置在伞状扩体装置的前侧；当伞状折叠杆组正向折叠时，所述抵撞杵的后端与伞状折叠杆组的前端固定连接或单向固定连接；当伞状折叠杆组反向折叠时，所述抵撞杵的后端活动穿过伞状折叠杆组的前端并与伞状折叠杆组的后端固定连接或单向固定连接；或纵向柱与抵撞杵合并设置；例如附图3、附图16、附图17 所示。

或，设置有螺杆、螺母；所述螺杆、螺母其中之一者与前盘或后盘固定连接，另一者与后盘或前盘转动连接；所述螺杆与螺母之间螺纹连接；螺杆的后端或螺母的后端向钻孔外侧方向延伸；锚筋独立设置，或锚筋与螺杆和/或螺母合并设置。螺杆、螺母的设置，固定连接、转动连接的含义详见申请人的在先申请“以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备(申请号2020227308089)”。

进一步的，刚性销沿纵向设置并活动穿过后盘，且刚性销前端可拆卸固定连接在前盘上；此处可拆卸固定连接例如螺纹连接、卡扣连接、电磁锁连接、各种正反转式/进退式可回收锚索与可回收装置/荷载转换装置/内锚头之间的连接、U形可回收锚索与U形槽架之间的连接等等；或在后盘上设置有供拉绳连接的提钮，或供刚性杆连接的螺孔；或在后盘上设置有供拉绳或刚性杆穿过的穿孔；或在伞状扩体装置的前端之前，和/或前端与后端之间，和/或后端之后，还设置有用于对伞状扩体装置的预收缩状态锁定及解锁的装置；

所述预收缩状态锁定及解锁的装置即为用于临时锁定及解锁伞状扩体装置的收拢状态的装置，临时锁定是指在伞状扩体装置植入锚孔之前，预先对伞状折叠杆组进行收缩(收拢)，并采用锁定装置进行锁定 (即：使之稳定在收缩状态)，以利于将伞状扩体装置顺利植入锚孔非扩孔段，当伞状扩体装置植入锚孔扩孔段之后或抵达预定深度并实施旋喷扩孔之后，再对锁定装置实施解锁，从而使伞状折叠杆组复张(即恢复锥体/倒锥体状的伞笼形态)；具体的锁定及解锁装置例如旋栓/螺栓、解锁杆、销闩、退闩弹簧、退闩磁铁、拉栓、槽洞、退闩绳、进闩绳、束缚绳及绳结、旋喷钻杆、沿纵向分布且旋喷射流可切割的锁定装置(例如拉杆或束缚绳)、防水电磁铁(例如电磁锁)、穿销、拴系件及内碇和/或外碇、耳环、套绳、辐条、束绳、束环或绕环或套环、高强低熔束缚绳、电热装置、囊袋(气囊或液囊)以及安全阀、外罩/套管及推拉板、顶杆、插销、拔销绳、卷轴(例如刚性灌浆管与外筒及释放通道)及束缚绳、活塞缸、抱箍、弹射簧/弹射磁铁等；辐条可以是刚性的，也可以是柔性的(例如连接套绳)；活塞缸为单向或双向，活塞缸为液动或气动，单向活塞缸包括单向缩进或单向伸出，单向活塞缸包括活塞和缸套两大部分；上述用于对伞状扩体装置的预收缩状态锁定及解锁的装置详见申请人先期申请的“预收式全工况伞状扩体装置及其使用方法(申请号2019108319751)”、“预扩孔后植式伞状扩体设备(申请号2020222012933)”、“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备(申请号2020222212268)”中的相应说明。

或设置有缓冲装置；所述缓冲装置为缓冲弹簧和/或活塞缸和/或磁力装置；和/或设置有送杆或吊绳或吊杆；送杆、吊绳、吊杆均沿纵向设置；

所述活塞缸为单向活塞缸或双向活塞缸；所述单向活塞缸为单向伸出活塞缸或单向缩进活塞缸；所述磁力装置为磁吸装置或磁斥装置；所述磁吸装置或磁斥装置为电磁装置或永磁装置；所述缓冲弹簧包括但不限于拉簧、压簧、扭簧、弹簧片、空气弹簧、橡胶弹簧等；

当伞状折叠杆组正向折叠时，所述送杆的前部与伞状折叠杆组的后端固定或单向固定连接；当伞状折叠杆组反向折叠时，所述送杆的前部与伞状折叠杆组的前端固定或单向固定连接；送杆或吊绳或吊杆的后端延伸至钻孔外。上述缓冲装置及送杆、吊绳、吊杆除本申请外还可参见申请人的在先申请“抵撞开伞的伞状扩体设备及其扩张方法(申请号2020110632874)”。

进一步的，还包括以下任意一种或多种结构：

结构一：设置有长杆延长部和/或短杆延长部，长杆延长部与长杆在中铰链处固定连接，短杆延长部与短杆在中铰链处固定连接；或，设置有船形件，船形件通过连接部连接在中铰链的销轴上，并以销轴为转轴、在中铰链的外侧自由转动；长杆及长杆延长部、短杆及短杆延长部可以是直的，也可以是弯曲的，可以向任意方向弯曲，可以是同一截面，也可以是变截面的，可以是任意形态的，例如椭圆管形、矩管形、琉璃瓦形、弯月形、直板形、长杆/短柱形等等。船形件的设置是为增加中铰链部位的接触面积利于植伞推进过程中减阻避免中铰链挂土所用，但通常是在无外膜袋情形下使用。

结构二：还包括测具，测具的后部标记有刻度线；测具的前端与伞状折叠杆组的后端/后盘连接，或与伞状折叠杆组的前端/前盘连接，测具的后端向后延伸至钻孔外；和/或植伞工具携带有探测装置(例如利用光学、声波、地球物理学的探测装置)，探测装置用于验证伞笼的扩张状态；测具可以与拉绳或刚性杆，和/或与灌注管，和/或与刚性销，和/或与送杆/吊绳/吊杆等合并设置。本申请中钻孔即锚孔。

结构三：还包括在伞状扩体装置前端的导向帽；导向帽与伞状扩体装置固定或单向固定连接；导向帽不限形态(例如锥形、前锥后筒形、漏斗形等)，导向帽的后端可以位于伞状折叠杆组前端/后盘伞状折叠杆组后端的前侧/后侧，导向帽可以和钻头/冲击头/抓钉合并设置。

结构四：还包括在伞状扩体装置前端的导向帽，以及安设在导向帽后部的防脱装置，防脱装置位于前盘或后盘的后方；

结构五：在伞状折叠杆组的前、后两端之间设置有防凹陷装置；

结构六：还包括植伞工具，在植伞工具与伞状扩体装置之间设置有顶推装置和/或牵引装置，用于使得伞状扩体装置能够随同植伞工具一同进入锚孔；或同时在顶推装置与伞状扩体装置之间设置推力轴承，或在牵引装置与伞状扩体装置之间设置推力轴承；顶推装置连接在送锚/植伞工具上，且顶推装置与伞状扩体装置的被顶推构件固定或单向固定连接，顶推装置无法向前穿过被顶推构件；牵引装置横向设置并与伞状扩体装置的被牵引部位连接，植伞工具向前顶推牵引装置的后侧；或牵引装置沿纵向设置，且牵引装置的前端与植伞工具的前端连接，牵引装置的后端与伞状扩体装置的被牵引构件连接。推力轴承包括但不限于附图中的推力轴承Ⅰ、推力轴承Ⅱ、推力轴承Ⅲ、推力轴承Ⅳ。顶推装置、牵引装置对伞状扩体装置施加的力均是向前方的。顶推装置、牵引装置的设置除本申请外，还可参见本案申请人的在先申请文件“预扩孔后植式伞状扩体设备(申请号2020222012933)”、“旋喷锚杆索自携式伞状扩体设备(申请号 2020222212268)”。

结构七：还包括植伞工具，植伞工具与被推拉构件固定连接，或在横向不可旋转、在纵向单向固定连接，或在横向上可旋转、在纵向上固定或单向固定连接；当采用推拉法实施伞状扩体装置的扩张，且采用除锚筋之外的植伞工具时，相应设置有被推拉构件；被推拉构件的含义是被植伞工具向前顶推的构件或被植伞工具向后拉拔的构件或既被向前顶推又被向后拉拔的构件，附图13、附图14中的被推拉构件即属于既被向前顶推又被向后拉拔的构件，且后盘被当作被推拉构件；植伞工具通过顶推装置和/或反拉装置与被推拉构件连接，反拉装置即为植伞工具对被推拉构件实施向后拉拔的装置，顶推装置即为植伞工具对被推拉构件实施向前顶推的装置，顶推装置、反拉装置可以是螺帽、台阶、套筒等等，也可以是植伞工具与被推拉构件之间的连接螺纹、焊缝、卡口、销轴等等。抵撞式开伞结构中的送杆实质也是植伞工具，抵撞法实质是前推法，被送杆向前顶推的构件实质上属于被推拉构件。

结构八：还包括植伞工具，植伞工具上固定设置有前推台阶和/或反拉台阶；当植伞工具与被推拉构件在横向上可旋转连接时，前推台阶与被推拉构件之间还设置有推力轴承，和/或反拉台阶与被推拉构件之间设置有推力轴承；前推台阶、反拉台阶皆与植伞工具固定或单向固定或可拆卸固定连接。当锚筋用作植伞工具时，反拉台阶与荷载转换装置合并设置，前推台阶与顶推装置合并设置。

结构九：当前铰接装置或后铰接装置为竖向铰接板时，在竖向铰接板的旁侧设置肋梁，肋梁固定在前盘或后盘上，且肋梁紧靠且垂直于竖向铰接板；当前铰接装置、后铰接装置为铰接杆时，前铰接装置与前盘的连接处，或后铰接装置与后盘的连接处设置有弹性装置；对每一根折叠杆而言，竖向铰接板可以单块配置，也可以成对配置以夹持折叠杆；竖向铰接板的形态不受限制例如矩形、半圆形/半椭圆形等。

结构十：所述伞状扩体装置还并联或串联有扩孔段对中支架；扩孔段对中支架包括一个正向或反向折叠的支架折叠杆组，所述支架折叠杆组包括至少三根互呈夹角的支架折叠杆，并设置有膜袋或若干道箍筋与每根支架折叠杆固定连接，或同时还设置有用于支架折叠杆组复张的复位弹簧；支架折叠杆包括支架长杆和支架短杆，支架长杆和支架短杆通过支架中铰链相互铰接，支架长杆与支架折叠杆组的前端/后端铰接，支架短杆与支架折叠杆组的后端/前端铰接；当对中支架与伞状扩体装置串联时，二者连接在同一纵向柱和 /或同一锚筋上。

结构十一：每个伞状扩体装置提供非其承载的锚筋沿纵向从伞状扩体装置内或外活动穿过；

结构十二：在锚筋的前段设置有正向组装的伞状扩体装置，或同时在锚筋的后段设置有反向组装的伞状扩体装置。一般而言，在岩土体滑裂面(又称作破裂面、破坏面等)的前方设置正向组装的伞状扩体装置，在岩土体滑裂面的后方设置反向组装的伞状扩体装置。

结构十三：纵向柱的截面为非圆形，和/或前盘的前侧固定设置有抓钉；抓钉用于将伞状扩体装置横向固定在扩孔段的前方孔壁上，配合旋栓相对伞状扩体装置实施旋转脱扣，附图4中的抓钉由外承压柱的前端兼任。

结构十四：在伞状扩体装置内和/或锚筋后端，设置有抵达指示装置；

所述抵达指示装置的含义是伞状扩体装置的前盘或后盘沿滑轨向前或向后滑移抵达设定位置，滑移到位标志着伞状扩体装置复张的完成，锚孔外的工作人员通过该指示装置判断伞笼复张是否完成，即抵达指示装置用于指示伞状扩体装置的复张。抵达指示装置可参考申请人的在先申请“以螺旋行程控制张缩的伞状扩体设备(申请号2020227308089)”。

结构十五：还设置有防水电磁铁；电磁铁用于锁定伞笼有横向或纵向多种锁定方法。防水电磁铁是指设置有密封措施，使得外部的水分无法进入电磁铁总成。

结构十六：还设置有防水电磁铁、拉栓；防水电磁铁与植伞工具的中部固定连接；对正向折叠的伞状折叠杆组而言，拉栓的前端连接在后盘上、后端活动穿过后碇板，防水电磁铁放置在后碇板后侧与拉栓后端直接或间接吸合，后碇板固定在锚筋上或通过纵向柱与前盘固定连接；对反向折叠的伞状折叠杆组而言，拉栓的前端固连接在前盘上、后端活动穿过后盘，防水电磁铁放置在后盘后侧与拉栓后端直接或间接吸合；

或在拉栓上横向开凿槽洞提供穿销进出，设置衔铁作为穿销或将衔铁安设在穿销上；穿销用于对拉栓进行锁定；以电磁铁通电或断电控制穿销进出槽洞。防水电磁铁与拉栓的设置详见申请人先期申请的“预收式全工况伞状扩体装置及其使用方法(申请号2019108319751)”、“预扩孔后植式伞状扩体设备(申请号 2020222012933)”，且需要说明的是，在先申请“预扩孔后植式伞状扩体设备(申请号2020222012933)”在申请日所递交的申请文件中，原权利要求书第9条结构O以及相应说明书中有关防水电磁铁的描述文字中的“拉杆”应为“拉栓”，特在本申请中予以纠正、说明。

结构十七：在前盘或后盘上固定设置有驱动线圈Ⅰ，在纵向柱上固定设置有驱动线圈Ⅱ或感应线圈或永磁铁；或在加力柱上固定设置有驱动线圈Ⅰ，在前盘或后盘上固定设置有驱动线圈Ⅱ或感应线圈或永磁铁；或对伸缩承压柱的两个组成部分，或对伸缩拉杆的两个组成部分，分别安设驱动线圈Ⅰ、驱动线圈Ⅱ，或分别安设驱动线圈Ⅰ、感应线圈，或分别安设驱动线圈Ⅰ、永磁铁；

伸缩承压柱的两个组成部分，可以是在先申请“预扩孔后植式伞状扩体设备”(申请号2020222012933) 中的承压柱Ⅱ与导轨，也可以是承压柱前段、承压柱后段；伸缩拉杆的两个组成部分是拉杆前段、拉杆后段。需要说明的是，申请人先期申请的“预扩孔后植式伞状扩大头(申请号2020222012933)”在申请日所递交的申请文件中，原附图38中标注的“179”应为“178”，原

附图说明

结构十八：在外拉杆的前端，固定设置有前拉头，前拉头无法向后穿过前盘；在外拉杆的后端，固定设置有后拉头，后拉头无法向前穿过后盘；需要说明的是，申请人在先申请“预扩孔后植式伞状扩体设备 (申请号)”在申请日所递交的申请文件中，原权利要求书第条结构十八以及相应说明书中的“整体式拉杆”应为“外拉杆”，特在本申请中予以纠正、说明。

结构十九：灌注管上设置若干个泄浆孔或喷嘴，或同时在导向帽上设置泄浆孔；泄浆孔或喷嘴根据实际需要设置在任意位置。

结构二十：还包括定向机构，所述定向机构用于使得当伞状扩体装置装配完成后，每一根折叠杆均保持与前盘、后盘的中轴线处于同一纵截面内；

结构二十一：在植伞工具的前端，设置有钻头和/或抵撞帽；钻头可以是任意种类的钻头，例如螺旋钻头、冲击锤头、回转钻头、取芯钻头、切削钻头、合金钻头、钢制钻尖等。

结构二十二：在膜袋上连接有膜袋内灌浆管，以及排气管/排气孔，膜袋内灌浆管、排气管向后延伸至锚孔外；此处膜袋内灌浆管是专门针对膜袋内的灌浆而设置；附图10中的灌浆管即为膜袋内灌浆管。无论对下倾孔(包括竖直下倾孔和倾斜下倾孔)或对上仰孔(包括竖直上仰孔和倾斜上仰孔)，排气管/排气口的进气口均需设置在膜袋内顶部。

结构二十三：当分载体位于荷载转换装置之前的锚筋上，且当荷载转换装置与锚筋的咬合失效时，分载体无法向后通过荷载转换装置。

结构二十四：分载体无法向后通过前盘和/或后盘；

结构二十五：在荷载转换装置或反拉装置的前侧设置有背拉板，背拉板与A构件或被推拉构件背拉连接；背拉板的作用是将荷载转换装置与A构件或被推拉构件固定连接，其中A构件为前盘或后盘等等，背拉板有时可与结构六中的“牵引装置”合并设置；背拉板与A构件或被推拉构件背拉连接的含义即背拉板与A构件或被推拉构件相互禁止远离，二者之间可以固定连接或相互单向固定连接，通常采用螺栓连接、焊接连接等，附图所示即为二者通过螺栓相互单向固定连接。

结构二十六：在前盘或后盘外侧固定设置有螺旋叶片；螺旋叶片的设置是为了利用钻孔中的泥团、沉砂等障碍物增加阻力使前盘或后盘不能后退，以实施后拉法开伞。螺旋叶片的直径一般小于钻孔直径。螺旋叶片可以设置一个或多个，比如旋向相反的两个横向并联或纵向串联(例如附图11所示)，可以避免前盘或后盘单向旋转从而对折叠杆销轴产生剪切或折弯作用。

结构二十七：在前盘、后盘中的一者外侧固定设置有螺旋叶片，且另一者相对植伞工具纵向固定、横向可自由旋转；前盘或后盘与植伞工具之间的纵向固定、横向可自由旋转，例如当后盘设置螺旋叶片时，前盘被荷载转换装置和顶推装置一前一后夹持固定，前盘与植伞工具之间设置径向轴承，或同时在前盘与荷载转换装置之间、前盘与顶推装置之间均设置平面轴承，也可将径向轴承与平面轴承合并为锥形轴承。本申请中的推力轴承包括但不限于平面轴承、锥形轴承。

结构二十八：还设置有抽浆管，抽浆管的前端位于扩孔段锚孔后端的后方，或位于主要受力层锚孔的后端，抽浆管的后端向后延伸至钻孔外。抽浆管用于在下倾孔中控制所灌注浆液的液面深度(即液位)，以临时预留出(未粘结)锚筋长度从而实施预应力张拉；为减小工程受荷变形，一般尽可能将施加预应力的区域向锚杆深部延伸，但施加预应力之前应将扩大头底部一定范围内的锚孔充满浆液(或同时将该段岩土地层通过灌注浆液进行加强)并固结达到基础强度，通常非扩孔段锚孔的充填固结长度L(即扩孔段后端至第一次灌注控制液位之间的距离)为1.5～3倍于扩孔段直径，且应同时考虑浆液凝固时的收缩率。抽浆管后端与外设的真空泵或倒接的灌浆泵连接。

结构二十九：还安设有用于振动伞状扩体装置的振动器；振动器可以是一次性的，也可以是回收并循环使用的；振动器的作用是在利用伞笼自重或以推拉等方式扩张伞笼时，增加振动作用，促使伞笼的滑动构件克服外在阻力(例如由砂粒或泥团形成的阻滞)滑移到位从而实现伞笼扩张。如振动器安设在锚孔外，则通过植伞工具或锚筋将振动传导至伞状扩体装置。振动器不限具体形态及动力，例如振动电机、振动棒、平板振动器、振动锤、液压钻机顶驱振动器等。

结构三十：所述分载体的直径小于钻头/非扩孔段锚孔直径。

结构三十一：还在荷载转换装置后方的伞状扩体装置内，和/或在所述伞状扩体装置后方的非扩孔段锚孔内，设置有内端螺旋筋；和/或在锚具的前方，设置有外端螺旋筋；内端螺旋筋、外端螺旋筋均套设在锚筋上。内端螺旋筋的作用和套设方法和复位弹簧/缓冲弹簧不同，例如附图15所示，但在某些情况下内端螺旋筋也可以与复位弹簧/缓冲弹簧合并设置；外端螺旋筋也可以同时用作锚具和/或垫板的定位弹簧；内端螺旋筋、外端螺旋筋的作用均是用作锚具下方(即内锚头的后侧或外锚头的前侧)应力集中处混凝土/ 固结体的抗压增强因素，相当于箍筋；复位弹簧的作用是用于伞笼的复张；缓冲弹簧则是在抵撞式开伞过程中发挥缓冲、防护作用；定位弹簧通常是在安装传统摩阻型锚杆索的外锚头时用于锚具、钢垫板的定位和/或锚具紧固。此处“锚具的前方”是指外锚头处锚具的前方，“荷载转换装置后方”是指内锚头处荷载转换装置的后方。

结构三十二：还在非扩孔段锚孔的前端处，和/或在主要受力层锚孔的后端处，设置有栓塞，或设置有纵向延伸的浮标；贯穿栓塞设置有泄浆管，用于将被栓塞封堵的浆液排除出锚孔外；泄浆管的后端、浮标的后端均延伸至锚孔外。

进一步的，在锚筋上全长套设或部分套设有隔离套管。在锚筋上全长或部分套设有隔离套管(或称作防护套管/防护套等，材质不限)，或不套设隔离套管，隔离套管与锚筋之间通常充填有防腐油脂；隔离套管可以对每一根锚筋单独套设，也可以对所有锚筋共同套设。振动器安设在伞状扩体装置或非扩孔段锚孔内的任意位置，或安设在锚孔外。

隔离套管可以是无粘结锚筋自带的PE套等(锚筋与套管之间充填防腐油脂，当设置有分载体时既可以将分载体套设在内，也可以不将分载体套设在内，附图6-a所示为未套设在内的情形)，也可以是将有粘结锚筋与岩土孔壁隔离的PVC管/钢套管/波纹管等(锚筋与套管之间充填固结体，当设置有分载体时套管将分载体套设在内)；无论何种类型套管，套管与岩土孔壁之间均应充填固结体；固结体是指固结剂凝固形成的具有一定强度的材料，例如水泥浆固结体。

进一步的，所述伞状扩体装置在扩张之前的直径小于或等于非扩孔段锚孔直径，伞状扩体装置扩张之后的直径大于非扩孔段锚孔直径。

进一步的，所述分载体的直径小于钻头/非扩孔段锚孔直径；在分载体的前侧或后侧或外侧设置有囊袋，并在囊袋上安设有囊袋内灌浆管，以及排气管/排气孔。囊袋通过灌浆后形成固结体的直径可以大于非扩孔段锚孔直径，也可以小于非扩孔段锚孔直径，视技术人员设计与具体情况而定，例如当囊袋尺寸大、灌浆压力高、垮孔因素或旋喷扩孔因素或机械扩孔因素都可能造成灌浆固结体的的直径大于非扩孔段锚孔直径，或设计人员将囊袋灌浆后的固结体作为扩大头锚固体使用等。囊袋可以设置为紧靠/接触分载体，也可以设置在远离分载体处，还可以将分载体包含在内；囊袋可以是一个或多个，可以沿纵向串联在一根或多根锚筋/纵向柱上，也可以并联在不同的锚筋/纵向柱上；此囊袋为通过灌浆硬化后发挥摩阻承载所用，与现有技术中用于伞状扩体装置复张的囊不同，但均不限制使用材料的种类；通常情况下以囊袋包裹的灌浆固结体(例如附图9所示的固结体Ⅱ)无法成为分载体，成为分载体的条件是应具备至少数倍于灌浆固结体以上的刚度、强度且和锚筋固定连接或单向固定连接，以囊袋包裹的灌浆固结体通常是用作分载体转换荷载、制造压应力集中的基础条件，即使灌注的成分是纤维增强型浆体或高强型浆体，囊式灌注也仅为隔离外部环境、实施封闭灌注、保障灌浆质量的一种手段。本申请中的固结体包括灌浆固结体、旋喷注浆固结体、水泥基材料固结体、非水泥基材料固结体、扩孔段固结体、非扩孔段锚孔固结体、非扩孔段有囊固结体、非扩孔段无囊固结体、扩孔段膜袋内固结体、扩孔段无膜袋固结体、防护套外固结体、无防护套固结体等等各种情形。在分载体的外侧设置囊袋即为将囊袋套设在分载体上。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法，通过研究传统摩阻型(即粘结型)锚杆索在锚固体蠕变/徐变因素方面导致失效的病因，通过预应力施工，将伞状扩大头非扩孔段锚筋的弹性变形提前释放；并且，在预应力施工之后再进行非扩孔段锚孔的充填和/或非扩孔段锚筋的粘结，不存在预应力施工时非扩孔段锚筋被固结体锁固的情形，而且无论是无粘结型/有粘结型/复合承载伞状扩大头，主要受力层锚孔固结体的高度一般小于粘结拉应力峰值段的长度，在预应力施工时均不会妨碍该段锚筋弹性变形的释放；从而彻底解决了现有技术中伞状扩大头虽承载力很高但变形仍然很大的问题。

2、本发明伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法，提出由侧摩阻力与端承力共同承载，或先由侧摩阻力承载、随荷载增大再逐步由端承力承载的承载模式，避免或大幅减缓了荷载转换装置处的应力集中，对工程安全大有裨益。

3、本发明伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法，通过在锚筋和/或纵向柱上设置分载体，通过分载体分流荷载，将端承型锚杆索改造为侧阻与端承复合承载型锚杆索，为永久性锚固工程提供了双重保障。安设分载体后，即使荷载转换装置与锚筋的咬合因锈蚀逐步失效，伞状扩体装置内安设在锚筋上的分载体还可以施加压应力作用于扩孔段固结体，即在一定程度上补偿锚筋与伞状扩体装置之间的荷载转换损失、维系锚筋与伞状扩体装置之间的力学联系，继续发挥一部分伞状扩大头的端部承载能力，且不会发生像单纯的端承型伞状扩大头锚杆索那样的无粘结锚筋瞬间从伞状扩体装置内拔出的情形；与此同时，非扩孔段内的分载体还能驱使非扩孔段锚孔固结体发挥摩阻/滞滑作用即传统的压力型锚杆索的抗拔作用；二者综合，能保证即使在服务期限的末端，在最不利情况下，伞状扩大头锚杆索也能发挥出一定程度高于传统压力型锚杆索的承载能力、抗变型能力。

4、本发明伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法，分载体的设置，实现了侧阻-端承复合承载结构，相比端承型伞状扩大头，应力分布沿锚筋长度上实现了分散，当循环荷载作用时，由非扩孔段分载体驱使非扩孔段锚孔固结体产生的侧摩阻力可以对锚固结构的整体受荷变形产生整体抑制和/ 或分段抑制作用，从而有效抵御循环荷载对荷载转换装置与锚筋的咬合连接产生附加损伤。

5、本发明伞状扩大头预应力岩土锚固结构的灌注、预应力施工方法，实现了全长粘结型(通过固结体实现锚筋与岩土体之间全长粘结)的伞状扩大头预应力锚固方式，这在现有技术中是完全无法实现的。