管缝式 锚杆作为矿山巷道、隧道等地下工程中常用的支护构件，其预紧力对顶板稳定性的影响确实至关重要。以下从管缝 式锚杆的工作原理、预紧力的作用机制、对顶板稳定性的影响规律及工程应用要点等方面展开分析：

一、管缝 式锚杆的工作原理

管缝 式锚 杆属于全长摩擦型锚杆，其结构为一端封闭、另一端开口的中空钢管，杆体沿纵向开有一条窄缝，杆体直径略大于钻孔直径（通常大 1~3mm）。

安装过程：通过外力将锚杆强行压入钻孔，杆体受挤压产生弹性变形，对孔壁施加环向挤压力（即径向摩擦力），从而与围岩形成机械咬合。

支护机制：依赖杆体与孔壁的摩擦力提供支护力，阻止围岩变形滑移。其支护力主要由初始预紧力和围岩变形引起的摩擦阻力增量共同构成。

二、预紧力对顶板稳定性的作用机制

1. 预紧力的定义与来源

预紧力：安装锚杆时，杆体因挤压变形对孔壁产生的初始径向压力，通过摩擦力转化为沿杆体轴向的拉力（即锚杆的初始支护力）。

来源：管缝 式锚 杆的预紧力主要取决于杆体与钻孔的直径差、钢材弹性模量及安装冲击力。直径差越大，预紧力越高，但安装难度也越大。

2. 预紧力对顶板稳定性的关键作用

（1）主动支护，抑制顶板早期离层

低预紧力时：锚杆仅在围岩发生显著变形后才被动提供支护力，顶板易因初期变形产生层间滑动或微小裂隙（即 “离层”）。

高预紧力时：锚杆主动对顶板施加压应力，抵消部分因开挖引起的拉应力，抑制层理面滑移，从源头上控制离层发展。

（2）形成组合梁 / 压缩拱效应

组合梁理论：预紧力通过锚杆轴向拉力，将多层较薄的岩层 “串联” 成整体厚梁，提高岩层抗弯刚度，减少弯曲变形。

压缩拱理论：全长锚固的管 缝式锚 杆在预紧力作用下，使围岩内部形成以锚杆为中心的压缩区，多个锚杆压缩区叠加形成连续的 “承载拱”，提升顶板整体承载力。

（3）改善围岩应力状态

预紧力在围岩中形成三向压应力状态，提高岩体的抗剪强度（摩尔 - 库仑准则），抑制剪切破坏和裂隙扩展，从而增强顶板的自稳能力。