[發(fā)明專利]自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)及錨固、修復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010932218.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112064635B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱祥;伍民;蔣煌斌;付宏淵;陳長(zhǎng)睿;劉忠偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E21D20/02
• 分類號(hào): E21D20/02;E02D5/74;E02D1/00;E21D21/02
• 代理公司: 西安知誠(chéng)思邁知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61237
• 代理人: 閔媛媛

1.一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括錨固系統(tǒng)和壓力反饋系統(tǒng)，

所述錨固系統(tǒng)包括空心的錨桿（1），錨桿（1）的錨固段底部與圓形墊板（5）固定連接，圓形墊板（5）緊貼錨孔底端，錨桿（1）桿體間隔套設(shè)有多個(gè)圓環(huán)形的固定環(huán)（7），固定環(huán)（7）與錨桿（1）同軸線，固定環(huán)（7）上設(shè)有多個(gè)第三圓孔（17），錨桿（1）的自由段貫穿多孔拱形墊板（2），多孔拱形墊板（2）固定于巖壁面，多孔拱形墊板（2）上設(shè)有多個(gè)環(huán)繞錨桿（1）的第二圓孔（16），第三圓孔（17）與第二圓孔（16）同軸線且直徑相同，同一軸線的第三圓孔（17）、第二圓孔（16）內(nèi)分別貫穿有管（10），每個(gè)管（10）內(nèi)均安裝有橡膠薄膜柱（3），橡膠薄膜柱（3）內(nèi)填充有氣體；通過(guò)錨桿（1）注入的漿液充滿錨孔且凝固，管（10）抽出后橡膠薄膜柱（3）的外壁與凝固漿體緊密接觸；

所述壓力反饋系統(tǒng)包括壓力傳感器（9），壓力傳感器（9）安裝于橡膠薄膜柱（3）內(nèi)部，壓力傳感器（9）與控制器信號(hào)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橡膠薄膜柱（3）靠近多孔拱形墊板（2）的一端設(shè)有用于充氣的小孔，氣嘴（4）的出氣口伸入橡膠薄膜柱（3）且與小孔密封連接，氣嘴（4）的嘴體與第二圓孔（16）活動(dòng)密封連接且上端穿過(guò)第二圓孔（16），氣嘴（4）內(nèi)部安裝有氣門(mén)芯，氣嘴（4）的進(jìn)氣口安裝有氣嘴帽；所述壓力傳感器（9）設(shè)于伸入橡膠薄膜柱（3）內(nèi)部的氣嘴（4）外壁。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述錨桿（1）的外壁設(shè)有螺紋，圓形墊板（5）中心處設(shè)有圓孔并與錨桿（1）的外壁螺紋連接；固定環(huán)（7）中心處的圓孔也是與錨桿（1）的外壁螺紋連接；錨桿（1）與多孔拱形墊板（2）的第一圓孔（15）螺紋連接，多孔拱形墊板（2）的頂部設(shè)有半球形鋼制墊圈（8），半球形鋼制墊圈（8）往巖體內(nèi)側(cè)凸，多孔拱形墊板（2）往巖體外側(cè)凸，半球形鋼制墊圈（8）頂部設(shè)有墊板螺母（6），墊板螺母（6）與錨桿（1）螺紋連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橡膠薄膜柱（3）的數(shù)量為4個(gè)，分布于錨桿（1）周圍的四個(gè)方向。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管（10）的內(nèi)徑為0.02~0.03米，錨桿（1）的外徑為0.3~0.7米。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橡膠薄膜柱（3）的外表面涂抹有潤(rùn)滑油層，管（10）的外表面涂抹有潤(rùn)滑油層。

7.一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)的錨固方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)，具體按照以下步驟進(jìn)行：

S1：在破碎巖體（18）上確定開(kāi)孔位置，鉆設(shè)并徹底清空錨孔；

S2：在錨孔中心安裝錨桿（1），將圓形墊板（5）穿過(guò)錨桿（1）固定至錨孔底部，將固定環(huán)（7）穿過(guò)錨桿（1）間隔固定至錨桿（1）外部；橡膠薄膜柱（3）的外表面涂抹潤(rùn)滑油，填充于管（10）內(nèi)部，然后在管（10）的外表面涂抹潤(rùn)滑油，將管（10）安裝于同一軸線第三圓孔（17）、第二圓孔（16）內(nèi)，管（10）底端與圓形墊板（5）接觸，多孔拱形墊板（2）套設(shè)于錨桿（1）、管（10）的外部，對(duì)錨桿（1）施加初始張拉力，使多孔拱形墊板（2）與巖壁充分接觸；

S3：向橡膠薄膜柱（3）內(nèi)注入氣體，當(dāng)壓力傳感器（9）監(jiān)測(cè)的壓力達(dá)到1.3×10⁵Pa~1.4×10⁵Pa時(shí)停止注氣；將注漿快速接頭與錨桿（1）的頂端旋緊，漿液沿錨桿（1）進(jìn)入，從錨桿（1）的底部開(kāi)口進(jìn)入錨孔，待漿液從多孔拱形墊板（2）與巖面的接觸處溢出，停止注漿，拆除快速接頭，并封堵錨桿（1）的頂端，待漿液凝固后，將管（10）取出。

8.一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)的修復(fù)方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求7所述一種自反饋地層信息及多次修復(fù)的錨固結(jié)構(gòu)的錨固方法之后，按照以下步驟進(jìn)行：

S31：通過(guò)控制器定期觀察壓力傳感器（9）測(cè)量的橡膠薄膜柱（3）內(nèi)部氣壓，當(dāng)注漿體內(nèi)產(chǎn)生裂縫時(shí)，橡膠薄膜柱（3）的體積會(huì)沿裂縫不斷增大，從而橡膠薄膜柱（3）內(nèi)的氣壓值會(huì)不斷地減小；當(dāng)氣壓降低值大于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，進(jìn)行步驟S32；

S32：修復(fù)注漿：先向其中一個(gè)橡膠薄膜柱（3）內(nèi)充氣，使得橡膠薄膜柱（3）漲破，撤離充氣裝置，連同破損的橡膠薄膜柱（3）一起取出，從多孔拱形墊板（2）的第二圓孔（16）向橡膠薄膜柱（3）所在腔體內(nèi)高壓注漿，當(dāng)漿液溢出時(shí)，停止注漿，漿液流入裂縫（14），從而修復(fù)裂縫（14）；

S33：檢測(cè)剩余橡膠薄膜柱（3）內(nèi)的氣壓，如果控制器顯示的剩余壓力傳感器（9）示數(shù)達(dá)到正常范圍并維持穩(wěn)定時(shí)，此次修復(fù)完成；若仍有橡膠薄膜柱（3）內(nèi)氣壓降低值大于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，重復(fù)步驟S32，直至控制器顯示的剩余壓力傳感器（9）示數(shù)達(dá)到正常范圍并維持穩(wěn)定時(shí)，即可。