[发明专利]自反馈地层信息及多次修复的锚固结构及锚固、修复方法

权利要求书

1.一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，其特征在于，包括锚固系统和压力反馈系统，

所述锚固系统包括空心的锚杆（1），锚杆（1）的锚固段底部与圆形垫板（5）固定连接，圆形垫板（5）紧贴锚孔底端，锚杆（1）杆体间隔套设有多个圆环形的固定环（7），固定环（7）与锚杆（1）同轴线，固定环（7）上设有多个第三圆孔（17），锚杆（1）的自由段贯穿多孔拱形垫板（2），多孔拱形垫板（2）固定于岩壁面，多孔拱形垫板（2）上设有多个环绕锚杆（1）的第二圆孔（16），第三圆孔（17）与第二圆孔（16）同轴线且直径相同，同一轴线的第三圆孔（17）、第二圆孔（16）内分别贯穿有管（10），每个管（10）内均安装有橡胶薄膜柱（3），橡胶薄膜柱（3）内填充有气体；通过锚杆（1）注入的浆液充满锚孔且凝固，管（10）抽出后橡胶薄膜柱（3）的外壁与凝固浆体紧密接触；

所述压力反馈系统包括压力传感器（9），压力传感器（9）安装于橡胶薄膜柱（3）内部，压力传感器（9）与控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，其特征在于，所述橡胶薄膜柱（3）靠近多孔拱形垫板（2）的一端设有用于充气的小孔，气嘴（4）的出气口伸入橡胶薄膜柱（3）且与小孔密封连接，气嘴（4）的嘴体与第二圆孔（16）活动密封连接且上端穿过第二圆孔（16），气嘴（4）内部安装有气门芯，气嘴（4）的进气口安装有气嘴帽；所述压力传感器（9）设于伸入橡胶薄膜柱（3）内部的气嘴（4）外壁。

3.根据权利要求1所述的一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，其特征在于，所述锚杆（1）的外壁设有螺纹，圆形垫板（5）中心处设有圆孔并与锚杆（1）的外壁螺纹连接；固定环（7）中心处的圆孔也是与锚杆（1）的外壁螺纹连接；锚杆（1）与多孔拱形垫板（2）的第一圆孔（15）螺纹连接，多孔拱形垫板（2）的顶部设有半球形钢制垫圈（8），半球形钢制垫圈（8）往岩体内侧凸，多孔拱形垫板（2）往岩体外侧凸，半球形钢制垫圈（8）顶部设有垫板螺母（6），垫板螺母（6）与锚杆（1）螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，其特征在于，所述橡胶薄膜柱（3）的数量为4个，分布于锚杆（1）周围的四个方向。

5.根据权利要求1所述的一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，其特征在于，所述管（10）的内径为0.02~0.03米，锚杆（1）的外径为0.3~0.7米。

6.根据权利要求1所述的一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，其特征在于，所述橡胶薄膜柱（3）的外表面涂抹有润滑油层，管（10）的外表面涂抹有润滑油层。

7.一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构的锚固方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，具体按照以下步骤进行：

S1：在破碎岩体（18）上确定开孔位置，钻设并彻底清空锚孔；

S2：在锚孔中心安装锚杆（1），将圆形垫板（5）穿过锚杆（1）固定至锚孔底部，将固定环（7）穿过锚杆（1）间隔固定至锚杆（1）外部；橡胶薄膜柱（3）的外表面涂抹润滑油，填充于管（10）内部，然后在管（10）的外表面涂抹润滑油，将管（10）安装于同一轴线第三圆孔（17）、第二圆孔（16）内，管（10）底端与圆形垫板（5）接触，多孔拱形垫板（2）套设于锚杆（1）、管（10）的外部，对锚杆（1）施加初始张拉力，使多孔拱形垫板（2）与岩壁充分接触；

S3：向橡胶薄膜柱（3）内注入气体，当压力传感器（9）监测的压力达到1.3×10⁵Pa~1.4×10⁵Pa时停止注气；将注浆快速接头与锚杆（1）的顶端旋紧，浆液沿锚杆（1）进入，从锚杆（1）的底部开口进入锚孔，待浆液从多孔拱形垫板（2）与岩面的接触处溢出，停止注浆，拆除快速接头，并封堵锚杆（1）的顶端，待浆液凝固后，将管（10）取出。

8.一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构的修复方法，其特征在于，采用如权利要求7所述一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构的锚固方法之后，按照以下步骤进行：

S31：通过控制器定期观察压力传感器（9）测量的橡胶薄膜柱（3）内部气压，当注浆体内产生裂缝时，橡胶薄膜柱（3）的体积会沿裂缝不断增大，从而橡胶薄膜柱（3）内的气压值会不断地减小；当气压降低值大于等于预设值时，进行步骤S32；

S32：修复注浆：先向其中一个橡胶薄膜柱（3）内充气，使得橡胶薄膜柱（3）涨破，撤离充气装置，连同破损的橡胶薄膜柱（3）一起取出，从多孔拱形垫板（2）的第二圆孔（16）向橡胶薄膜柱（3）所在腔体内高压注浆，当浆液溢出时，停止注浆，浆液流入裂缝（14），从而修复裂缝（14）；

S33：检测剩余橡胶薄膜柱（3）内的气压，如果控制器显示的剩余压力传感器（9）示数达到正常范围并维持稳定时，此次修复完成；若仍有橡胶薄膜柱（3）内气压降低值大于等于预设值时，重复步骤S32，直至控制器显示的剩余压力传感器（9）示数达到正常范围并维持稳定时，即可。