[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

说明书

本发明公开了一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构及锚固、修复方法，包括空心的锚杆，锚杆的锚固段底部与圆形垫板固定连接，锚杆杆体间隔套设有多个圆环形的固定环，固定环上设有多个第三圆孔，锚杆的自由段贯穿多孔拱形垫板，多孔拱形垫板固定于岩壁面，同一轴线的第三圆孔、第二圆孔内分别贯穿有管，每个管内均安装有橡胶薄膜柱，橡胶薄膜柱内填充有气体；通过锚杆注入的浆液充满锚孔且凝固，管抽出后橡胶薄膜柱的外壁与凝固浆体紧密接触；压力传感器安装于橡胶薄膜柱内部，压力传感器与控制器信号连接。本发明使得锚固结构与地层产生联动，能够自动反馈地层变形信息，便于通过锚固结构对地层进行后期修复，结构简单，可多次修复。

技术领域

本发明属于岩土工程锚固支护技术领域，涉及一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构及锚固、修复方法。

背景技术

近年来岩土锚固技术广泛应用于围岩破碎的矿山、隧道、基坑、边坡等岩土工程中，支护效果良好，经济效益显著。在岩土工程涉及的地下工程、基坑与边坡施工使用过程中，为防止地层变形坍塌或失稳而危及安全，锚杆成为应用最广泛的支护方式。当前的锚杆支护主要采用钢筋作为杆体，采用杆体外部注浆的方式使浆液充满钢筋杆体与钻孔之间的间隙，并让浆液渗入孔壁周围岩体一定的范围，待浆液凝固后，注浆体与钢筋杆体连为一个整体。现有的注浆锚杆主要分为：普通中空注浆锚杆、自进式中空注浆锚杆、涨壳式中空注浆锚杆和组合式中空注浆锚杆。它们能最大限度地保持围岩的完整性、稳定性，能有效地控制岩体变形、位移的发展，充分发挥围岩自身的支撑作用。

然而，实际工程所面临的施工及运行环境十分复杂，如果地层发生变形导致内部产生大裂隙，会使得锚杆等结构受到空气或地下水的腐蚀，从而导致锚固能力丧失。因此，要求锚杆本身的结构尽可能简单易操作，且具有良好的适应环境能力和耐久性，尽可能方便后期维护。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

1、钢筋杆体与注浆体之间以及注浆体与地层结合处之间因受到岩土体长期蠕变、开挖卸荷以及温度、湿度循环的影响，会不断产生裂隙，进而出现钢筋锈蚀、杆体松动甚至脱落的情形，影响锚杆固定的强度并大大缩短了锚杆使用寿命；锚固结构对环境变化的适应及反馈能力依然未得到很好的解决。

2、目前锚杆改进大多都是基于锚杆自身结构以及混凝土成分的事前改进，施工完成后不能对锚杆内部进行检测，且很少有人会针对锚杆注浆后的后期维护以及后期的加固进行改进。

3、现虽有利用微生物生理特性，从而填充裂缝的自修复注浆锚杆，但微生物培养技术要求高、操作复杂、成本高，且修复效果无法得到反馈和评价。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，使得锚固结构与地层产生联动，能够自动反馈地层变形信息，便于通过锚固结构对地层进行后期修复，结构简单，可多次修复，从而延长锚杆的使用寿命并达到长期加固的技术效果，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的另一目的是，提供一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构的锚固方法。

本发明所采用的技术方案是，一种自反馈地层信息及多次修复的锚固结构，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，锚杆的锚固段底部与圆形垫板固定连接，圆形垫板紧贴锚孔底端，锚杆杆体间隔套设有多个圆环形的固定环，固定环与锚杆同轴线，固定环上设有多个第三圆孔，锚杆的自由段贯穿多孔拱形垫板，多孔拱形垫板固定于岩壁面，多孔拱形垫板上设有多个环绕锚杆的第二圆孔，第三圆孔与第二圆孔同轴线且直径相同，同一轴线的第三圆孔、第二圆孔内分别贯穿有管，每个管内均安装有橡胶薄膜柱，橡胶薄膜柱内填充有气体；通过锚杆注入的浆液充满锚孔且凝固，管抽出后橡胶薄膜柱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，压力传感器安装于橡胶薄膜柱内部，压力传感器与控制器信号连接。