[发明专利]一种协同预应力阵列锚杆装置及其施工方法

说明书

本发明公开了一种协同阵列组合锚杆装置，该装置将一定范围内的锚杆组件所承受的荷载进行关联，并进行联动变化控制，当其中部分锚杆组件荷载发生变化时会带动其他关联锚杆组件荷载发生相应变化。锚杆组件阵列中，预先设定不同位置锚杆组件的拉力比例之后，整个阵列中的锚杆组件均会始终按设定荷载比例进行承载。本发明提供的一种协同阵列组合锚杆装置作用效果显著，适于广泛推广。本发明还公开了一种协同预应力阵列锚杆的施工方法，该方法解决隧道锚杆无法协同受力、共同承载，导致隧道难以成拱的问题，实现锚杆之间的荷载传递和联动，保证不同位置锚杆受力的协调性，最终实现更好的整体协同锚固效果。

技术领域

本发明涉及隧道支护技术领域，特别涉及，一种协同预应力阵列锚杆装置及其施工方法。

背景技术

锚杆应用于隧道支护体系中的锚杆支护，是一种隧道中广泛使用的围岩加固工具。目前隧道中所使用的锚杆是相互独立工作的，每个锚杆根据围岩变形情况承担各自的荷载。相互之间的荷载没有必然联系，对于隧道围岩而言，锚杆的作用是协助围岩发挥承载能力，促进承载拱圈的尽快形成。

对于承载拱圈而言，存在一个最优的锚固荷载条件，当不同点位的锚杆所提供的荷载满足承载拱条件时，隧道围岩最稳定。目前的锚杆相互独立工作，其荷载也是相互独立的，其中部分锚杆荷载发生变化时，其他锚杆荷载维持原本状态，导致不同点位的锚杆所提供的荷载不再满足承载拱的最优形成条件，降低隧道围岩稳定程度，无法发挥锚杆最优的效果。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种协同预应力阵列锚杆装置及其施工方法，以解决现在技术所存在的部分锚杆荷载发生变化时，其他锚杆荷载不能协同变化，导致难以满足承载拱的最优形成条件，隧道围岩稳定程度降低，无法发挥锚杆最优的效果的问题。

本发明提供了一种协同阵列组合锚杆装置包括：

锚杆组件，设有多个；

荷载调节器，与所述锚杆组件连接、且与所述锚杆组件一一对应；

连接管，与外部加压设备连通，且相邻所述荷载调节器之间通过所述连接管连通。

优选地，所述锚杆组件包括：

注浆锚杆，与所述荷载调节器连接；

注浆锚头，与所述注浆锚杆连接；

止浆锚具，与所述注浆锚杆连接；

密封件，分别与所述止浆锚具、所述注浆锚杆和所述荷载调节器连接；

限位件，分别与所述注浆锚杆和所述荷载调节器连接。

优选地，所述荷载调节器包括：

活塞杆，与所述密封件连接、且与所述注浆锚杆滑动连接；

环向容腔，分别与所述活塞杆和所述限位件连接、且与所述注浆锚杆滑动连接；

接头，与所述环向容腔连通、且与所述连接管连通。

优选地，所述环向容腔为环向圆柱形油缸，各所述环向容腔的横截面积不同。

优选地，相邻所述荷载调节器之间串联形成串联阵列，位于形成串联阵列一端的所述荷载调节器通过所述连接管与所述外部加压设备连通，另一端设有可拆卸封堵件。

本发明还提供一种协同预应力阵列锚杆的施工方法，具体步骤包括：

步骤1、钻孔、清孔；

步骤2、将组装好的锚杆打入孔洞中，在锚杆留在孔洞外的一端安装千斤顶并对锚杆和千斤顶进行固定；

步骤3、按预设好的指定位置上重复S1-S2，预设好的指定位置形成阵列，将阵列内所有锚杆施做完成；