【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工领域，具体地，涉及一种锚固装置及方法。
技术介绍
1、在富水破碎围岩中，常规的粘结锚固型锚杆或涨壳式锚杆的锚固质量差，导致无法对地层进行有效支护，进而会诱发突水突泥等地质灾害。对于这类围岩的施工而言，水胀式锚杆的锚固效果较好。
2、常规的水胀式锚杆主要起到“锚固支护”作用，即通过高压水将杆体膨胀后将锚杆固定在围岩中，然后通过垫板的承托作用对围岩进行支承。但这种单一的锚固支护作用不能有效应对富水破碎围岩隧道所面临的地层稳定性极差、涌水量极大等施工难题。
3、公告号为cn115045697b的中国专利技术专利公开一种套筒膨胀式大变形预应力水力膨胀注浆锚杆的使用方法，它包括如下步骤，步骤一：安装套筒膨胀式大变形预应力水力膨胀注浆锚杆；步骤二：锚杆支护；当托盘与围岩表面脱空时，通过锚固剂将内杆体固定在钻孔中，提供轴向锚固力，通过内杆体与中套筒的变形产生的摩擦力提供轴向锚固力；通过水力膨胀外壳的膨胀变形、水力膨胀外壳与钻孔孔壁紧密接触提供径向锚固力；实现给围岩提供持续的支护力，通过套筒膨胀式大变形预应力水力膨胀注浆锚杆继续支护围岩。本专利技术具有使用方便，能同时施加杆体轴向和径向预应力、大变形和注浆，应用范围广泛的优点。
4、公告号为cn113123817b的中国专利技术专利公开一种大变形预应力水力膨胀锚杆的使用方法，它包括如下步骤，步骤一：在围岩上形成钻孔；步骤二：将大变形预应力水力膨胀锚杆放入钻孔中，通过注水口向水力膨胀内壳与水力膨胀外壳之间注水，使水力膨胀外壳紧贴钻孔孔壁、且
5、上述专利均是对水胀式锚杆的优化改进，在隧道壁上打设泄水孔、安装锚杆、锚固支护和安装注浆管进行注浆，每个施工工序单独进行，但常规的锚杆起到的锚固支护作用不能有效应对富水破碎围岩隧道所面临的地层稳定性极差、涌水量极大等施工难题。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的在于提出一种锚固装置及方法，以通过整合锚固、排水以及注浆施工工序，在富水地段开挖后涌水量大的情形下，也能够较佳的实现锚固。
2、根据本专利技术，提供一种锚固装置，包括：内部均被构造成中空的钢化管、自膨胀杆体以及连接套，所述钢化管的外壁面开设有通孔，且第一端被构造为封闭端，其第二端被构造成开口，所述自膨胀杆体的第一端被构造成开口，第二端设有用于注入或排出液体的注排孔，所述连接套将所述钢化管的第二端与所述自膨胀杆体的第一端连接，其与钢化管的连接端被构造为开口，与所述自膨胀杆体的连接端的内部设置有压力盖，所述压力盖盖合于所述自膨胀杆体第一端的开口，且能够在一定压力下被破坏。
3、在一个优选的实施例中，多个所述通孔在所述钢化管的外壁面呈梅花型布置。
4、在一个优选的实施例中，所述钢化管的封闭端呈锥形。
5、在一个优选的实施例中，所述钢化管的封闭端设置有锚头。
6、在一个优选的实施例中，所述自膨胀杆体的截面呈折叠形态。
7、在一个优选的实施例中，所述自膨胀杆体的第二端还设置有垫板。
8、在一个优选的实施例中，所述自膨胀杆体的第二端与压力泵连接，以通过所述注排孔向所述自膨胀杆体的内部注入液体。
9、本专利技术还提供一种锚固方法，包括以下步骤：
10、s1、在隧道围岩中加工出锚杆孔；
11、s2、将钢化管的第二端插入锚杆孔内，并将压力泵与自膨胀杆体的第二端相连接，以通过注排孔向自膨胀杆体内注入高压液体，当自膨胀杆体内部的压力达到一定值时，发生自膨胀，以实现将自膨胀杆体固定在围岩中；
12、s3、继续通过注排孔注入高压液体，当自膨胀杆体内部压力达到一定值时，压力盖被破坏，以使得钢化管、连接套以及自膨胀杆体三者贯通，围岩裂隙水能够从钢化管的通孔进入，并在钢化管的杆体内汇集，并沿内部通道从注排孔流出；
13、s4、将压力泵与自膨胀杆体的第二端连接，并通过注排孔注入高压浆液，当压力达到一定值时，浆液能够通过钢化管的通孔向地层中渗透。
14、在一个优选的实施例中，在压力盖被破坏后，停止向通过注排孔注入高压液体。
15、在一个优选的实施例中，在步骤s4开始前，将压力泵与浆罐连接。
16、本专利技术至少具备以下技术效果：
17、根据本专利技术，提供了内部均被构造成中空的钢化管、自膨胀杆体以及连接套。由于钢化管的外壁面开设有通孔，第一端被构造为封闭端，第二端被构造成开口，自膨胀杆体的第一端被构造成开口，且第二端设有用于注入或排出液体的注排孔，连接套将钢化管的第二端与自膨胀杆体的第一端连接，其与钢化管的连接端被构造为开口，从而在锚固过程中，能够通过注排孔向自膨胀杆体内注入高压液体，通过自膨胀杆体的自膨胀实现锚固；又由于自膨胀杆体的连接端的内部设置有压力盖，压力盖盖合于自膨胀杆体第一端的开口，且能够在一定压力下被破坏，通过注排孔注入高压液体至自膨胀杆体内部到达一定压力时，压力盖能够被破坏，以使得钢化管、自膨胀杆体以及连接套三者内部将完全贯通，围岩裂隙水能够从钢化管外壁面的通孔在杆体内汇集，并沿着内部通道，从注排孔流出，以实现排水。更进一步地，排水完成后，通过注排孔注入高压浆液至三者内部共同达到一定压力时，高压浆液能够通过钢化管外壁面的通孔向地层中广泛渗透，以实现注浆。
18、本专利技术所述的锚固装置能够通过整合锚固、排水以及注浆施工，在富水地段开挖后涌水量大的情形下，也能够较佳的实现锚固。此外，通过本装置，只需一次钻孔施工即可完成锚固、排水、注浆于一体的地层加固方案，省略了大量钻孔作业，从而大幅提高了施工工效，有效提升止水效果。
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1.一种锚固装置，包括：内部均被构造成中空的钢化管、自膨胀杆体以及连接套，所述钢化管的外壁面开设有通孔，且第一端被构造为封闭端，其第二端被构造成开口，所述自膨胀杆体的第一端被构造成开口，第二端设有用于注入或排出液体的注排孔，
2.根据权利要求1所述的锚固装置，其特征在于，多个所述通孔在所述钢化管的外壁面呈梅花型布置。
3.根据权利要求1所述的锚固装置，其特征在于，所述钢化管的封闭端呈锥形。
4.根据权利要求3所述的锚固装置，其特征在于，所述钢化管的封闭端设置有锚头。
5.根据权利要求1所述的锚固装置，其特征在于，所述自膨胀杆体的截面呈折叠形态。
6.根据权利要求1所述的锚固装置，其特征在于，所述自膨胀杆体的第二端还设置有垫板。
7.根据权利要求1所述的锚固装置，其特征在于，所述自膨胀杆体的第二端与压力泵连接，以通过所述注排孔向所述自膨胀杆体的内部注入液体。
8.一种锚固方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的锚固方法，其特征在于，步骤S3还包括：在压力盖被破坏后，停止向通过注排孔
10.根据权利要求8所述的锚固方法，其特征在于，在步骤S4开始前，将压力泵与浆罐连接。
...【技术特征摘要】
1.一种锚固装置，包括：内部均被构造成中空的钢化管、自膨胀杆体以及连接套，所述钢化管的外壁面开设有通孔，且第一端被构造为封闭端，其第二端被构造成开口，所述自膨胀杆体的第一端被构造成开口，第二端设有用于注入或排出液体的注排孔，
2.根据权利要求1所述的锚固装置，其特征在于，多个所述通孔在所述钢化管的外壁面呈梅花型布置。
3.根据权利要求1所述的锚固装置，其特征在于，所述钢化管的封闭端呈锥形。
4.根据权利要求3所述的锚固装置，其特征在于，所述钢化管的封闭端设置有锚头。
5.根据权利要求1所述的锚固装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金龙，徐浩田，高龙，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，
类型：发明
国别省市：
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