CN114561945A - 一种液压剪切式可回收智能锚索及其回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压剪切式可回收智能锚索及其回收方法，其中，该可回收智能锚索包括：锚索束；液压剪切机构，其具有卡接于锚索束的壳体；液压剪切部，安装于壳体内以用于切割锚索束；控制器，用于控制液压剪切部以对锚索束实施物理切割；其中，液压剪切部包括彼此相连的刀具和多级液压缸，在通过控制器控制多级液压缸工作之时，多级液压缸同步驱动刀具沿径向运动以切断锚索束。本发明还涉及一种液压剪切式可回收智能锚索的回收方法，包括：安装液压剪切机构至锚索束；通过控制器控制液压剪切机构的多级液压缸工作；多级液压缸在控制器驱动下带动与其相连的刀具运动以沿径向切割锚索束。

Description

一种液压剪切式可回收智能锚索及其回收方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种液压剪切式可回收智能锚索及其回收方法。

背景技术

近年来，随着在我国城市化建设的推进中，随着适宜的建设用地不断的减少，城区市中出现了原有建筑逐渐被越来越多的摩天大楼代替，并且各种地下工程也都在不断推进中，如地铁、地下变电站、地下停车场、地下商场等，其中配合的基坑与基础结构也越深越大，当基坑长宽跨度过大时，内支撑通常会被锚杆等取代，长度可达几十米。与此同时，基础结构施工在基坑施工完成后，前期基坑施工的支护过程中所伴随着其中的锚索、锚杆也需要进行拆除，否则残留在地下空间的钢绞线、钢筋等结构会严重阻碍周边其他地下基础工程的后续施工进程。

除此之外，各大城市都在修建地铁，在用盾构法修建地铁时，如果盾构机刀盘切割到基坑工程遗留的锚索、锚杆，势必会导致刀盘的损坏，影响工期和增加施工成本；除了这些施工建设工程外，一些临时支护的工程和失稳建筑中也有锚索、锚杆的拆除的问题需要解决，如果这些问题处理不当，不仅需要投入额外的工程成本，还会影响施工进度。这些锚固工程中若是采用常规的锚索、锚杆，在拆除时不仅耗时耗力，还会增加工程成本，若是拆除不当，还会对后续的工程有所影响。常规锚索和锚固除了在拆除时比较费使费工外，其锚固质量是否达到设计标准也很难判断。且更为重要的是，在锚索支护达到预期使用目标之后，其中的如锚索、锚杆等部件便失去了作用，而这些部件都可用于循环使用，故将其取出不仅可以减少材料的消耗，还可以降低施工成本，节约资源。

如某工程类期刊中名为“直列无级调压式速卸锚索施工技术”的文章提供了一种直列无级调压式速卸锚索，该直列无级调压式速卸锚索由夹紧机构、保险调压机构、撞针拆分等机构组成，其中，钢绞线间平行直列分布，独立工作，钢绞线可以设计成多极荷载压力分散型锚索，为大吨位拆卸锚索的设计提供了可能。进一步地，该锚索在工作时将保险调压机构设定一个保险阀值，当张拉力小于事先设定的保险阀值时，锚索是无论如何也拆不掉的，当张拉力大于保险阀值时，锚索就可以轻松被拆卸，达到回收的效果。然而，这将导致该锚索在使用过程中可能出现如下问题：随着保险调压机构的持续运作，该保险调压机构存在一定程度上的老化，故预先设定的保险阈值会因保险调压机构的老旧而逐渐降低，对应的则是锚索内的钢绞线会被更加轻易的拉出，从而降低了对应的锚固效力，且与此相对的是，如果锚固过程中的设计的锚固力越大，则在回收过程中对应所需的张拉力也就越大，此时就需要借助大型的张拉设备来使锚固端头的夹紧机构失效才能将钢绞线拉出，那么相应的回收过程就会复杂，并且由于需要提供较大的张拉力才能将锚索拉出，若加之埋设于地下空间内的锚索过长，则很有使钢绞线超出自身形变极限而失效，致使无法有效回收，甚至是断裂于地层之中。

CN111075486A公开了一种外置摩擦钉可回收锚杆，包括可回收锚杆、钻头、扩大盘、锚头、气压管、锚杆支架、螺母、螺旋肋、外置摩擦钉出口、外置摩擦钉、保护孔、信号传输器、轴力计、信号传输线、弹簧、限位器、上垫圈、下垫圈和熔断层。然而该专利的缺陷在于：主要依赖于相应部件的摩擦阻力来实现对锚杆承载力以及锚固力的加强，虽然在锚固能力上有所提高，但与此对应的则是其实际结构的复杂化，且鉴于地下空间地质结构的复杂程度，其在实际使用过程中的适应性是比较差的；此外，其中使用的如螺母、弹簧等部件在使用过后的损坏程度是比较高的，因此整个锚杆中可回收且反复利用的部件是比较少的，故整个锚杆支护的设计使用成本是比较高的。为此，现有技术仍有亟待解决的至少一个或多个技术问题。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种液压剪切式可回收智能锚索及其回收方法，该可回收智能锚索不仅能够实时反馈锚索或锚杆杆件的受力情况，监测锚固工程质量，同时还能将自由段的锚索或锚杆进行回收、拆除，使得针对锚索或锚杆的工程造价及相应回收难度被大幅降低，施工进度显著加快，在节约资源的同时，将锚索或锚杆回收也大幅减小其对于地下空间的污染。

为实现上述目的，本发明提供了一种液压剪切式可回收智能锚索，至少包括：

包括用于锚固的锚索束和用于解除锚索束锚固作用的液压剪切机构，其中，

液压剪切机构具有沿径向卡接至锚索束的壳体，该壳体内封装有用于物理切割锚索束的液压剪切部，并且液压剪切部电性连接于控制器，

其中，

液压剪切部包括彼此机械和/或电路连接的刀具和多级液压缸，在控制器驱动之下，多级液压缸工作并同步驱动与其连接的刀具沿锚索束径向运动以切断锚索束从而能够通过外力将处于切割点和钻孔口之间的至少部分锚索束回收。现有可回收压力型锚索在设计相应的回收结构之时，通常采用保险调压形式，即，为锚索束设置一个调压结构，并且利用该调压结构为锚索束设定一个保险阈值，当外界提供的张拉力大于该保险阈值时，锚索束可以被拉拔回收，反之，若外界提供的张拉力小于该保险阈值，则锚索束是无论如何都无法被拉动的。然而伴随着锚索束的长期使用，保险调压结构需要持续发挥其“保险作用”，在此过程中不可避免的问题就是保险调压结构的老化及磨损，而同时该保险调压结构所能提供的保险阈值也将随着自身结构的老化及磨损而持续降低甚至是消失，由此一来，锚索锚固力也将会随之大幅下降从而导致相应的锚固效果显著降低。

除此之外，由于锚索束所处地下深层空间的环境十分复杂，因此保险调压结构的保险阈值的降低可能会因环境影响而比预期时间节点发生的更早，此时若锚索束还未达到相应回收阶段而保险调压结构的“保险作用”就已显著降低或消失，则锚索束将无法充分发挥其锚固作用，且对于已处于锚固阶段或处于地层空间内的锚索束而言，也无法采取诸如更换保险调压结构的方式来弥补或增强锚固力的不足，因而若完全依赖于保险调压结构的“保险作用”，则在所述保险作用明显减弱的情况下，锚索束的锚固效果将大打折扣；而另一方面，若通过保险调压结构设定的保险阈值过大，则在回收锚索束时，外界所需提供的张拉力也就越大，此时一般的小型张拉设备将无法提供有效的张拉力，那么需要借助大型的张拉设备来使锚固端头的夹紧机构失效才能将钢绞线拉出，而动用大型张拉设备则涉及到需要在锚索回收现场确定大型张拉设备合适的摆放位置，并且一旦涉及大型张拉设备的转运及位置调整，势必将耗费大量人力和物力，这将导致锚索束回收过程的复杂程度成倍增加，同时回收效率显著降低；此外，由于需要通过大型张拉设备提供较大的张拉力才能将锚索束拉出，若此时埋设于地下空间内的锚索束过长，则很有可能使钢绞线超出自身形变极限而失效，甚至是断裂于地层之中，最终导致锚索束无法被有效回收。

在本发明中，锚索束的回收结构采用多级液压缸和刀具联动的复合结构，即，在锚索束的自由段安装至少具有多级液压缸和刀具的液压剪切机构，在需要对锚索束进行回收时，通过钻孔口外的控制器控制多级液压缸工作，以将多级液压缸作为主要的给进装置来带动刀具运动从而完成对锚索束的切割。特别地，多级液压缸由于体积小、行程大，极其适用于地下深层空间狭小的工作环境，并且得益于多级液压缸的便携性，使得整个锚索结构主体的体积和重量也不会显著增加，尤其是对于一些本身体积和重量就比较大的锚索或锚杆而言，回收结构额外增加的重量和体积不仅会影响锚索或锚杆安装时的效率，同样也会增加可回收锚索结构的设计制造成本；进一步地，与现有安装至锚索束的保险调压机构不同的是，多级液压缸和刀具组成的联动结构能够适应的工况更加多样，对于不同设计强度的锚索束只需通过控制多级液压缸和刀具运转以将锚索束切断即可，且由于多级液压缸的行程大以及刀具具备较强的切割力，因此即便是锚固力非常大的锚索，仅通过增加多级液压缸的进油量以克服相应的切割阻力即可，整个切割回收过程的操作十分简便，且回收效率更高；除此之外，多级液压缸以及刀具的使用寿命更长，相比于现有保险调压机构而更耐磨损，尤其是多级液压缸以及刀具的可重复利用性更高，能够显著减少施工成本，降低工程材料的消耗与浪费。

优选地，当通过控制器控制多级液压缸运动以带动刀具对锚索束进行切割时，通过钻孔口外的张拉设备拉拔锚索束，并在多级液压缸的行程结束之时，增加张拉设备对锚索束的拉拔力。本发明中，当需要回收锚索束时，可通过控制器控制多级液压缸运动以带动刀具切割锚索束，且同时利用钻孔口外的张拉设备对锚索束进行拉拔即可，当锚索束被切断之时，自由段的部分锚索束与锚固段剩余的部分锚索束间的限制束缚作用消失，此时增大钻孔口外的张拉设备的拉拔力将自由段的部分可活动锚索束拉出即可，因此在整个回收过程中，钻孔口外的张拉设备不需要持续输出大的拉拔力，而相应的张拉设备也不再需要大型的张拉设备，一方面，将较大的拉拔力持续作用至锚索束会使其长期处于张紧状态，尤其是该拉拔力接近于锚索束的张拉极限时，长期张紧容易使锚索束失效，从而导致即便锚索束被回收也无法被有效利用，同时张拉设备持续输出较大的拉拔力也会使设备长期保持高负荷运转状态，对张拉设备而言也极易受损，尤其是电气方面的高负荷易使设备产生电气故障；另一方面，在通过多级液压缸和刀具将锚索束切断后，自由段锚索束内部的应力束缚消失，此时通过钻孔口外的张拉设备提供一个较小的拉拔力就足以将切断后的可活动锚索束拉出，因此随着刀具对锚索束的持续切割，锚索束内的应力束缚逐渐减小，同时逐渐增加钻孔口外的张拉设备的拉拔力以在锚索束被切断之后将其拉出即可，与现有保险调压结构不同的是，张拉设备不需要持续提供大于锚索束原有锚固力的拉拔力而使相应的夹紧机构失效，而只需在锚索束被切割直至断裂的过程中提供能够拉动被切断的可活动锚索束的拉拔力即可，因而张拉设备的输出功率也将大幅降低，故只需借助小型的张拉设备便可完成，且同时非高负荷的持续输出也有利于保持张拉设备的稳定运行。

优选地，液压剪切机构的壳体具有至少一个外接口，多级液压缸通过外接口连接有至少一条加压管线，加压管线穿出外接口的一端连接至控制器。

优选地，本发明的液压剪切式可回收智能锚杆还包括安装于锚索束自由段的监测机构，监测机构至少包括用于监测锚索束应力变化的应变感应器，应变感应器通过信号传输通道信号连接于控制器。本发明中，特别在锚索束上装配有用于实时监测锚索束的应力变化的应变感应器，控制器可根据应变感应器的应力监测数据分析锚索或锚杆的锚固力的变化状态，以能够基于锚索或锚杆的锚固力的变化来评估锚索或锚杆的锚固质量，并且根据锚索或锚杆的实时应力变化状态，可以实时调整钻孔口外张拉设备的拉拔力，从而保证锚索束回收的连贯，以及通过调整张拉设备的拉拔力从而调整锚索束的拉伸状态，尤其是避免锚索束持续承受较大的拉拔力而持续保持张紧状态继而超出自身拉伸极限。

优选地，锚索束安装有注浆机构，注浆机构由注浆器和注浆通道构成，其中，注浆通道包括多条设置于锚索束内部的注浆管，注浆管与位于钻孔口外的注浆器相连。针对于本发明的液压剪切式可回收智能锚杆，特别在锚索束内预留有二次注浆管道，当通过监测机构的应变感应器监测到锚索或锚杆的锚固力未达到预期强度时，可通过钻孔口外的注浆器向注浆通道内注入补强浆液，以增加锚索或锚杆原有锚固力的不足。

优选地，在控制器基于应变感应器的应力监测数据判定锚索束的锚固力小于设计阈值之时，通过注浆机构向锚索束的锚固段实施二次注浆以增强锚固段的锚固力。

优选地，壳体由第一外盘和第二外盘拼接而成，且第一外盘和第二外盘设置有用于连接的若干连接孔。

优选地，本发明还涉及一种针对液压剪切式可回收智能锚杆的回收方法，该回收方法包括：

安装液压剪切机构至锚索束；

通过控制器控制液压剪切机构的多级液压缸工作；

多级液压缸在控制器驱动下带动与其相连的刀具运动以沿径向切割锚索束。

优选地，本发明的回收方法还包括：

安装监测机构和注浆机构至锚索束；

通过监测机构的应变感应器监测锚索束的应力变化；

在控制器根据应力变化判断锚索束的锚固力小于设计阈值之时，通过控制器启动注浆机构以向锚索束实施二次注浆。

优选地，本发明的回收方法还包括：

在多级液压缸和/或刀具运动之时，通过钻孔口外的张拉设备提供针对锚索束拉拔力，以在通过液压剪切机构切断锚索束之时，通过张拉设备拉拔并回收锚索束。

本发明技术方案的优点在于：本发明将整个锚索或锚杆的空间结构进行优化，不仅能够实现自由段锚索或锚杆的回收，还能降低工程成本，节约资源；本发明的回收、监测及注浆机构的结构简单，无需高精度加工，使用和维护方便，并且生产成本低；此外，本发明的操作十分简便，回收、监测及注浆结构都采用模块化设计，拆装简单，修复和更换快速，并且模块化设计便于制造生产和操作使用，能够大幅度降低设计生产成本，且特别地，本发明增加了针对锚索或锚杆的监测机构，通过监测机构能够实时监测锚固工程的锚固力，便于监测施工质量，同时若锚固工程质量未达标，可通过注浆机构进行二次注浆，以弥补锚固力的不足。

附图说明

图1是本发明提供的一种优选实施方式的液压剪切式可回收智能锚索的结构示意图；

图2是本发明提供的一种优选实施方式的液压剪切机构的沿锚索延伸方向观察的截面结构示意图；

图3是本发明提供的一种优选实施方式的液压剪切机构的沿垂直于锚索延伸方向观察的俯视结构示意图。

附图标记列表

1：锚索束；2：液压剪切机构；3：锚固段；4：注浆通道；5：控制器；6：注浆器；7：钻孔口；8：信号传输通道；9：应变感应器；10：加压管线；11：连接孔；12：刀具；13：多级液压缸；14：外接口；15：第一外盘；16：第二外盘。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明提供了一种液压剪切式可回收智能锚索，至少包括用于锚固的锚索束1。进一步地，如图1所示，本发明的可回收智能锚索还包括用于锚索回收的液压剪切机构2、用于监测锚索应力变化的监测机构和用于对锚索进行二次注浆的注浆机构。具体地，液压剪切机构2、监测机构以及注浆机构机械和/或电路连接于锚索束1，以同锚索或锚杆配合使用。

根据一种优选实施方式，如图1所示，监测机构可以包括安装于锚索束1自由段的应变感应器9(例如应变片)，以及位于钻孔口7外的控制器5，且应变感应器9通过信号传输通道8(例如信号传输电缆)信号连接于控制器5。特别地，在使用或回收锚索或锚杆的过程中，应变感应器9能够实时监测锚索束1的应力变化数据，并将所述应力变化数据通过信号传输通道8传输给控制器5，控制器5能够针对锚索束1的应力变化数据分析相应锚固力的变化情况，从而为锚索或锚杆锚固质量提供数据支持。特别地，应变感应器9的信号传输方式不仅可以采用有线方式，也可以视锚索的使用场景采用无线传输方式。

根据一种优选实施方式，如图1所示，注浆机构由注浆器6和注浆通道4构成，其中，注浆通道4可以包括多条装于锚索束1内的注浆管，注浆通道4与钻孔口7外的注浆器6相连。特别地，在回收锚索束1的过程中，若通过监测机构监测到锚索束1的当前锚固力小于设定阈值，则可通过由注浆器6和注浆通道4组成的注浆机构向锚索束1的锚固段3进行二次注浆以提升锚索束1，尤其是锚索束1的锚固段3的锚固力。

根据一种优选实施方式，如图1所示，锚索束1的自由段外侧安装有液压剪切机构2，其利用液压剪切力将锚索或锚杆切断，以达到回收之目的。具体地，液压剪切机构2具有一壳体作为整个装置外壳及载体，如图2和图3所示，该壳体由第一外盘15和第二外盘16拼接而成。进一步地，第一外盘15和第二外盘16边缘处预留有用于安装螺栓的连接孔，通过螺栓能够将第一外盘15和第二外盘16拼接并卡合至锚索束1外侧。

根据一种优选实施方式，如图2所示，液压剪切机构2的壳体内安装有刀具12和多级液压缸13，多级液压缸13与刀具12机械连接。进一步地，刀具12的切口朝向锚索束1设置，多级液压缸13可由钻孔口7外的控制器5驱动。特别地，在通过控制器5控制多级液压缸13工作时，多级液压缸13能够带动刀具12沿锚索束1径向运动以对锚索束1实施切割，同时配合钻孔口7外的张拉设备能够将锚索束1缓慢拉起。优选地，当多级液压缸13的行程走完时，可以通过钻孔口7外的张拉设备施加更大的拉拔力，以将锚索束1拉拔回收。

根据一种优选实施方式，在回收锚索束1的过程中，可以根据控制器5实时反馈的压力值和进油量来判断锚索束1的剪切情况。具体地，在刀具12接触并持续切割锚索束1的过程中，刀具12所遇阻力逐渐增大，控制器5接收的压力值持续增大，并且伴随着刀具12的持续切割，多级液压缸13的进油量也随之增大以向刀具12提供足够的驱动力，而当锚索束1被切断时，刀具12所遇阻力逐渐减小直至消失，且同时控制器5逐渐降低对多级液压缸13的供油量。

根据一种优选实施方式，如图2所示，用于切割锚索束1的刀具12的刀刃或切面被设置为弧形，以能够适应于锚索束1的外形结构便于对其进行切割。进一步地，由于锚索或锚杆的强度较高，因此刀具12的刀刃或切面需具有一定厚度，以防止切割过程中刀刃太薄而出现卷刃现象。优选地，刀具12的选取可根据锚索或锚杆的实际规格尺寸来决定。

根据一种优选实施方式，如图2和图3所示，液压剪切机构2的第一外盘15上开设有外接口14，多级液压缸13通过该外接口14连接有加压管线10，该加压管线10穿出外接口14的一端与钻孔口7外的控制器5相连。特别地，通过加压管线10可以向多级液压缸13供给液压油，并且通过控制器5可控制多级液压缸13工作。

根据一种优选实施方式，由于锚索钻孔的空间一般很狭小，因此无法有效容纳体积较大的装置，故在本发明中，选择多级液压缸13作为用于回收的液压剪切机构2的主要给进装置，且优选地，多级液压缸13可采用体积小、行程大的三级液压油缸，其非常适合地下空间极其狭窄的运行工况。

根据一种优选实施方式，当锚固工程完成后，可利用安装于锚索束1自由段处的应变感应器9来监测锚索或锚杆的拉力值，并由通过信号传输通道8与应变感应器8信号连接的控制器5来分析锚索或锚杆的拉力值是否达到预期效果，因此在本发明中，控制器5除了具备控制多级液压油缸14工作的作用之外，还可以监测并分析锚索束1的应力情况。

优选地，若是锚索或锚杆的锚固效果未达预期目标，则可以利用如图2所示的注浆机构进行二次注浆，以使锚固质量得以提升。特别地，注浆机构的注浆管道4可由两条管道构成，其中一条为一次注浆管道，另一条为二次注浆管道。在本发明中，监测机构除了可以配合注浆机构使用之外，还可以配合用于锚索回收的液压剪切机构2使用，即，在回收锚索束1的过程中，可通过监测机构实时监测锚索束1的应力变化，并可根据锚索束1的应力变化，来适应性调整钻孔口7外张拉设备的张拉动力。进一步地，在通过液压剪切机构2切割锚索束1的过程中，当锚索锚固力下降至零左右时，可以判断锚索或锚杆已经被切断，此时可配合钻孔口7外的张拉设备将锚索束1拉出回收即可。

根据一种优选实施方式，在发明中，通过监测机构能够监测自由段锚索或锚杆的应力-应变的变化情况，反映出锚索或锚杆锚固力的大小，从而能够对锚固工程的预期施工效果进行评价；其次，在锚固工程未达预期效果的情况下，还可以利用注浆机构对锚索或锚杆实施二次注浆，以增加相应的锚固力；此外，本发明在设计锚索或锚杆杆件的主要部分时，采用了模块化和机械化构建方式，这有利于锚索或锚杆批量加工与制造，能够显著降低工程造价。

根据一种优选实施方式，现有技术在通过应变感应器9监测锚索束1的应力变化时，应变感应器9的监测和传输频率通常都是已知且固定的，而当锚索束1的锚固力出现异常衰减时，锚索束1的锚固作用将会大打折扣甚至会导致锚固作用消失，而应变感应器9通常只在预设采样节点才发送相应的监测数据，且控制器5也只有在接收到相应的监测数据时才能对锚索束1的锚固力进行判断，因此当锚索束1的锚固力出现异常变化时，常规的监测及判定方式存在一定的滞后性，而这种滞后性对于通过锚索束1加固地层而言是极其不利的，尤其是在这种延迟收发效应持续累加的情况下，实际所得锚索束1的锚固力变化与预期变化间的误差可能高达数倍，而锚索束锚固力的变化，特别是在回收锚索束1时，锚索束锚固力的衰减同时又影响着通过注浆部对锚索束1施行二次注浆时的时机选择，从而影响着锚固质量，尤其是在锚索束锚固力明显低于设定阈值一定区间范围时，若不及时进行二次注浆，则即便是后续再进行补浆，也可能会因错过最佳的补浆时机而导致锚固力无法恢复至原有水平。

根据一种优选实施方式，本发明中，应变感应器9的采样周期可以根据与锚索束1的应力变化对应的预设应变幅值来设定，换而言之，在回收锚索束1的过程中，锚索束1的与时间相关的应力变化信息是以锚索束1的预设应变幅值作为启动事件而经由应变感应器9进行记录和传输的。具体地，预设应变幅值可以由工程设计人员根据工程经验值或是基于工程模拟实验的测算值进行设定，例如对于地质环境已知的锚固土层，可通过软件模拟从地层内回收锚索时，锚索束1的衰减变化，并可形成相应的锚固力与时间相关的变化曲线，由此可以根据锚索束锚固力的理论变化趋势来设定预设应变幅值。

优选地，锚索束1每产生单个预设应变幅值或锚索束1的锚固力每降低单个预设应变幅值所消耗的时间即为应变感应器9的采样周期，当锚索束1的应力变化加快或放缓时，锚索束1发生单个预设应变幅值所消耗的时间也会改变。特别地，应变感应器9的采样周期与预设应变幅值的比值可以用以表征锚索束1的应力变化速率，从而可以获知锚索束1的锚固力衰减速率，该比值越大，则意味着锚固力衰减速率越慢，即锚索束1每发生单个预设应变幅值或其锚固力每降低单个预设应变幅值所用时间越长，反之越小则意味着锚固力衰减速率越快，即锚索束1每发生单个预设应变幅值或其锚固力每降低单个预设应变幅值所用时间越短。

根据一种优选实施方式，在锚索束1的锚固力衰减速率放缓时，应变感应器9可以减少传输至控制器5的监测数据的频率及数据量，以在减少数据交互量的基础上，降低数据传输交互过程中产生的延迟，使得控制器5对于锚杆锚固力的分析计算过程更加及时流畅，尤其是能够对锚索束1的锚固力变化情况做出及时响应，以能够及时地通过注浆部来增强锚索束1的锚固力。

根据一种优选实施方式，随着锚索束锚固力的不断衰减，不同锚固力变化区间所对应的风险是不同的，且对应的注浆量也应是不同的。优选地，对于不同锚固力变化区间而言，应变感应器9的采样周期不同，则相应的预设应变幅值也是不同的。具体地，工程设计人员可依据锚固工程要求针对锚索束1设定不同的锚固力变化区间，并为各锚固力变化区间设定不同的预设应变幅值，以随着锚索束锚固力的变化，及时调整应变感应器9对锚索束1应力变化的监测频率，从而提高对于锚固力监测的及时性。

特别地，随着锚索束锚固力的持续衰减，锚索束1失效的可能性也就越大，故随锚固力的不断减小，可将锚索束1的预设应变幅值线性/非线性减小，以缩短对应的采样周期，使得应变感应器9对锚索束1的锚固力监测频率更加密集，从而能够及时获知锚索束锚固力的变化，特别是在锚固力不断减小的过程中，能够根据锚固力的变化及时启动注浆部而对锚索进行二次补浆，以及时应对锚固力的衰减，并通过及时补浆而保持相应的锚固作用，反之，在注浆过后锚索束锚固力提升或恢复时，可随锚固力的提升线性/非线性增大与锚索束1应力变化相关的预设应变幅值，由此一来，在锚固力持续减小的过程中，通过缩短应变感应器9的采样周期使得控制器5对于锚索束锚固力的分析判定频率更加密集频繁，以能够及时获知锚索束锚固力的衰减状态，并及时启动注浆部进行二次注浆，另一方面，可以根据锚索束锚固力的变化及时调节应变感应器9对于锚索束锚固力的监测频率，使得对锚索束锚固力的监测频率更加合理准确，尤其是例如在锚索束锚固力衰减程度较弱的状态下，频繁监测可能是不必要的，因为这将增加数据交互量、占用计算资源而产生延迟，同时过多的数据产出也会生成一定数量的伪数据，这些伪数据会影响控制器5对锚索束锚固力的分析判定，从而影响最佳注浆时机。具体地，例如当与锚索束1应力变化相关的第一锚固力变化区间大于第二锚固力变化区间时，处于第一锚固力变化区间的应变感应器9所对应的预设应变幅值大于处于第二锚固力变化区间的应变感应器9所对应的预设应变幅值，即，伴随着回收过程中锚索束锚固力的持续减小，应变感应器9对于锚索束锚固力的监测频率也随之加快。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。

Claims (10)

1.一种液压剪切式可回收智能锚索，其特征在于，包括用于锚固的锚索束(1)和用于解除所述锚索束(1)锚固作用的液压剪切机构(2)，其中，

所述液压剪切机构(2)具有沿径向卡接至所述锚索束(1)的壳体，所述壳体内封装有用于物理切割所述锚索束(1)的液压剪切部，并且所述液压剪切部电性连接于控制器(5)，

其中，

所述液压剪切部包括彼此连接的刀具(12)和多级液压缸(13)，在所述控制器(5)驱动之下，所述多级液压缸(13)工作并驱动与其传动连接的所述刀具(12)沿锚索束(1)径向运动以切断所述锚索束(1)从而能够通过外力将处于切割点和钻孔口(7)之间的至少部分锚索束(1)回收。

2.根据权利要求1所述的锚索，其特征在于，当通过所述控制器(5)控制多级液压缸(13)运动以带动所述刀具(12)对锚索束(1)进行切割时，通过所述钻孔口(7)外的张拉设备拉拔所述锚索束(1)，并在所述多级液压缸(13)的行程结束之时，通过所述张拉设备增加对所述锚索束(1)的拉拔力。

3.根据权利要求1或2所述的锚索，其特征在于，所述液压剪切机构(2)的所述壳体具有至少一个外接口(14)，所述多级液压缸(13)通过所述外接口(14)连接有至少一条加压管线(10)，所述加压管线(10)穿出所述外接口(14)的一端连接至所述控制器(5)。

4.根据权利要求1～3任一项所述的锚索，其特征在于，还包括安装于所述锚索束(1)自由段的监测机构，所述监测机构至少包括用于监测所述锚索束(1)应力变化的应变感应器(9)，所述应变感应器(9)通过信号传输通道(8)电性连接于所述控制器(5)。

5.根据权利要求1～4任一项所述的锚索，其特征在于，所述锚索束(1)安装有注浆机构，所述注浆机构由注浆器(5)和注浆通道(4)构成，其中，所述注浆通道(4)包括多条设置于所述锚索束(1)内部的注浆管，所述注浆管与位于钻孔口(7)外的所述注浆器(5)相连。

6.根据权利要求1～5任一项所述的锚索，其特征在于，在所述控制器(5)基于所述应变感应器(9)的应力监测数据判定所述锚索束(1)的锚固力小于设计阈值之时，通过所述注浆机构向所述锚索束(1)的锚固段(3)实施二次注浆以增强所述锚固段(3)的锚固力。

7.根据权利要求1～6任一项所述的锚索，其特征在于，所述壳体由第一外盘(15)和第二外盘(16)拼接而成，且所述第一外盘(15)和第二外盘(16)设置有用于连接的若干连接孔(11)。

8.一种基于权利要求1～7任一项所述锚索的回收方法，其特征在于，包括：

安装液压剪切机构(2)至锚索束(1)；

通过控制器(5)控制所述液压剪切机构(2)的多级液压缸(13)工作；

所述多级液压缸(13)在所述控制器(5)驱动下带动与其相连的刀具(12)运动以沿径向切割所述锚索束(1)。

9.根据权利要求8所述的回收方法，其特征在于，还包括：

安装监测机构和注浆机构至所述锚索束(1)；

通过所述监测机构的应变感应器(9)监测所述锚索束(1)的应力变化；

在所述控制器(5)根据所述应力变化判断所述锚索束(1)的锚固力小于设计阈值之时，通过控制器(5)启动所述注浆机构以向所述锚索束(1)实施二次注浆。

10.根据权利要求9所述的回收方法，其特征在于，还包括：

在所述多级液压缸(13)和/或刀具(12)运动之时，通过钻孔口(7)外的张拉设备提供针对所述锚索束(1)拉拔力，以在通过所述液压剪切机构(2)切断所述锚索束(1)之时，通过所述张拉设备拉拔并回收所述锚索束(1)。

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