CN209838457U - 隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道施工技术领域，公开了一种隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，该装置包括锚杆杆件、杆端固定装置、注浆杆件、杆件嵌套装置以及机械锚头；锚杆杆件与注浆杆件同轴并套装在注浆杆件外部；锚杆杆件的两端部分别设置有机械锚头以及杆端固定装置；注浆杆件的一端从杆端固定装置上伸出，另一端置于机械锚头内部；注浆杆件的端部设置有注浆孔；机械锚头上设置有与注浆杆件上注浆孔相贯通的出浆孔；杆件嵌套装置套装在锚杆杆件外部。本实用新型通过机械锚固、分段注浆设计，实现了围岩变形的快速精确控制，增强了支护的可靠性，降低了施工成本。

Description

隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，涉及一种组合式锚杆装置，尤其涉及一种隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置。

背景技术

随着隧道及地下工程建设规模日益庞大，难免遇到地质复杂地段，在埋深过大、地应力巨大、岩体软弱等区域，隧道开挖后围岩的承载能力低下，围岩变形的速度过快、过大，极易形成隧洞失稳坍塌事故。

在隧道施工中施作锚杆控制围岩变形，并结合注浆来提高围岩的整体性，已成为隧道施工支护技术中的重要环节。根据《公路隧道设计规范》(JTG D70/2-2014)、《铁路隧道设计规范》(TB 10003-2016)等，因锚固力要求低、施工机械简便，隧道设计中一般采用粗钢筋锚杆用以进行锚固支护，可按施工方式及受力方式对其进行分类。

按照锚杆的施工方式，隧道中常用锚杆可分为砂浆锚杆、早强药卷锚杆、摩擦型锚杆、胀壳式锚杆、中空自钻式锚杆等，上述锚杆各有其优势，但又各自存在其局限性，如：砂浆锚杆施工简便，抗剪能力及锚固力较强，但存在着凝结支护过于缓慢、无法施加预应力而难以控制围岩快速变形等局限性；早强药卷锚杆依托快凝药卷可快速形成锚固力，但因药卷搅拌后易流失，其浆液饱满度难以保证，锚固可靠性不佳；摩擦型锚杆依靠水压或者自钻挤压等方式，使杆壁紧贴岩壁而形成快速摩阻支护，但对于破碎岩层却难以奏效；涨壳式锚杆通过锚头张开与孔壁摩擦以提供及时支护，但也需要良好的岩层，且锚头易腐蚀而出现失效现象；中空自钻式锚杆可实现自钻和注浆的同步进行，而破碎岩层中需采用全长的快凝浆液，施工成本难以控制。

按照锚杆的受力方式，隧道施工使用的锚杆又可分为端锚型锚杆和全长粘结型锚杆：端锚型锚杆通过端部锚块或端部快速粘结力固定，可对围岩施加初始张拉力以控制围岩松动变形，同时杆件中部为自由段可为大变形的围岩提供变形空间；但在围岩变形条件过快、过大时，岩层易下出现错动，对锚杆形成剪切作用，且围岩松动变形的积累对端头锚固段易形成应力集中，而造成锚杆失效。全长粘结型锚杆因锚杆被浆液包裹而可改善锚杆受力情况，相对于端锚型提供更高的抗剪能力和抗拉强度，但在采用水泥浆液时，由于浆液凝固时间较长，施工初期无法形成有效支护，难以应对围岩过快变形及应急抢救的情况；而杆体全长采用快凝注浆材料时，不仅施工费用剧增，且无法给围岩提供一定的预留变形，以发挥围岩的自承能力，过快凝固后锚杆受拉变形易导致锚固材料开裂，经济性和安全性都大打折扣。

由此可以看出，传统的锚杆对于地层适应性较为单一，无法适应隧道工程地质条件多变的情况，同时锚杆结构缺乏分段注浆、分段锚固的设计理念。故工程技术人员针对工程现场情况，对锚杆结构和施工方式进行了众多改进措施，提出了多种分段注浆锚杆结构。其中比较典型的如吴德兴提出了一种锚杆支护方法及其分段式中空注浆锚杆(专利号ZL02112233.4)，通过实心杆体和中空杆体的结合，并结合阻浆器、对中器等结构，增强了锚杆的适应性，可适用于软弱破碎岩层的快速支护，又可应用于良好的岩层中。但此装置仍存在部分局限性，如采用药卷作为早强锚固体，围岩裂隙较多时难以保证锚固体的完整性和端部锚固效果；孔壁不平顺时阻浆器封堵效果欠佳，药卷浆液的饱满度难以控制；分节的杆件连接处存在应力集中薄弱点。张延年等提出了一种带止浆连接套筒的分段注浆的分段中空注浆锚杆(专利申请号是201810704903.6)，可实现分段注浆、分段止浆以及分段的浆液强度设计，注浆浆液更加密实，但锚杆同样采用分节连接，杆间的存在应力集中点而影响了锚杆受力效果；且此结构注浆难以控制浆液分流，且不同强度设计的浆液易混杂而影响注浆效果。

因此，研制一种可实现不同地质条件下的围岩变形快速控制、锚固及注浆可靠性好、成本可控的锚杆结构及其施工方式，已经成为复杂地质条件下的隧道工程施工所急需。

实用新型内容

针对上述背景技术的不足，本实用新型提出一种可实现不同地质情况下的围岩变形快速分段锚固、可保证锚杆锚固的可靠性以及可控制施工成本的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，所述隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置包括用于提供张拉锚固支护及全长的摩阻锚固支护的锚杆杆件、用于固定锚杆起始端以控制围岩收敛的杆端固定装置、用于快锚段注浆并传递锚固挤压力的注浆杆件、用于注浆分区、锚杆杆件对中及补强段注浆的杆件嵌套装置以及用于机械锚固锚杆尾端以提供初始锚固力的机械锚头；所述锚杆杆件与注浆杆件同轴并套装在注浆杆件外部；所述锚杆杆件的两端部分别设置有机械锚头以及杆端固定装置；所述注浆杆件的一端从杆端固定装置上伸出，另一端置于机械锚头内部；所述注浆杆件的端部设置有注浆孔；所述机械锚头上设置有与注浆杆件上注浆孔相贯通的出浆孔；所述杆件嵌套装置套装在锚杆杆件外部。

作为优选，本实用新型所提供的锚杆杆件上沿锚杆杆件轴向设置有的中部通孔；所述注浆杆件伸入中部通孔中并与中部通孔同轴；所述锚杆杆件的外表面设置有粗螺纹杆段以及细螺纹杆段；所述机械锚头旋拧在粗螺纹杆段上；所述杆端固定装置旋拧在细螺纹杆段上。

作为优选，本实用新型所提供的杆端固定装置包括锚垫板、弹性锚块、锚杆杆端螺母以及止浆塞；所述锚杆杆件依次贯穿止浆塞以及锚垫板；所述锚杆杆端螺母旋拧在细螺纹杆段上；所述锚杆杆端螺母和锚垫板之间设置有弹性锚块。

作为优选，本实用新型所提供的弹性锚块整体呈碟形；所述弹性锚块上设置有贯穿孔；所述贯穿孔内壁设置有与细螺纹杆段上螺纹相匹配的内螺纹；所述弹性锚块旋拧在细螺纹杆段上并置于锚杆杆端螺母和锚垫板之间。

作为优选，本实用新型所提供的注浆杆件包括中空钢管、挤压推块以及钢管管端螺母；所述锚杆杆件与中空钢管同轴并套装在中空钢管外部；所述中空钢管可沿锚杆杆件的轴向移动；所述中空钢管的一端从杆端固定装置上伸出后与钢管管端螺母相连，另一端从锚杆杆件伸出后与挤压推块相连；所述挤压推块置于机械锚头内部；所述挤压推块的外径不大于锚杆杆件的外径且大于中部通孔的外径；所述挤压推块上设置有与机械锚头上出浆孔相贯通的推块出浆孔；所述挤压推块的外表面与推动机械锚头内表面相接触；所述挤压推块在外力作用下推动机械锚头卡持在待锚固的钻孔孔洞中。

作为优选，本实用新型所提供的挤压推块整体圆台状；所述挤压推块的圆台侧面与推动机械锚头内表面相接触；所述钢管管端螺母的轴向内表面是变径的；所述钢管管端螺母从中空钢管端部旋入后最终与锚杆杆件上的细螺纹杆段螺纹连接。

作为优选，本实用新型所提供的机械锚头包括锚头嵌套段、圆端头以及嵌岩锚块；所述锚头嵌套段旋拧在粗螺纹杆段上；所述圆端头设置在锚头嵌套段端部；所述圆端头上设置有圆端头出浆孔；所述圆端头出浆孔与推块出浆孔相贯通；所述锚头嵌套段上沿锚头嵌套段的径向设置有嵌套段活塞孔；所述嵌岩锚块置于嵌套段活塞孔中；所述嵌套段活塞孔是多个，多个嵌套段活塞孔均布在锚头嵌套段的径向上；所述挤压推块的圆台侧面与嵌岩锚块的内表面相接触；所述挤压推块在外力作用下推动嵌岩锚块从嵌套段活塞孔中伸出并最终卡持在待锚固的钻孔孔洞中。

作为优选，本实用新型所提供的嵌岩锚块整体是梯形钢块，所述嵌岩锚块的最外缘设置有锚块钢齿，所述嵌岩锚块的内侧面为梯形体斜面，所述挤压推块的圆台侧面的形状与嵌岩锚块的内侧面的形状相匹配。

作为优选，本实用新型所提供的杆件嵌套装置包括橡胶膜套以及PVC管；所述橡胶膜套是环绕锚杆杆件外部的封闭耐磨橡胶圆环；所述PVC管置于锚杆杆件外部并与锚杆杆件并行；所述PVC管的一端与橡胶膜套相贯通，另一端从杆端固定装置中穿出。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆结构，该隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置包括用于提供张拉锚固支护及全长的摩阻锚固支护的锚杆杆件、用于固定锚杆起始端以控制围岩收敛的杆端固定装置、用于快锚段注浆并传递锚固挤压力的注浆杆件、用于注浆分区、锚杆杆件对中及补强段注浆的杆件嵌套装置以及用于机械锚固锚杆尾端以提供初始锚固力的机械锚头；锚杆杆件与注浆杆件同轴并套装在注浆杆件外部；锚杆杆件的两端部分别设置有机械锚头以及杆端固定装置；注浆杆件的一端从杆端固定装置上伸出，另一端置于机械锚头内部；注浆杆件的端部设置有注浆孔；机械锚头上设置有与注浆杆件上注浆孔相贯通的出浆孔；杆件嵌套装置套装在锚杆杆件外部。本实用新型解决了复杂地质条件下隧道围岩变形控制的锚杆适应性问题，提出了一种新型的组合式锚杆装置，通过机械锚固、分段注浆设计，实现了围岩变形的快速精确控制，增强了支护的可靠性，降低了施工成本。具体而言，本实用新型具有以下优势：采用机械嵌岩锚固和注浆粘结锚固相结合的方式，并提供两阶段的预张拉力，可实现隧道施工中围岩变形的快速精确控制。本实用新型所设计的机械锚头装置可嵌入岩壁，在各类复杂围岩条件下，插杆后均可迅速形成锚固力，适用性较广。本实用新型采用的粗螺纹锚杆杆体中部无连接构件，相对于其他分段注浆锚杆结构更具有整体性，不会出现应力集中现象，抗拉拔能力更强。本实用新型采用的充气式橡胶膜套与孔壁紧密贴合，可使快锚段完全封闭，并形成一定的注浆压力，防止浆液流失，提高了注浆饱满度；并可填补了机械锚固造成的岩体裂隙，保证了快锚段粘结锚固的可靠性。分段锚固注浆系统可按需设计各分段的锚固浆液强度、浆液凝固速度以及锚固段长度，综合了机械锚固、端部粘性锚固、全长粘性锚固的锚杆优势，并克服了传统锚杆的局限性，且安装简单，施工成本可控。

附图说明

下面将结合本实用新型实施例中的例图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本技术领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得所有实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型所提供的组合式锚杆装置的整体纵剖面示意图；

图2是本实用新型所提供的组合式锚杆装置的锚杆杆件示意详图；

图3是本实用新型所采用的杆端固定装置的纵剖面示意详图；

图4是本实用新型所采用的杆端固定装置的俯视示意详图；

图5是本实用新型所采用的注浆杆件的详图示意；

图6是本实用新型所采用的杆间嵌套装置的横剖面示意详图；

图7是本实用新型所采用的机械锚头的纵剖面示意详图；

图8是本实用新型所采用的机械锚头I-I横剖面示意详图；

图9是本实用新型所采用的机械锚头II-II横剖面示意详图。

图中：

1-锚杆杆件、11-粗螺纹杆段、12-细螺纹杆段、13-中部通孔；2-杆端固定装置、21-锚垫板、211-锚垫板预留孔、22-高强弹性锚快、23-锚杆杆端螺母、24-止浆塞、241-止浆塞预留孔；3-注浆杆件、31-中空钢管、311-钢管前端螺纹、32-挤压推块、321-推块出浆孔、33-钢管管端螺母；4-杆间嵌套装置、41-橡胶膜套、42-PVC管；5-机械锚头、51-锚头嵌套段、511-嵌套段活塞孔、52-圆端头、521-圆端头出浆孔、53-嵌岩锚块、531-锚块钢齿；6-钻孔孔洞、61-快锚段、62-补强段；7-围岩。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细叙述但不作为本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“底”“前”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是特指或暗示所指的元件必须有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1，一种隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，包括：锚杆杆件1，用于提供张拉锚固支护及全长的摩阻锚固支护；杆端固定装置2，用于固定锚杆起始端以控制围岩收敛；注浆杆件3，用于快锚段注浆并传递锚固挤压力；杆件嵌套装置4，用于注浆分区、杆件对中及补强段注浆；机械锚头5，用于机械锚固锚杆尾端以提供初始锚固力。

如图1、2，锚杆杆件1由高强大直径粗螺纹钢制作，包括粗螺纹杆段11、细螺纹杆段12、中部通孔13。粗螺纹杆段11外侧分布有大间距粗螺纹，其尾端端部与机械锚头5经粗螺纹直接连接，提供机械锚固力，杆段中部与锚固浆液直接接触，受粘结力作用产生支护摩阻。细螺纹杆段12位于杆体的前端，外侧为小间距细螺纹，可与杆端固定装置2连接，用于固定锚杆前端端部并提供张拉力。锚杆杆件1中部贯穿有中部通孔13，孔内可插入注浆杆件3，用以注入快凝浆液，并可为机械锚头5传递锚固推力。

如图1、3、4所示，杆端固定装置2由锚垫板21、弹性锚块22、锚杆杆端螺母23、止浆塞24组成。锚垫板21为弹性橡胶材质，呈圆板状，中部贯穿锚杆杆件1，铺设于钻孔孔洞6的孔口，用于封闭洞口及为高强弹性锚块22提供平整的受力面；锚垫板21上凿有锚垫板预留孔洞211，可穿入PVC管42。高强弹性锚块22采用高强度的弹性橡胶制成，呈碟形，倒铺于锚垫板21上；中间被锚杆杆件1贯穿，贯穿孔的内壁设置有内螺纹，可旋紧于细螺纹杆段12并贴合锚垫板21，用以固定锚杆并提供预张拉锚固力；高强弹性锚块22的中心与锚垫板未直接接触，为锚固后的锚杆杆件1留有一定的变形余量。锚杆杆端螺母23为六角螺母，其内径与细螺纹杆段12的外径相同，可旋紧于细螺纹杆段12的尾端，并紧贴高强弹性锚块22，用以锁定锚杆，防止因张拉力过大导致锚块22产生过大弹性变形，与锚杆杆体1螺纹连接脱离，造成杆端锚固作用失效。止浆塞24由胀缩性较好的圆筒形弹性橡胶块制成，在向上注浆时，可将钻孔孔洞6的孔口完全封堵，防止漏浆；止浆塞24上设置有止浆塞预留孔241，与锚垫板预留孔211连接，用以插入PVC管42。

如图1、5所示，注浆杆件3包含中空钢管31、挤压推块32、钢管管端螺母33。中空钢管31采用高强的钢材制成，管壁较厚，强度高，可承受一定的冲击力，外径略小于锚杆杆件1的中部通孔13，可在其中前后推动，前期用于传导快凝段61的浆液，后期用于传导推动嵌岩锚块53的锤击挤压力；中空钢管31的前端设置有钢管前端螺纹311，可连接钢管管端螺母33以固定注浆杆件3并锁定挤压力。挤压推块32由高强合金制作，呈圆台状，紧固连接于中空钢管31的尾端，在锤击力作用下，挤压推块32的圆台侧面可直接与嵌岩锚块53挤压接触，推动嵌岩锚块53向外侧滑动；挤压推块32中部设置有推块出浆孔321，用以传递锚固浆液至机械锚头5处。钢管管端螺母33为特制的内径变化的长六角螺母，其一端与中空钢管31的外径相同，可旋紧于钢管前端螺纹311；另一端与锚杆杆件1外径相同，可旋紧于细螺纹杆段12。将钢管管端螺母33与锚杆杆件1和注浆杆件3的尾端连接后，可将中空钢管31的挤压力锁定。

如图1、6所示，杆间嵌套装置4由橡胶膜套41和PVC管42组成。橡胶膜套41为环绕锚杆杆件1的一环封闭耐磨橡胶圆环，内侧粘贴于锚杆杆件1的中部，呈封闭状态，仅通过PVC管42输入气体，充气后可膨胀开来并紧贴钻孔孔洞6和孔壁和锚杆杆件1侧壁，将锚杆杆件1卡紧于钻孔孔洞6的中心，并且可封堵孔洞的整环断面，从而使快锚段61和补强段62之间注浆区域完全隔离，保证了注浆质量。PVC管42从锚垫板预留孔211和止浆塞预留孔241插入钻孔孔洞6，连接并穿入橡胶膜套41中，前期可向橡胶膜套41内部充气，调节其胀缩状态，后期可用于向补强段62传递慢凝微膨胀的水泥浆液。

如图1、7、8、9所示，机械锚头5位于锚杆杆件1的尾端，由锚头嵌套段51、圆端头52、嵌岩锚块53组成。其中锚头嵌套段51为钢制的厚壁圆筒，圆筒内壁设置有大直径粗螺纹，可与锚杆杆体1杆端外侧的粗螺纹旋拧紧固连接；锚头嵌套段51开凿出方形的嵌套段活塞孔511，孔口尺寸与嵌岩锚块53外轮廓尺寸相同，便于嵌岩锚块53向外延伸活动。圆端头52采用高强钢材制作，与锚头嵌套段51焊接，在机械锚固过程中，可与钻孔孔洞6的最内侧岩壁接触以提供锚杆装置所需的支撑力；圆端头52内部凿有圆端头出浆孔521，可将引导机械锚头5内的快凝浆液注入钻孔孔洞6内，实现孔洞快锚段61的快速锚固。嵌岩锚块53为梯形钢块，外侧面分布有锚块钢齿531，内侧面为梯形体斜面，在挤压推块32推动内侧的梯形体斜面时，嵌岩锚块53可由嵌套段活塞孔11内向外侧钻孔孔洞6中的运动挤压，使锚块钢齿531嵌入岩壁，从而使机械锚头5锚固于钻孔孔洞6的底部。

一种隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，操作步骤包括如下：

1)钻孔、清孔：采用钻孔机械开凿出合适长度的钻孔孔洞6，并使用高压水流的清理孔洞中残留的碎屑。

2)锚杆组装：首先，将注浆杆件3从尾端插入锚杆杆件1的中部通孔13，在嵌岩锚块53涂抹润滑油、并嵌入锚头嵌套段51的嵌套段活塞孔511后，将机械锚头5通过螺纹整体旋转紧固于锚杆杆件5的尾端，实现组合式锚杆的机械锚头5的安装。其次，从锚杆杆件1前端套入橡胶膜套41及连接相应的PVC管42，适当充气并涂抹粘贴剂使橡胶膜套41粘贴在粗螺纹杆段11的设计位置，实现杆件嵌套装置4的安装。最后，从细螺纹杆段12的端部依次套入止浆塞24、锚垫板21、高强弹性锚块22、锚杆杆端螺母23，同时将PVC管42依次穿过止浆塞预留孔241和锚垫板预留孔211，实现杆端固定装置2的初始安装，最终完成组合式锚杆装置的整体组装。

3)插杆：将组装好的组合式锚杆装置插入清理完的钻孔孔洞6，从PVC管42中向橡胶膜套41内压入空气，使橡胶膜套41膨胀，直至与钻孔孔洞6的孔壁紧密贴合，使锚杆杆件1卡紧于孔洞6的正中心，并将快锚段61和补强段62的注浆区域完全隔离；同时将杆端固定装置2推动并旋紧于钻孔孔洞6的孔口，完成插杆工序。

4)机械锚固：将钢管管端螺母33旋入中空钢管31的钢管前端螺纹311的管端，再采用人工或机械方式，锤击突出锚杆杆件1中部通孔13的中空钢管3管端，锤击力经中空钢管31传递至挤压推块32，在圆端头52的支撑下，挤压推块32侧壁与嵌岩锚块53的内侧斜面接触并传递压力，使得嵌岩锚块53沿嵌套段活塞孔511向外侧挤压运动。多次锤击后，使得嵌岩锚块53的锚块钢齿531嵌入孔壁，维持锤击装置向前的挤压力，并迅速将钢管管端螺母33旋拧至锚杆杆件1端部，使其内侧的大直径内螺纹段与锚杆杆件1的细螺纹杆段12连接，小直径内螺纹与中空钢管31的钢管前端螺纹311连接，借此将挤压应力锁定于中空钢管31内部，进而保持嵌岩锚块53的机械挤压力，使机械锚头5紧紧嵌固于孔洞岩壁。

5)初始预张拉：拉动锚杆杆件1，确认机械锚头5产生初始机械锚固力后，将止浆塞24卡紧在孔口，依靠其弹性将孔口堵死，并将锚垫板21平铺于钻孔孔洞6孔口，并进一步采用拉拔机械对锚杆杆件1施加初始张拉力至设计值，同时依次将高强弹性锚块22和锚杆杆端螺母23旋紧于锚垫板21后侧并与之紧贴，锁定杆端张拉力，从而使得围岩7的变形得到初步控制。

6)快锚段注浆：采用注浆机械向注浆杆件3内注入快凝锚固浆液，浆液依次通过中空钢管31、推块出浆孔321流入机械锚头5内部，再进一步通过圆端头出浆孔521流入钻孔孔洞6的快锚段61，合理控制注浆压力，等待快凝浆液将孔壁的裂隙全部填满，直至高压浆液难以注入，此时堵住注浆杆件3尾端，等待快锚段61的快凝浆液凝固，等待的承载时间不短于30min。

7)二次张拉：在快锚段61浆液凝固并产生粘结锚固力后，采用拉拔机械再次对锚杆杆件1施加二次张拉力至设计值，进一步提高围岩变形控制能力，并将高强弹性锚块22和锚杆杆端螺母23依次旋紧以锁定张拉力，进一步提高围岩变形的控制能力。

8)补强段注浆：围岩变形得到初步控制后，由外界增压设备通过PVC管42向橡胶膜套41内持续压入空气，使封闭的橡胶膜套41不断增压直至爆裂，进一步再通过PVC管42向补强段62内注入慢凝微膨胀的水泥砂浆，直至注浆压力迅速增加而难以压入，或者水泥砂浆从锚垫板预留孔211中溢出，此时视补强段62完全填满，等待浆液凝固，形成全长锚固力并增强锚杆抗剪能力，最终完成整个锚固注浆流程。

本实用新型未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置包括用于提供张拉锚固支护及全长的摩阻锚固支护的锚杆杆件(1)、用于固定锚杆起始端以控制围岩收敛的杆端固定装置(2)、用于快锚段注浆并传递锚固挤压力的注浆杆件(3)、用于注浆分区、锚杆杆件(1)对中及补强段注浆的杆件嵌套装置(4)以及用于机械锚固锚杆尾端以提供初始锚固力的机械锚头(5)；所述锚杆杆件(1)与注浆杆件(3)同轴并套装在注浆杆件(3)外部；所述锚杆杆件(1)的两端部分别设置有机械锚头(5)以及杆端固定装置(2)；所述注浆杆件(3)的一端从杆端固定装置(2)上伸出，另一端置于机械锚头(5)内部；所述注浆杆件(3)的端部设置有注浆孔；所述机械锚头(5)上设置有与注浆杆件(3)上注浆孔相贯通的出浆孔；所述杆件嵌套装置(4)套装在锚杆杆件(1)外部。

2.根据权利要求1所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述锚杆杆件(1)上沿锚杆杆件(1)轴向设置有的中部通孔(13)；所述注浆杆件(3)伸入中部通孔(13)中并与中部通孔(13)同轴；所述锚杆杆件(1)的外表面设置有粗螺纹杆段(11)以及细螺纹杆段(12)；所述机械锚头(5)旋拧在粗螺纹杆段(11)上；所述杆端固定装置(2)旋拧在细螺纹杆段(12)上。

3.根据权利要求2所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述杆端固定装置(2)包括锚垫板(21)、弹性锚块(22)、锚杆杆端螺母(23)以及止浆塞(24)；所述锚杆杆件(1)依次贯穿止浆塞(24)以及锚垫板(21)；所述锚杆杆端螺母(23)旋拧在细螺纹杆段(12)上；所述锚杆杆端螺母(23)和锚垫板(21)之间设置有弹性锚块(22)。

4.根据权利要求3所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述弹性锚块(22)整体呈碟形；所述弹性锚块(22)上设置有贯穿孔；所述贯穿孔内壁设置有与细螺纹杆段(12)上螺纹相匹配的内螺纹；所述弹性锚块(22)旋拧在细螺纹杆段(12)上并置于锚杆杆端螺母(23)和锚垫板(21)之间。

5.根据权利要求2或3或4所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述注浆杆件(3)包括中空钢管(31)、挤压推块(32)以及钢管管端螺母(33)；所述锚杆杆件(1)与中空钢管(31)同轴并套装在中空钢管(31)外部；所述中空钢管(31)可沿锚杆杆件(1)的轴向移动；所述中空钢管(31)的一端从杆端固定装置(2)上伸出后与钢管管端螺母(33)相连，另一端从锚杆杆件(1)伸出后与挤压推块(32)相连；所述挤压推块(32)置于机械锚头(5)内部；所述挤压推块(32)的外径不大于锚杆杆件(1)的外径且大于中部通孔(13)的外径；所述挤压推块(32)上设置有与机械锚头(5)上出浆孔相贯通的推块出浆孔(321)；所述挤压推块(32)的外表面与推动机械锚头(5)内表面相接触；所述挤压推块(32)在外力作用下推动机械锚头(5)卡持在待锚固的钻孔孔洞中。

6.根据权利要求5所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述挤压推块(32)整体圆台状；所述挤压推块(32)的圆台侧面与推动机械锚头(5)内表面相接触；所述钢管管端螺母(33)的轴向内表面是变径的；所述钢管管端螺母(33)从中空钢管(31)端部旋入后最终与锚杆杆件(1)上的细螺纹杆段(12)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述机械锚头(5)包括锚头嵌套段(51)、圆端头(52)以及嵌岩锚块(53)；所述锚头嵌套段(51)旋拧在粗螺纹杆段(11)上；所述圆端头(52)设置在锚头嵌套段(51)端部；所述圆端头(52)上设置有圆端头出浆孔(521)；所述圆端头出浆孔(521)与推块出浆孔(321)相贯通；所述锚头嵌套段(51)上沿锚头嵌套段(51)的径向设置有嵌套段活塞孔(511)；所述嵌岩锚块(53)置于嵌套段活塞孔(511)中；所述嵌套段活塞孔(511)是多个，多个嵌套段活塞孔(511)均布在锚头嵌套段(51)的径向上；所述挤压推块(32)的圆台侧面与嵌岩锚块(53)的内表面相接触；所述挤压推块(32)在外力作用下推动嵌岩锚块(53)从嵌套段活塞孔(511)中伸出并最终卡持在待锚固的钻孔孔洞中。

8.根据权利要求7所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述嵌岩锚块(53)整体是梯形钢块，所述嵌岩锚块(53)的最外缘设置有锚块钢齿(531)，所述嵌岩锚块(53)的内侧面为梯形体斜面，所述挤压推块(32)的圆台侧面的形状与嵌岩锚块(53)的内侧面的形状相匹配。

9.根据权利要求8所述的隧道围岩变形快速控制的组合式锚杆装置，其特征在于：所述杆件嵌套装置(4)包括橡胶膜套(41)以及PVC管(42)；所述橡胶膜套(41)是环绕锚杆杆件(1)外部的封闭耐磨橡胶圆环；所述PVC管(42)置于锚杆杆件(1)外部并与锚杆杆件(1)并行；所述PVC管(42)的一端与橡胶膜套(41)相贯通，另一端从杆端固定装置(2)中穿出。