[發明專利]帶有預警耗能減震控制系統的邊坡錨固結構及施工方法

有效

• 申請號: 201410128075.8
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN103850254A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 董建華;董旭光;王永勝;王冰霞;張媛;劉彥東;吳意謙;王浩;袁方龍;代濤;楊志
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: E02D5/74
• 分類號: E02D5/74;E02D17/20;E02D31/08
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

本發明涉及一種帶有預警耗能減震控制系統的邊坡錨固結構，主要用于高陡邊坡的監測、預警和提高地震作用下錨固邊坡的安全性，屬于巖土錨固防災減災領域。

背景技術

影響邊坡穩定性的因素有很多，主要有人類工程活動、降雨和地震等；特別是地震或爆破等動力作用誘發的山體滑坡越來越頻繁，給人類的生命財產帶來巨大威脅。為了減輕地震誘發的邊坡失穩，人們通過抗震設防措施來抵御災害造成的破壞，目前主要采用增加支護結構剛度的被動抗震方法，但這種方法的局限性已不能滿足高標準的抗震安全性和適用性能要求。針對現有錨噴支護結構抗震性能差的缺點，專利號：201310666447.8提出一種半主動變剛度耗能減震控制錨桿，此控制錨桿將減震控制思想應用于邊坡加固設計中，構造出一種邊坡智能減震控制系統，該體系將耗能減震與控制功能于一體的變剛度控制錨桿，實現了邊坡錨固隔震減震設計及控制，該控制錨桿不但使外框架不被破壞，而且使錨固邊坡的地震響應減小，而且具有Fail-safe特征，當控制器失效時就變為被動隔震及耗能裝置，同樣具有良好的減震性能。監測預警作為減緩地質災害風險的措施之一，在滑坡災害防治中得到廣泛的應用，通過山體滑坡監測，可以了解和掌握滑坡體的演變過程，及時捕捉滑坡災害的特征信息，以便在山體滑坡形成次生災害前及時發出警報，以免造成巨大的生命財產損失。目前山體滑坡的預警方式主要有：一是采用人工巡回檢查的方式對山體進行實地排查，該方式的缺陷在于，投入勞動力多，且不能24小時自動監控。二是采用現代網絡、通訊技術和量測系統相結合的預警系統，該系統監測較為準確，但需要先解決供電問題，且通過衛星定位檢測山體滑坡的設備成本極高。介于上述控制錨桿的支護結構不具有預警系統，預警系統不能夠耗能減震控制。所以，尋找同時具備預警系統和耗能減震的智能支護結構來減輕滑坡災害已成目前研究的重點。為此，本發明在現有預警技術和減震控制的基礎上，結合兩種技術的優點，形成一種既能預警又能耗能減震的支護結構。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠監測、預警和耗能減震控制的智能化邊坡錨固結構。

本發明是帶有預警耗能減震控制系統的邊坡錨固結構及施工方法，其結構包括框架1與錨桿6和控制錨管16通過錨具14錨固，通訊線10將框架1上的位移傳感器11和控制錨管16的電液伺服閥25與單片機9連接，形成減震控制錨固結構，在單片機9內安裝預警程序，并與報警器13連接，在框架1與不穩定土體30之間增設隔震層7，錨桿6與控制錨管16間隔布置穿過框架1，通訊線10將電源系統8與單片機9連接，單片機9還通過通訊線10分別與放大器12、位移傳感器11和電液伺服閥25連接。

帶有預警耗能減震控制系統的邊坡錨固結構的施工方法，其步驟為：

（1）放線定位：根據工程設計要求，用測量工具進行定位；

（2）制作錨桿6和中空錨管17：根據設計要求，在錨桿6和中空錨管17的前段車削螺紋，并在中空錨管17的后段鉆出漿孔；

（3）鉆孔：用鉆機在邊坡巖土體上鉆孔，分別將錨桿6和中空錨管17安置于相應的孔中；

（4）注漿：分別在錨桿6相應的孔和在中空錨管17內壓力注入水泥砂漿29；錨桿6周圍的水泥砂漿29將錨桿6錨固在穩定土體31中；中空錨管17內的水泥砂漿29從出漿孔滲出，使得中空錨管17錨固在穩定土體31中；

（5）在坡面上鋪設隔震層7，并使錨桿6和中空錨管17穿過隔震層7；

（6）在隔震層7外掛鋼筋網并噴射水泥砂漿29，形成面板4；

（7）澆注橫梁2和立柱3：在第一根立柱3和第一排橫梁1的設計位置處支模，在支模而成的槽內綁扎橫梁2、立柱3的鋼筋骨架并澆筑混凝土；

（8）待橫梁2、立柱3的混凝土強度達到85%以上時對錨桿6進行預應力張拉，用錨具14將錨桿6緊固連接的錨頭鎖死，然后做用于保護錨頭和錨具14的混凝土噴層；

（9）按照此步驟施工下一個工作面的錨桿6和橫梁2、立柱3，并完成各層錨桿6的預應力張拉與錨固；

（10）在立柱3的底端對應位置處制作基礎樁5：在開設的樁孔內放入鋼筋籠，將立柱3的底端外伸鋼筋和基礎樁5內鋼筋焊接連接，澆注基礎樁5；

（11）施作控制錨管16：將墊板15和錨固彈簧19套在中空錨管17上，之后用錨具14將中空錨管17錨固在框架1上，并施加預應力；

（a）組裝變剛度裝置18：在嵌套雙出桿活塞22的液壓缸21內充填油液23，用旁通管路24連接液壓缸21和電液伺服閥25，排氣調試，充滿油液23；