[發(fā)明專利]一種中空注漿智能錨桿及其安裝布設方法

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• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113638759A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 蘇謙;董敏琪
• 申請（專利權）人: 固遠晨通科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D21/02;G01D21/02;E02D5/74;E02D17/20
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 岳子強

本發(fā)明公開了一種中空注漿智能錨桿及其安裝布設方法，涉及鐵路隧道與邊坡支護工程的智能監(jiān)測技術領域，解決現有錨桿體表面開槽安裝光纖傳感器對錨桿體本身造成損傷的技術問題，包括錨桿體、固緊螺帽、墊板、止?jié){塞和錨頭，所述錨頭設置在錨桿體的底端，所述固緊螺帽、墊板、止?jié){塞從上到下依次套設在錨桿體上，還包括薄壁鋼管、至少一個光纖應變傳感器和至少一個光纖溫度傳感器，所述光纖應變傳感器和光纖溫度傳感器嵌于薄壁鋼管的外壁，所述薄壁鋼管的外壁通過粘結材料與錨桿體內壁連接；本發(fā)明，不損傷錨桿體本身，通過設置的光纖應變傳感器和光纖溫度傳感器可以實現錨固體服役狀態(tài)及溫度的實時監(jiān)測，為錨固體的穩(wěn)定性預警提供數據支撐的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及鐵路隧道與邊坡支護工程的智能監(jiān)測技術領域，更具體的是涉及錨桿技術領域。

背景技術

中空注漿錨桿主要應用在我國鐵路隧道與邊坡支護領域，能夠實現對隧道的加固和超前支護，在我國高速鐵路“八縱八橫”網絡的建設過程中，鐵路隧道的安全施工及穩(wěn)定運營是亟待研究的課題，尤其在2018年我國全面啟動的川藏鐵路規(guī)劃建設中，隧道占比高達83％，因此中空注漿錨桿的需求量大幅增加。而基于中空注漿錨桿體的服役狀態(tài)來監(jiān)測鐵路隧道的安全施工及穩(wěn)定運營已成為一種有效監(jiān)測手段，因此亟待一種能實時在線監(jiān)測錨桿服役狀態(tài)，進而監(jiān)測預警錨固體穩(wěn)定性的智能錨桿。

關于中空注漿智能錨桿的應用，目前只停留在一些傳統(tǒng)的監(jiān)測檢測手段，無法通過實時監(jiān)測錨桿的服役狀態(tài)來監(jiān)測錨固體的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)監(jiān)測檢測手段有：通過注漿量及注漿壓力等參數推斷錨桿錨固質量，如專利CN 205876364 U(一種中空智能注漿錨桿)，通過在止?jié){塞部位粘貼壓力芯片來檢測注漿是否飽滿，從而推斷錨桿錨固質量，但無法對錨桿受力狀態(tài)進行實時監(jiān)測；利用錨索應力計或粘貼應變片的方式對中空注漿錨桿的軸力或少數斷面的應力應變進行檢測，且在錨桿體表面開槽對錨桿體本身造成損傷，如專利CN105973285 A(一種多功能智能錨桿及其安裝布設方法)，公開了一種多功能智能錨桿，光纖光柵多點溫度補償傳感器安裝在沿錨桿縱向所開的小槽內，其結構設計對錨桿體本身造成了損傷，專利CN 208106468 U(一種錨桿應力與變形與一體化監(jiān)測裝置)公開了一種高強螺紋鋼錨桿，通過在錨桿體表面粘貼三組應變花的方式來監(jiān)測錨桿的應力與變形，其應變監(jiān)測只能針對應變花粘貼斷面進行；而中空注漿錨桿作為全長錨固型錨桿，需要對其全斷面進行實時監(jiān)測。且現有基于普通光纖光柵傳感器的測力錨桿，其應變量程只能達到1～1.5％，錨固體變形極易超過錨桿應變量程，在錨固體變形較大且超過錨桿應變量程時，測力錨桿將失效。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于：為了解決上述在錨桿體表面開槽安裝光纖傳感器對錨桿體本身造成損傷的技術問題，本發(fā)明提供一種中空注漿智能錨桿及其安裝布設方法。

本發(fā)明為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

一種中空注漿智能錨桿，包括錨桿體、固緊螺帽、墊板、止?jié){塞和錨頭，所述錨頭設置在錨桿體的底端，所述固緊螺帽、墊板、止?jié){塞從上到下依次套設在錨桿體上，還包括薄壁鋼管、至少一個光纖應變傳感器和至少一個光纖溫度傳感器，所述光纖應變傳感器和光纖溫度傳感器嵌于薄壁鋼管的外壁，所述薄壁鋼管的外壁通過粘結材料與錨桿體內壁連接。

進一步地，所述的薄壁鋼管兩端套有橡膠墊圈。

進一步地，所述的光纖應變傳感器的數量為四個，所述光纖溫度傳感器的數量為兩個；所述薄壁鋼管外壁沿軸向間隔設置六個卡槽，六個卡槽沿管壁周向分別位于十二點方向、三點方向、六點方向、九點方向、三點與六點角平分線方向、九點與十二點角平分線方向，四個光纖應變傳感器分別安裝于三點方向、六點方向、九點方向、十二點方向的卡槽內，兩個光纖溫度傳感器分別安裝于三點與六點角平分線方向、九點與十二點角平分線方向的卡槽內。

進一步地，所述薄壁鋼管底端與錨桿體的底端平齊，薄壁鋼管頂端與固緊螺帽頂面平齊。