[实用新型]多层嵌套、同轴分序组装式锚索结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及水利水电、道路、桥梁、岩土工程加固处理领域，主要适用于建筑物基础、边坡及其他岩土支护加固工程，具体地指一种多层嵌套、同轴分序组装式锚索结构。

背景技术

自从20世纪60年代锚索技术引入我国以来，该技术在诸多工程领域得到广泛的应用，尤其在水利水电方面取得的成绩更为显著。目前，锚索已成为水利水电工程坝基、边坡、地下洞室支护加固的重要技术。

岩土加固锚索施工一般按以下施工程序进行：测量定位→造孔→锚索制作→锚索安装→锚索灌浆→锚索分级张拉→锚墩混凝土浇筑。其中，传统锚索制作和安装的过程是将包括钢绞线，灌浆管、内隔离支架、波纹管、前端导向帽、外对中支架等基本锚索构件进行组合并形成统一整体，随后通过人工将制作完成的锚索整体推送至钻孔内。由于岩土加固锚索工程多在髙陡边坡、狭窄洞室等复杂条件下进行，采用传统结构制作锚索对后期安装施工有诸多不利影响，其结构特征及引发问题具体归纳为如下几个方面：

1.锚索结构具有“长”、“杂”、“重”、“柔”的特征

为确保锚索的锚固段置于稳定坚固的深层岩体中，常规锚索长度一般在30m～50m之间，长度达60m以上锚索在一些工程中也多有采用。

传统锚索采用一次性整体组装的制作工艺，使其包含的各式构件众多(包括钢绞线，灌浆管、内隔离支架、波纹管、前端导向帽、外对中支架等)，同时也使其总重显著增加。以2000kN级锚索为例，采用14根的1×7标准型钢绞线(公称直径15.2mm，公称面积139mm²，理论重量1.101Kg/m)，按照40m的总长度估算，纯钢绞线部分的理论重量达0.62t，加入其他构件后的实际总重或攀升至0.8t左右。

尽管锚索主要构件的力学强度较高，但由于在三维空间中其长度与截面高度的巨大悬殊(按照40m的总长度估算为40m：0.15m)。在其自重和搬运等外力作用下，锚索结构会发生显著的挠曲变形，具有线状柔性的特征。

2.锚索运送不便，人力耗用量大

由于锚索尺寸长和重量大，40m左右的锚索一般需要20人甚至更多人员方能完成搬运。特别对于有竖直向转运要求的锚索(例如高边坡上层排架处)，其搬运难度将更大。

3.锚索送入钻孔困难、卡索情况频发、调整难度高

由于锚索易发生挠曲变形，同时形成的钻孔通道亦存在整体弧度和局部的粗糙起伏(深孔钻进时，随着潜孔钻连接钻杆根数的增加，钻头在重力作用下逐渐发生下垂，形成的钻孔通道难以维持直线，故一般存在下弯弧度甚至不规则状)，随着锚索体进入钻孔内长度的增加，局部将承受来自粗糙岩壁的摩擦阻力，继续推进的难度不断提升。特别的，当锚索最外层构件——对中支架凸起端和孔壁凸起点发生锁固后，将造成卡索现象。

当锚索施工过程发生推送困难、卡索问题后，则需要众多搬运工人协调操作，经过反复送入/抽回尝试方能继续推进。考虑到锚索重量大，上述协调过程难度较大。

4.锚索构件易损伤，影响其基本功能和耐久性

当锚索送入钻孔后，特别是推进困难或卡索时，其波纹管、钢绞线等构件和钻孔壁会发生互相挤压和摩擦运动，可能导致的损伤包括：波纹管破裂，外锚固段钢绞线受损，内锚固段钢绞线HDPE护套破裂以及油脂外漏等。

上述构件破坏不仅导致锚索的基本抗拉功能受到影响，同时由于多层防护屏障的损坏，使得锚索易发生腐蚀，耐久性较差。

5.锚索体易扭转，预应力损失严重

由于锚索体的线状柔性特征，在搬运及推送过程中，锚索体易沿轴向发生绕曲、旋转而呈现出似“麻花状”扭曲状态，导致后期锚索绞线在张拉过程中所受摩擦力增加，锚固力发生沿程损失，造成锚索预应力损失，最终影响到锚索的锚固效果。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，针对传统锚索结构“尺寸长”、“构件繁杂”、“笨重”、“线状柔性”的特性所导致施工过程中存在的锚索运送不便、推送或调整困难、卡索情况频发、锚索构件受损、形态扭曲致预应力损失严重等一系列相关问题，研发出一种简单实用、安全可靠、经济高效的多层嵌套、同轴分序组装式锚索结构，满足锚索工程施工及功能所需。