[发明专利]一种中空注浆智能锚杆及其安装布设方法

权利要求书

1.一种中空注浆智能锚杆，包括锚杆体、固紧螺帽、垫板、止浆塞和锚头，所述锚头设置在锚杆体的底端，所述固紧螺帽、垫板、止浆塞从上到下依次套设在锚杆体上，其特征在于，还包括薄壁钢管、至少一个光纤应变传感器和至少一个光纤温度传感器，所述光纤应变传感器和光纤温度传感器嵌于薄壁钢管的外壁，所述薄壁钢管的外壁通过粘结材料与锚杆体内壁连接。

2.如权利要求1所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，所述的薄壁钢管两端套有橡胶垫圈。

3.如权利要求1所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，所述的光纤应变传感器的数量为四个，所述光纤温度传感器的数量为两个；所述薄壁钢管外壁沿轴向间隔设置六个卡槽，六个卡槽沿管壁周向分别位于十二点方向、三点方向、六点方向、九点方向、三点与六点角平分线方向、九点与十二点角平分线方向，四个光纤应变传感器分别安装于三点方向、六点方向、九点方向、十二点方向的卡槽内，两个光纤温度传感器分别安装于三点与六点角平分线方向、九点与十二点角平分线方向的卡槽内。

4.如权利要求1所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，所述薄壁钢管底端与锚杆体的底端平齐，薄壁钢管顶端与固紧螺帽顶面平齐。

5.如权利要求4所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，锚杆体设置有位于薄壁钢管顶部上方的穿线孔，所述锚杆体上套设有位于固紧螺帽上的顶部螺帽，顶部螺帽的侧壁设置有穿线孔，顶部螺帽的穿线孔与锚杆体的穿线孔对齐。

6.如权利要求5所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，所述顶部螺帽上部安装保护盒，所述的保护盒包括盒体和盖板，盒体与锚杆体通过螺纹连接，盖板上部通过垫片与固紧螺丝固定，保护盒内置光纤解调仪、无线数据发射器与微型电源，盒体底部有穿线孔。

7.如权利要求6所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，光纤应变传感器和光纤温度传感器的尾纤连接保护光缆，保护光缆设置有光缆插头，保护光缆通过锚杆体的穿线孔、顶部螺帽的穿线孔与盒体的穿线孔通过光缆插头连接光纤解调仪，光纤解调仪通过数据线与无线数据发射器连接，微型电源分别与光纤解调仪、无线数据发射器连接。

8.如权利要求7所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，所述光纤应变传感器为聚合物基光纤应变传感器，所述光纤温度传感器为聚合物基光纤温度传感器，所述光纤解调仪为聚合物基光纤解调仪。

9.如权利要求1所述的一种中空注浆智能锚杆，其特征在于，所述粘结材料要求抗弯强度与抗压强度均大于10MPa，弹性模量大于20000MPa。

10.一种中空注浆智能锚杆的安装布设方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：备材：先将中空注浆锚杆、光纤应变传感器、光纤温度传感器、薄壁钢管、粘结材料、橡胶垫圈、保护盒、保护光缆、光纤解调仪、无线数据发射器、微型电源、数据线、垫片、固紧螺丝预先准备好；

步骤二：封装：在室内按照设定方位给薄壁钢管外表面开卡槽，并分别将光纤应变传感器与光纤温度传感器按预定方位安装于卡槽内，然后在薄壁钢管两端套橡胶垫圈，同时在薄壁钢管外表涂覆粘结材料，最后将薄壁钢管嵌入中空注浆锚杆的锚杆体中；

步骤三：开孔连线：在锚杆体上开一个穿线孔，其位置在锚杆体与薄壁钢管顶端交界处附近，然后将光纤应变传感器与光纤温度传感器的尾纤用一根保护光缆连接，保护光缆另一端设置光缆插头；

步骤四：安置监测设备：在室内将光纤解调仪、无线数据发射器、微型电源分别用螺丝固定于保护盒盒体内，利用数据线连接光纤解调仪与无线数据发射器，将微型电源分别连接光纤解调仪与无线数据发射器；

步骤五：布设：待前期施工完毕后，将顶部螺帽套入锚杆体，然后安装盒体，同时将光缆插头插入光纤解调仪，开通微型电源，最后依次安装盒盖、垫片、固紧螺丝。