CN105089049A - 锚索外锚头钢绞线保护装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚索外锚头钢绞线保护装置，包括钢绞线、钢垫板和锚具，钢绞线包括位于岩体内的内钢绞线和伸出锚具外侧的外锚头钢绞线，外锚头钢绞线四周套设有端部设置有法兰的圆柱形保护罩，法兰通过螺栓连接在钢垫板上，保护罩顶壁上设置有第一排气管和第一进油口，保护罩上部设置有补给油箱，补给油箱底壁上设置有出油口，补给油箱通过补给油箱支撑架固定于钢垫板上，补给油箱顶壁上设置有第二排气管和第二进油口，第一进油口和出油口通过指示管相连。本发明公开了这种锚索外锚头钢绞线保护装置的安装方法。本发明简单实用、高效经济、能保证外锚头钢绞线始终侵入油体内，并且能让巡视人员直观判断保护罩内油位。

Description

锚索外锚头钢绞线保护装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及水利水电、道路、桥梁、岩土工程加固处理领域，具体的是指一种锚索外锚头钢绞线保护装置，本发明还涉及这种锚索外锚头钢绞线保护装置的安装方法。

背景技术

自从20世纪60年代锚索技术引入我国以来，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显著成绩。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。锚索一般由高强钢绞线并列编束而成，通过人工方式将其推送到预先完成的岩土钻管内，然后先对其根部进行灌浆粘结固定，再在坡面外露端进行张拉以对被加固岩体施加反向压力。

锚索外锚头钢绞线防腐保护是锚索施工的收官环节。目前工程上使用的锚索一般为无粘结锚索，该类锚索在张拉完成后，一般需要根据初期阶段性的观察和监测结果，对完成锁定的锚索进行补偿张拉或放松。因此，锚索都留有一定长度的外锚头钢绞线(长度约为几十公分)用于补偿张拉或放松。为保证后期锚索张拉和放松的效果，外锚头钢绞线必须进行防水及防腐处理，目前工程是通过加装端头保护罩让外锚头钢绞线侵入油体内，从而实现对钢绞线的防水包裹和防腐保护，如图1所示。但鉴于锚索外锚头多是在阳光暴晒环境下，工程实践表明，采用当前端头保护罩装置对外锚头钢绞线进行保护存在如下问题：

1、保护装置漏油现象频发，无法保证其内部始终被油体充满

目前锚索施工使用的保护装置是采用法兰连接方式将保护罩油箱固定于钢垫板上，严格意义讲其并非是完全封闭物体。因此，当锚索施工完成，保护装置被固定于坡面后，油体在自重作用下会顺着法兰间隙(保护装置与钢垫板连接处)、混凝土墩细微裂缝等部位向箱体外部渗漏，再者，锚索的每根钢绞线由7根直径2.5mm钢丝螺旋绞制而成，钢丝之间存在一定的空隙，油体便会沿绞线间隙向锚索深部扩散，导致漏油现象频发。另一方面，边坡锚索外锚头长时间处于阳光暴晒、高温的外部环境，保护罩内油体受热膨胀气化，增大保护罩内压力，加剧油体渗漏发生。随着时间的推移，保护罩内油体将逐渐减少，油位逐渐降低，甚至会出现保护罩内无油的情况。这也从另一个角度说明，在实际工程中只是在保护罩安装完成后的较短时间内，保护罩是被油体完全充满的，其远达不到工程上对外锚头钢绞线的防水防腐保护要求。

2、巡视人员无法直观判断保护罩内油位

当锚索施工完成后，工程人员需要定期对锚索的实际运行情况进行巡视。由于目前采用的端头保护罩为不透明钢管，巡视人员无法通过肉眼直观判断当前保护罩内油位，更无法判断外锚头钢绞线是否完全侵入于油体内。因此，采用目前端头保护装置极易造成外锚头钢绞线防水防腐装置已长期失效，但却未被及时发现。

3、外锚头钢绞线未得到充分防水防腐保护，腐蚀现象频发，无法进行补偿张拉与放松，降低锚索使用寿命

由于锚索外锚头钢绞线未能时刻侵入油体内，在外部介质(水、空气)作用下，外锚头钢绞线在短时间内便会出现腐蚀现象。腐蚀对钢绞线的影响不仅仅在于截面积的减少，而且腐蚀产生的腐蚀坑形成的应力集中现象对钢绞线力学性能(如：预应力)将造成严重影响。腐蚀现象的发生同时会造成外锚头钢绞线的有效长度被缩小，最终导致无法进行后期的补偿张拉与放松。若腐蚀现象长时间未被发现，可能造成整条钢绞线失效，进而导致锚索失效，影响被加固物的安全。

因而，研发一种简单实用、高效经济、能保证外锚头钢绞线始终侵入油体内，并且能让巡视人员直观判断保护罩内油位的锚索外锚头钢绞线保护装置显得十分必要。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种锚索外锚头钢绞线保护装置，其简单实用、高效经济、能保证外锚头钢绞线始终侵入油体内，并且能让巡视人员直观判断保护罩内油位。

为实现上述目的，本发明所设计的一种锚索外锚头钢绞线保护装置，包括钢绞线、张拉钢绞线的钢垫板和张拉钢绞线的锚具，钢绞线包括位于岩体内的内钢绞线和伸出锚具外侧的外锚头钢绞线，外锚头钢绞线四周套设有端部设置有法兰的圆柱形保护罩，法兰通过螺栓连接在钢垫板上，保护罩顶壁上设置有第一排气管和第一进油口，保护罩上部设置有补给油箱，补给油箱底壁上设置有出油口，补给油箱通过补给油箱支撑架固定于钢垫板上，补给油箱顶壁上设置有第二排气管和第二进油口，第一进油口和出油口通过指示管相连。

优选地，第二排气管为倒U形结构，第二排气管的内径为10mm。

进一步地，第二排气管的管口配设有排气管螺帽盖，排气管螺帽盖上设置有三个直径为1mm的排气孔。

进一步地，法兰与钢垫板之间设置有橡胶垫片，橡胶垫片的厚度为3mm。

进一步地，补给油箱的底部两侧对称设置有两个带螺栓孔的连接耳板。

进一步地，补给油箱支撑架包括连接板和与连接板垂直设置的支撑板，连接板通过螺栓固定在钢垫板上，支撑板通过连接耳板的螺栓孔与补给油箱螺栓连接。

进一步地，连接板和支撑板的厚度均为5mm。

进一步地，指示管的内径为15mm。

进一步地，第一排气管的管口和第二进油口均配设有螺帽盖。

本发明的安装步骤如下：

1)构件制作与防腐处理：根据实际锚索吨位，制作本发明保护装置的构件，并对构件的外露部分涂刷防腐油漆；

2)安装保护罩：当锚索安装完成后，将保护罩通过法兰的四个连接螺栓与钢垫板进行连接，将其固定于坡面，保护罩与钢垫板中间放置橡胶垫片，以保证两者连接的封闭性；

3)安装补给油箱支撑：通过螺栓将连接板与钢垫板进行连接，完成补给油箱支撑的安装；

4)安装指示管：当补给油箱支撑安装完成后，将补给油箱置于支撑板的中心部位，根据第一进油口和出油口的高度差，确定指示管的长度，将指示管的两端分别连接第一进油口和出油口，并采用喉箍对两端进行紧固；

5)补给油箱固定：当指示管安装完成后，确保各部位安装稳固，通过补给油箱底部的两个连接耳板，将补给油箱螺栓固定于支撑板上；

6)人工注油：通过第二进油口将油体首先注入保护罩，当保护罩注满后，将螺帽盖盖在第一排气管上进行密实，继续注油直至补给油箱被注满，此时对第二排气管安装螺帽排气管螺帽盖，对第二进油口安装螺帽盖。

本发明的优点在于：

其一，本发明的锚索外锚头钢绞线保护装置，较好地解决了目前锚索施工过程中，因保护装置漏油，无法保证其内部始终被油体充满，且巡视人员无法直观判断保护罩内油位，最终导致外锚头钢绞线未得到充分防水防腐保护，腐蚀现象频发，无法进行补偿张拉与放松，降低锚索使用寿命等一系列问题；

其二，本装置通过补给油箱、指示管和保护罩三者的联动作用，当保护罩内发生漏油、油位下降的时候，在重力作用下补给油箱内油体通过指示管将自动对保护罩进行油体补给，从而保证保护罩内油体始终充满于油箱，确保钢绞线始终侵入于油体内，能够满足工程对外锚头钢绞线防水防腐保护的要求；

其三，本发明巡视人员可通过指示管直观了解到保护装置内油位，并根据观察结果决定是否进行人工补充油体操作；

其四，本发明能够实现对外锚头钢绞线的防水防腐保护，可确保钢绞线力学性得到极好的保护(如：预应力)。因此，工程人员可以根据锚索实际运行状况、外界条件变化情况(如：锚索预应力监测值发生变化、岩体发生松动等)，随时对外锚头钢绞线进行补偿张拉与放松，可保证钢绞线长期具备较好的工作特性，提高了锚索使用寿命。

附图说明

图1为传统锚索外锚头钢绞线保护装置的结构示意图；

图2为本发明锚索外锚头钢绞线保护装置的结构示意图；

图3为保护罩的结构示意图；

图4为图3的局部放大结构示意图；

图5为图3的A-A剖视结构示意图；

图6为补给油箱的结构示意图；

图7为图6的B-B剖视结构示意图；

图8为图6的C-C剖视结构示意图；

图9为补给油箱支撑的结构示意图；

图10为图9的D-D剖视结构示意图。

图中：钢绞线1(其中，内钢绞线1a；外锚头钢绞线1b)；钢垫板2；锚具3；法兰4；保护罩5；第一排气管6；第一进油口7；补给油箱8；出油口9；补给油箱支撑架10；第二排气管11；第二进油口12；指示管13；排气管螺帽盖14；橡胶垫片15；螺栓孔16；连接耳板17；连接板18；支撑板19；螺帽盖20。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应该理解为对本发明的限制。

图2～10所示的一种锚索外锚头钢绞线保护装置，包括钢绞线1、张拉钢绞线的钢垫板2和张拉钢绞线的锚具3，钢绞线包括位于岩体内的内钢绞线1a和伸出锚具3外侧的外锚头钢绞线1b，外锚头钢绞线1b四周套设有端部设置有法兰4的圆柱形保护罩5，法兰4通过螺栓连接在钢垫板2上，保护罩5顶壁上设置有第一排气管6和第一进油口7，保护罩5上部设置有补给油箱8，补给油箱8底壁上设置有出油口9，补给油箱8通过补给油箱支撑架10固定于钢垫板2上，补给油箱8顶壁上设置有第二排气管11和第二进油口12，第一进油口7和出油口9通过指示管13相连。

第二排气管11为倒U形结构，第二排气管11的内径为10mm。

第二排气管11的管口配设有排气管螺帽盖14，排气管螺帽盖14上设置有三个直径为1mm的排气孔。

法兰4与钢垫板2之间设置有橡胶垫片15，橡胶垫片15的厚度为3mm。

补给油箱8的底部两侧对称设置有两个带螺栓孔16的连接耳板17。

补给油箱支撑架10包括连接板18和与连接板18垂直设置的支撑板19，连接板18通过螺栓固定在钢垫板2上，支撑板19通过连接耳板17的螺栓孔16与补给油箱8螺栓连接。

连接板18和支撑板19的厚度均为5mm。

指示管13的内径为15mm。

第一排气管6的管口和第二进油口12均配设有螺帽盖20。

本发明的安装步骤如下：

1)设备制作与防腐处理：根据实际锚索吨位，按图2～5制作本发明保护装置的构件，并对构件的外露部分涂刷防腐油漆；

2)安装保护罩5：当锚索安装完成后，将保护罩5通过法兰4的四个连接螺栓与钢垫板2进行连接，将其固定于坡面，保护罩5与钢垫板2中间放置橡胶垫片15，以保证两者连接的封闭性；

3)安装补给油箱支撑10：通过螺栓将连接板18与钢垫板2进行连接，完成补给油箱支撑10的安装；

4)安装指示管13：当补给油箱支撑10安装完成后，将补给油箱8置于支撑板19的中心部位，根据第一进油口7和出油口9的高度差，确定指示管13的长度，将指示管13的两端分别连接第一进油口7和出油口9，并采用喉箍对两端进行紧固；

5)补给油箱8固定：当指示管13安装完成后，确保各部位安装稳固，通过补给油箱8底部的两个连接耳板17，将补给油箱8螺栓固定于支撑板19上；

6)人工注油：通过第二进油口12将油体首先注入保护罩5，当保护罩5注满后，将螺帽盖20盖在第一排气管6上进行密实，继续注油直至补给油箱8被注满，此时对第二排气管11安装排气管螺帽盖14，对第二进油口12安装螺帽盖20。

本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种锚索外锚头钢绞线保护装置，包括钢绞线(1)、张拉所述钢绞线的钢垫板(2)和张拉所述钢绞线的锚具(3)，所述钢绞线包括位于岩体内的内钢绞线(1a)和伸出所述锚具(3)外侧的外锚头钢绞线(1b)，其特征在于：所述外锚头钢绞线(1b)四周套设有端部设置有法兰(4)的圆柱形保护罩(5)，所述法兰(4)通过螺栓连接在所述钢垫板(2)上，所述保护罩(5)顶壁上设置有第一排气管(6)和第一进油口(7)，所述保护罩(5)上部设置有补给油箱(8)，所述补给油箱(8)底壁上设置有出油口(9)，所述补给油箱(8)通过补给油箱支撑架(10)固定于所述钢垫板(2)上，所述补给油箱(8)顶壁上设置有第二排气管(11)和第二进油口(12)，所述第一进油口(7)和出油口(9)通过指示管(13)相连。

2.根据权利要求1所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：所述第二排气管(11)为倒U形结构，所述第二排气管(11)的内径为10mm。

3.根据权利要求2所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：第二排气管(11)的管口配设有排气管螺帽盖(14)，所述排气管螺帽盖(14)上设置有三个直径为1mm的排气孔。

4.根据权利要求1或2或3所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：所述法兰(4)与所述钢垫板(2)之间设置有橡胶垫片(15)，所述橡胶垫片(15)的厚度为3mm。

5.根据权利要求4所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：所述补给油箱(8)的底部两侧对称设置有两个带螺栓孔(16)的连接耳板(17)。

6.根据权利要求5所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：所述补给油箱支撑架(10)包括连接板(18)和与所述连接板(18)垂直设置的支撑板(19)，所述连接板(18)通过螺栓固定在所述钢垫板(2)上，所述支撑板(19)通过连接耳板(17)的螺栓孔(16)与补给油箱(8)螺栓连接。

7.根据权利要求6所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：所述连接板(18)和支撑板(19)的厚度均为5mm。

8.根据权利要求7所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：所述指示管(13)的内径为15mm。

9.根据权利要求8所述的锚索外锚头钢绞线保护装置，其特征在于：所述第一排气管(6)的管口和所述第二进油口(12)均配设有螺帽盖(20)。

10.根据权利要求9所述的锚索外锚头钢绞线保护装置的安装方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)构件制作与防腐处理：根据实际锚索吨位，制造相应构件，并对构件的外露部分涂刷防腐油漆；

2)安装保护罩(5)：当锚索安装完成后，将保护罩(5)通过法兰(4)与钢垫板2进行螺栓连接，保护罩(5)与钢垫板(2)中间放置橡胶垫片(15)；

3)安装补给油箱支撑(10)：通过螺栓将连接板(18)与钢垫板(2)进行连接；

4)安装指示管(13)：当补给油箱支撑(10)安装完成后，将补给油箱(8)置于支撑板(19)的中心部位，根据第一进油口(7)和出油口(9)的高度差，确定指示管(13)的长度，将指示管(13)的两端分别连接第一进油口(7)和出油口(9)，并用喉箍对指示管(13)的两端进行紧固；

5)补给油箱(8)固定：当指示管(13)安装完成后，确保各部位安装稳固，通过补给油箱(8)底部的两个连接耳板(17)，将补给油箱(8)螺栓固定于支撑板(19)上；

6)人工注油：通过第二进油口(12)将油体首先注入保护罩(5)，当保护罩(5)注满后，将螺帽盖(20)盖在第一排气管(6)上进行密实，继续注油直至补给油箱(8)被注满，此时对第二排气管(11)安装排气管螺帽盖(14)，对第二进油口(12)安装螺帽盖(20)。