CN108915742A - 岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构及施工方法，旨在解决锚杆支护上安装的钢筋应力计受环境的影响，施工振动、环境振动等通过锚杆及砂浆传导到钢筋应力计，影响检测的准确度，甚至会使钢筋应力计与钢筋主筋脱离，导致钢筋应力计失效的不足。该发明包括由钢筋混凝土浇筑而成的锚杆本体，锚杆本体内靠近外端的钢筋上连接钢筋应力计，钢筋应力计外套装有用于隔离混凝土和钢筋应力计的隔离套，隔离套前后两端均紧密套装在钢筋外壁上，隔离套前端设置在钢筋应力计前方，隔离套后端设置在钢筋应力计后方。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚杆支护技术，更具体地说，它涉及一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构及施工方法。
背景技术
锚杆支护是指在岩土工程如边坡、深基坑、隧道等中采用的一种加固支护方式。锚杆一般采用钢筋，插入钻孔中，通过在孔内全长灌注水泥砂浆，把锚杆体全长与岩体粘结在一起，使锚杆体与岩体共同受力，通过锚杆体穿过岩层进入坚硬土层，实现锚杆对岩层的锚固支护作用。为了分析锚杆的受力情况以便判断工程项目的安全性，全长粘结锚杆通常需要测定锚杆钢筋的应力，目前常用的测量设备为钢筋应力计。但是由于工地现场环境复杂，各种施工振动、环境振动等通过锚杆及砂浆传导到钢筋应力计，影响检测的准确度，甚至会使钢筋应力计与钢筋主筋脱离，导致钢筋应力计失效。但是，目前尚没有保护全长粘结锚杆钢筋应力计的有效方法。
发明内容
本发明克服了锚杆支护上安装的钢筋应力计受环境的影响，施工振动、环境振动等通过锚杆及砂浆传导到钢筋应力计，影响检测的准确度，甚至会使钢筋应力计与钢筋主筋脱离，导致钢筋应力计失效的不足，提供了一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构及施工方法，施工振动、环境振动不会通过锚杆及砂浆传导到钢筋应力计上，保证了检测的准确度 避免钢筋应力计与钢筋主筋脱离，防止钢筋应力计失效。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，包括由钢筋混凝土浇筑而成的锚杆本体，锚杆本体内靠近外端的钢筋上连接钢筋应力计，钢筋应力计外套装有用于隔离混凝土和钢筋应力计的隔离套，隔离套前后两端均紧密套装在钢筋外壁上，隔离套前端设置在钢筋应力计前方，隔离套后端设置在钢筋应力计后方。
锚杆倾斜设置在岩体中，首先在岩体上钻孔，然后在钻孔中插装钢筋，作用浇筑混凝土形成锚杆，岩体外壁上浇筑水泥土搅拌桩和围护桩，并在围护桩上浇喷射砼，锚杆穿出喷射砼。钢筋应力计外部套装有隔离套，锚杆本体浇筑完成凝固后，钢筋应力计被隔离套隔开，不会与混凝土浇筑在一起，施工振动、环境振动不会通过锚杆及砂浆传导到钢筋应力计上，保证了检测的准确度 避免钢筋应力计与钢筋主筋脱离，防止钢筋应力计失效。
作为优选，钢筋上与钢筋应力计连接位置断开，钢筋断开的两端分别与钢筋应力计的两端焊接。这种连接方式连接方便可靠。
作为优选，隔离套为PVC管，PVC管内壁与钢筋应力计外壁之间设有隔离间隙；PVC管前后两端均安装有环形木塞，环形木塞紧密安装在PVC管和钢筋之间。PVC管作为隔离套，施工便捷，成本低，环形木塞便于对PVC管的安装定位，同时防止混凝土进入隔离间隙。
另一种方案，隔离套为气囊套，气囊套两端套装在钢筋外壁上，气囊套上连通充气管，充气管伸出锚杆本体外端。
采用气囊套作为隔离套，在混凝土浇筑完成未凝固前，通过充气管向气囊套内充入高压气体，使气囊套鼓出隔开钢筋应力和混凝土，钢筋应力计外壁悬空。防止振动通过混凝土传递到钢筋应力计上。以气囊套作为隔离套，在浇筑混凝土时，气囊套处于干瘪状态，占用空间小，有利于混凝土向钻孔内流动，加快浇筑速度。
作为优选，气囊套为双层结构，包括内层套和外层套，内层套和外层套前端连接呈一体结构，内层套和外层套后端连接呈一体结构，充气管与内层套和外层套之间的腔体连通，气囊套前后两端收拢到钢筋外壁位置且紧密套装在钢筋外壁上。双层结构的气囊套一体成型，没有连接缝，密封性好。气囊套前后两端收拢到钢筋外壁位置且紧密套装在钢筋外壁上，有效防止混凝土流向钢筋应力计外壁。
另一种方案，气囊套为单层结构，充气管与气囊套内壁和钢筋应力计外壁之间的腔体连通，气囊套内的钢筋上靠近气囊套前后两端位置均连接气囊支护机构，气囊支护机构包括连接支座、锁紧支座、支护杆，支护杆一端铰接在连接支座上，另一端设有弧形的支护头，支护杆和连接支座之间安装扭簧；锁紧支座上设有锁紧槽，锁紧槽一侧壁上设有安装孔，安装孔中滑动安装锁紧柱，安装孔中安装定位弹簧，定位弹簧抵接在锁紧柱外壁上，锁紧柱一端抵接在支护杆上锁紧支护杆，另一端连接拉钩杆；气囊套内壁上与气囊支护机构对应设有气囊拉环，拉钩杆连接在气囊拉环上。
钻孔内混凝土浇筑完成后马上通过充气管向气囊套内充入高压气体，气囊套向外涨开，从而使钢筋应力计外壁与气囊套内壁之间形成隔离间隙，在气囊套的拉动下拉钩杆将限位杆向外拉动，从而使锁紧柱脱离支护杆，支护杆在扭簧作用下向外转动，支护头抵接在气囊套外壁上对气囊套进行支护；待混凝土完全凝固后，通过充气管对气囊套进行放气，使气囊套内的气压与外部环境气压一致。气囊套涨开后，气囊支护机构起到了很好的支护作用，便于撑开气囊套，给钢筋应力计提供足够的悬置空间。
作为优选，连接支座上设有挡板和限位板，支护杆端部设置在挡板和限位板之间，限位板上设有避让槽，避让槽一侧壁上设有滑孔，滑孔中滑动安装用于限位支护杆的限位头，限位头底面和滑孔底面之间安装复位弹簧，限位头端部下表面设有倾斜设置的导向面。
支护杆锁紧失效，向外转动时，支护杆抵接到限位头上，使限位头向滑孔中移动，待支护杆完全撑开后，限位头在复位弹簧作用下进行复位，从而使支护杆限位在挡板和限位头之间，确保了支护杆的平稳支护。
作为优选，气囊套前后两端均设有向内翻的密封翻边和向外翻的锁紧翻边，锁紧翻边和密封翻边均呈环形结构，锁紧翻边和密封翻边均密封套装在钢筋外壁上，锁紧翻边外壁上连接锁紧环。
气囊套冲完气后，气压作用在密封翻边的内壁上，从而使密封翻边紧密套装在钢筋外壁上，锁紧翻边通过锁紧环紧密安装在钢筋外壁上，密封性好。
一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构的施工方法，第一步，将两环形木塞和PVC管套装到锚杆本体的钢筋上，再将钢筋应力计两端焊接在钢筋上，然后滑动PVC管和环形木塞，使PVC管将钢筋应力计完全套住，将两环形木塞分别塞住PVC管的两端；第二步，将钢筋安装到用于浇筑锚杆本体的钻孔中；第三步，将混凝土浇筑锚杆本体的钻孔内，从而形成锚杆。
一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构的施工方法，第一步，将钢筋应力计两端焊接在钢筋上；第二步，在钢筋上钢筋应力计前后两端连接气囊支护机构，锁紧柱抵接在支护杆上锁紧支护杆；第三步，将气囊套套装到钢筋应力计上，使钢筋应力计和气囊支护机构完全包裹在气囊套内，将拉钩杆端部钩到气囊拉环上；第四步，将钢筋安装到用于浇筑锚杆本体的钻孔中；第五步，将混凝土浇筑在锚杆本体的钻孔内，浇筑完成后马上通过充气管向气囊套内充入高压气体，气囊套向外涨开，从而使钢筋应力计外壁与气囊套内壁之间形成隔离间隙，在气囊套的拉动下拉钩杆将限位杆向外拉动，从而使锁紧柱脱离支护杆，支护杆在扭簧作用下向外转动，支护头抵接在气囊套外壁上对气囊套进行支护；第六步，待混凝土完全凝固后，通过充气管对气囊套进行放气，使气囊套内的气压与外部环境气压一致。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）施工振动、环境振动不会通过锚杆及砂浆传导到钢筋应力计上，保证了检测的准确度 避免钢筋应力计与钢筋主筋脱离，防止钢筋应力计失效；（2）以气囊套作为隔离套，在浇筑混凝土时，气囊套处于干瘪状态，占用空间小，有利于混凝土向钻孔内流动，加快浇筑速度。
附图说明
图1是本发明的工作状态的结构示意图；
图2是本发明的实施例1的结构示意图；
图3是本发明的实施例2的结构示意图；
图4是本发明的实施例3的结构示意图；
图5是本发明的实施例3的连接支座的连接结构示意图；
图6是本发明的实施例3的锁紧支座的连接结构示意图；
图中：1、锚杆本体，2、钢筋，3、钢筋应力计，4、隔离套，5、隔离间隙，6、环形木塞，7、充气管，8、内层套，9、外层套，10、气囊支护机构，11、连接支座，12、锁紧支座，13、支护杆，14、支护头，15、锁紧槽，16、锁紧柱，17、定位弹簧，18、拉钩杆，19、气囊拉环，20、挡板，21、限位板，22、避让槽，23、限位头，24、复位弹簧，25、密封翻边，26、锁紧翻边，27、锁紧环，28、水泥土搅拌桩，29、围护桩、30、喷射砼。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1：一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构（参见附图1、附图2），包括由钢筋混凝土浇筑而成的锚杆本体1，锚杆本体内靠近外端的钢筋2上连接钢筋应力计3，钢筋应力计外套装有用于隔离混凝土和钢筋应力计的隔离套4，隔离套前后两端均紧密套装在钢筋外壁上，隔离套前端设置在钢筋应力计前方，隔离套后端设置在钢筋应力计后方。钢筋上与钢筋应力计连接位置断开，钢筋断开的两端分别与钢筋应力计的两端焊接。隔离套为PVC管，PVC管内壁与钢筋应力计外壁之间设有隔离间隙5；PVC管前后两端均安装有环形木塞6，环形木塞紧密安装在PVC管和钢筋之间。钢筋应力计上的导线穿过环形木塞、混凝土到锚杆本体外端。
锚杆倾斜设置在岩体中，首先在岩体上钻孔，然后在钻孔中插装钢筋，作用浇筑混凝土形成锚杆，岩体外壁上浇筑水泥土搅拌桩28和围护桩29，并在围护桩上浇喷射砼30，锚杆穿出喷射砼。钢筋应力计外部套装有隔离套，锚杆本体浇筑完成凝固后，钢筋应力计被隔离套隔开，不会与混凝土浇筑在一起，施工振动、环境振动不会通过锚杆及砂浆传导到钢筋应力计上，保证了检测的准确度 避免钢筋应力计与钢筋主筋脱离，防止钢筋应力计失效。
一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构的施工方法，第一步，将两环形木塞和PVC管套装到锚杆本体的钢筋上，再将钢筋应力计两端焊接在钢筋上，然后滑动PVC管和环形木塞，使PVC管将钢筋应力计完全套住，将两环形木塞分别塞住PVC管的两端；第二步，将钢筋安装到用于浇筑锚杆本体的钻孔中；第三步，将混凝土浇筑锚杆本体的钻孔内，从而形成锚杆。
实施例2：一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构（参见附图3），其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中隔离套为气囊套，气囊套两端套装在钢筋外壁上，气囊套上连通充气管7，充气管伸出锚杆本体外端，充气管上安装控制阀。
气囊套为双层结构，包括内层套8和外层套9，内层套和外层套前端连接呈一体结构，内层套和外层套后端连接呈一体结构，充气管与内层套和外层套之间的腔体连通，气囊套前后两端收拢到钢筋外壁位置且紧密套装在钢筋外壁上。其它结构与实施例1相同。采用气囊套作为隔离套，在混凝土浇筑完成未凝固前，通过充气管向气囊套内充入高压气体，使气囊套鼓出隔开钢筋应力和混凝土，钢筋应力计外壁悬空。防止振动通过混凝土传递到钢筋应力计上。以气囊套作为隔离套，在浇筑混凝土时，气囊套处于干瘪状态，占用空间小，有利于混凝土向钻孔内流动，加快浇筑速度。双层结构的气囊套一体成型，没有连接缝，密封性好。气囊套前后两端收拢到钢筋外壁位置且紧密套装在钢筋外壁上，有效防止混凝土流向钢筋应力计外壁。
实施例3：一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构（参见附图4至附图6），其结构与实施例1相似，主要不同点在于本实施例中隔离套为气囊套，气囊套两端套装在钢筋外壁上，气囊套上连通充气管7，充气管伸出锚杆本体外端，充气管上安装控制阀。
气囊套为单层结构，充气管与气囊套内壁和钢筋应力计外壁之间的腔体连通，气囊套内的钢筋上靠近气囊套前后两端位置均连接气囊支护机构10，气囊支护机构包括连接支座11、锁紧支座12、支护杆13，支护杆一端铰接在连接支座上，另一端设有弧形的支护头14，支护杆和连接支座之间安装扭簧；连接支座上设置连接轴，支护杆转动安装在连接轴上，扭簧套装在连接轴上，扭簧两端分别抵接在支护杆和连接支座上。锁紧支座上设有锁紧槽15，锁紧槽一侧壁上设有安装孔，安装孔中滑动安装锁紧柱16，安装孔中安装定位弹簧17，定位弹簧抵接在锁紧柱外壁上，锁紧柱一端抵接在支护杆上锁紧支护杆，另一端连接拉钩杆18；气囊套内壁上与气囊支护机构对应设有气囊拉环19，拉钩杆连接在气囊拉环上。连接支座上设有挡板20和限位板21，支护杆端部设置在挡板和限位板之间，限位板上设有避让槽22，避让槽一侧壁上设有滑孔，滑孔中滑动安装用于限位支护杆的限位头23，限位头底面和滑孔底面之间安装复位弹簧24，限位头端部下表面设有倾斜设置的导向面。气囊套前后两端均设有向内翻的密封翻边25和向外翻的锁紧翻边26，锁紧翻边和密封翻边均呈环形结构，锁紧翻边和密封翻边均密封套装在钢筋外壁上，锁紧翻边外壁上连接锁紧环27。钢筋上与锁紧翻边和密封翻边连接位置涂抹密封胶。其它结构与实施例1相同。
钻孔内混凝土浇筑完成后马上通过充气管向气囊套内充入高压气体，气囊套向外涨开，从而使钢筋应力计外壁与气囊套内壁之间形成隔离间隙，在气囊套的拉动下拉钩杆将限位杆向外拉动，从而使锁紧柱脱离支护杆，支护杆在扭簧作用下向外转动，支护头抵接在气囊套外壁上对气囊套进行支护；待混凝土完全凝固后，通过充气管对气囊套进行放气，使气囊套内的气压与外部环境气压一致。气囊套涨开后，气囊支护机构起到了很好的支护作用，便于撑开气囊套，给钢筋应力计提供足够的悬置空间。
一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构的施工方法，第一步，将钢筋应力计两端焊接在钢筋上；第二步，在钢筋上钢筋应力计前后两端连接气囊支护机构，锁紧柱抵接在支护杆上锁紧支护杆；第三步，将气囊套套装到钢筋应力计上，使钢筋应力计和气囊支护机构完全包裹在气囊套内，将拉钩杆端部钩到气囊拉环上；第四步，将钢筋安装到用于浇筑锚杆本体的钻孔中；第五步，将混凝土浇筑在锚杆本体的钻孔内，浇筑完成后马上通过充气管向气囊套内充入高压气体，气囊套向外涨开，从而使钢筋应力计外壁与气囊套内壁之间形成隔离间隙，在气囊套的拉动下拉钩杆将限位杆向外拉动，从而使锁紧柱脱离支护杆，支护杆在扭簧作用下向外转动，支护头抵接在气囊套外壁上对气囊套进行支护；第六步，待混凝土完全凝固后，通过充气管对气囊套进行放气，使气囊套内的气压与外部环境气压一致。
以上所述的实施例只是本发明的三种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，包括由钢筋混凝土浇筑而成的锚杆本体，其特征是，锚杆本体内靠近外端的钢筋上连接钢筋应力计，钢筋应力计外套装有用于隔离混凝土和钢筋应力计的隔离套，隔离套前后两端均紧密套装在钢筋外壁上，隔离套前端设置在钢筋应力计前方，隔离套后端设置在钢筋应力计后方。
2.根据权利要求1所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，其特征是，钢筋上与钢筋应力计连接位置断开，钢筋断开的两端分别与钢筋应力计的两端焊接。
3.根据权利要求1或2所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，其特征是，隔离套为PVC管，PVC管内壁与钢筋应力计外壁之间设有隔离间隙；PVC管前后两端均安装有环形木塞，环形木塞紧密安装在PVC管和钢筋之间。
4.根据权利要求1或2所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，其特征是，隔离套为气囊套，气囊套两端套装在钢筋外壁上，气囊套上连通充气管，充气管伸出锚杆本体外端。
5.根据权利要求4所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，其特征是，气囊套为双层结构，包括内层套和外层套，内层套和外层套前端连接呈一体结构，内层套和外层套后端连接呈一体结构，充气管与内层套和外层套之间的腔体连通，气囊套前后两端收拢到钢筋外壁位置且紧密套装在钢筋外壁上。
6.根据权利要求4所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，其特征是，气囊套为单层结构，充气管与气囊套内壁和钢筋应力计外壁之间的腔体连通，气囊套内的钢筋上靠近气囊套前后两端位置均连接气囊支护机构，气囊支护机构包括连接支座、锁紧支座、支护杆，支护杆一端铰接在连接支座上，另一端设有弧形的支护头，支护杆和连接支座之间安装扭簧；锁紧支座上设有锁紧槽，锁紧槽一侧壁上设有安装孔，安装孔中滑动安装锁紧柱，安装孔中安装定位弹簧，定位弹簧抵接在锁紧柱外壁上，锁紧柱一端抵接在支护杆上锁紧支护杆，另一端连接拉钩杆；气囊套内壁上与气囊支护机构对应设有气囊拉环，拉钩杆连接在气囊拉环上。
7.根据权利要求6所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，其特征是，连接支座上设有挡板和限位板，支护杆端部设置在挡板和限位板之间，限位板上设有避让槽，避让槽一侧壁上设有滑孔，滑孔中滑动安装用于限位支护杆的限位头，限位头底面和滑孔底面之间安装复位弹簧，限位头端部下表面设有倾斜设置的导向面。
8.根据权利要求6所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构，其特征是，气囊套前后两端均设有向内翻的密封翻边和向外翻的锁紧翻边，锁紧翻边和密封翻边均呈环形结构，锁紧翻边和密封翻边均密封套装在钢筋外壁上，锁紧翻边外壁上连接锁紧环。
9.一种权利要求3所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构的施工方法，其特征是，第一步，将两环形木塞和PVC管套装到锚杆本体的钢筋上，再将钢筋应力计两端焊接在钢筋上，然后滑动PVC管和环形木塞，使PVC管将钢筋应力计完全套住，将两环形木塞分别塞住PVC管的两端；第二步，将钢筋安装到用于浇筑锚杆本体的钻孔中；第三步，将混凝土浇筑锚杆本体的钻孔内，从而形成锚杆。
10.一种权利要求6所述的岩体隧道全粘结锚杆应力计的隔离结构的施工方法，其特征是，第一步，将钢筋应力计两端焊接在钢筋上；第二步，在钢筋上钢筋应力计前后两端连接气囊支护机构，锁紧柱抵接在支护杆上锁紧支护杆；第三步，将气囊套套装到钢筋应力计上，使钢筋应力计和气囊支护机构完全包裹在气囊套内，将拉钩杆端部钩到气囊拉环上；第四步，将钢筋安装到用于浇筑锚杆本体的钻孔中；第五步，将混凝土浇筑在锚杆本体的钻孔内，浇筑完成后马上通过充气管向气囊套内充入高压气体，气囊套向外涨开，从而使钢筋应力计外壁与气囊套内壁之间形成隔离间隙，在气囊套的拉动下拉钩杆将限位杆向外拉动，从而使锁紧柱脱离支护杆，支护杆在扭簧作用下向外转动，支护头抵接在气囊套外壁上对气囊套进行支护；第六步，待混凝土完全凝固后，通过充气管对气囊套进行放气，使气囊套内的气压与外部环境气压一致。
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