[发明专利]一种倒垂固定装置及其固定方法

说明书

技术领域

本发明属于水电水利工程安全监测技术领域，具体是涉及一种倒垂固定装置及其固定方法。

背景技术

目前，通过设置倒垂线来监测大坝的绝对水平位移是一种非常成熟的技术手段。通常是将倒垂铟钢丝的下端与配套的锚块连接，然后将锚块下入倒垂线钻孔的孔底，并用水泥砂浆进行固结。待固定端的砂浆达到一定强度后，再将铟钢丝的上端固定在倒垂浮筒的连杆上，在浮筒内注入液压油或变器油直到铟钢丝张紧，拉力达到设计值即完成倒垂的安装。

采用上述固定方式，在倒垂安装的过程中往往会遇到以下几个问题：

(1)由于倒垂配备的锚块为金属材料，重量和体积均较大，在锚块下入到垂线钻孔的孔底过程中，需要小心匀速缓慢的下放锚块，以防铟钢丝崩断；

(2)在锚块下放到钻孔孔底后，要对锚块的位置进行调节，使其尽量处于孔底的中心，但由于孔深大、锚块重，使得这种调节非常困难，往往需要花费很长的时间；

(3)由于倒垂孔深入基岩，因此孔底往往会有一定深度的水，特别是深度较大的孔，这种情况更为明显；为保证固结效果，需要先将孔底的水抽排干净，然后立即进行灌浆，同时水泥砂浆配合比需要特别设计，否则其在水下很难保证固结的效果，达不到固定锚块的作用；另外，固结的时间也较长；

(4)由于锚块采用孔底砂浆固结的方式，因此在锚块固定后，无法进行更换，一旦铟钢丝出现崩断的情况，倒垂就会失效，造成难以挽回的损失。

为解决上述问题，公开号为CN102788575A的中国专利公开了一种活动倒垂锚块组件，该组件是将现有固定式锚块替换为活动锚块，可通过专用提升装置对其进行快速更换，解决了现有锚块无法更换的问题；在孔底设置定位卡和丁字形定位杆，可以有效地对锚块的位置进行居中调节，保证安装质量。但该活动锚块是通过自重给铟钢丝提供张紧力，因此锚块的重量很大，相应的体积也较大，譬如该专利所举实例中，对于倒垂设计浮力400N时，锚块的重量达到了80kg，锚块轴向仅圆柱体长度就达到了545mm，孔底安装总长度接近1m，因此锚块的提升在实际运用时并不容易，需要专用的工具才能实现。另外，该专利中的锚块组件均为金属材料，裸露于倒垂孔底环境下，长期使用必然会出现锈蚀的情况，而活动锚块、丁字形定位杆、连接杆一旦锈蚀，对其长期的可靠运行存在安全隐患。

发明内容

本发明针对现有倒垂固定时，因钻孔深，锚块重量和体积较大，导致下放锚块时难以控制，锚块下放后不易调整居中，砂浆固结耗时长且技术要求高，锚块固定后无法更换等问题。提供一种倒垂固定装置及其固定方法。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种倒垂固定装置，包括倒垂线护管、垂线线体、基座及磁力控制组件，所述基座设置于倒垂线护管底部，所述磁力控制组件放置在基座上，所述磁力控制组件顶部设置有锁扣，所述垂线线体通过锁扣与磁力控制组件相连，即锁扣用于固定垂线线体。

所述磁力控制组件包括条形永磁铁及对称分布在条形磁铁两侧的软磁性材料块，其中，在软磁性材料块内部中心设置有一水平向放置的圆柱体空腔，条形永磁铁设置在圆柱体空腔内。

所述条形永磁铁通过圆杆与软磁性材料块连接。

所述圆杆出露于软磁性材料块件的前端设置有控制开关，控制开关由直角角铁制成，在直角角铁上分别设置有圆孔A和圆孔B，并在圆孔A和圆孔B内各穿一根高强线。

所述软磁性材料块与条形永磁铁之间设置有间隙。

所述分布于条形永磁铁两侧的软磁性材料块之间用黄铜隔开。

垂线线体为铟钢丝。

所述基座为镀锌铁块，且外表面均为平滑面。

一种采用上述倒垂固定装置进行倒垂固定的方法，具体方法步骤如下：

第一步、安装倒垂线护管：在倒垂钻孔完成后，在垂线孔内安装的第一根镀锌倒垂线护管的底部焊接基座，然后将倒垂线护管下放到孔底，根据需要依次安装若干根倒垂线护管，直到护管全部安装完成，接着在倒垂线护管外侧进行固结灌浆，使得倒垂线护管固定于垂线孔内；

第二步、安装垂线线体：在将磁力控制装置下放到垂线孔底之前，首先将垂线线体固定连接在磁力控制组件顶部的锁扣上，并保证控制开关置于竖直位置，同时在控制开关直角角铁的圆孔A和圆孔B内各穿一根高强线，至此安装前的工作完成；