[实用新型]便于监测轴力的中空注浆锚杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道及地下工程领域，尤其涉及一种便于监测轴力的中空注浆锚杆。

背景技术

目前，传统的锚杆一般由锚杆体、止浆塞、钻头构成，在锚杆轴力监测过程中常用振弦式钢筋轴力计和粘贴电阻应变片两种方式。其中，应用振弦式钢筋轴力计时需要将原有锚杆截断，在原有锚杆中间焊接轴力计，由于轴力计所用材料与锚杆所用钢材很难完全一致，因此其所测的轴力并非原有锚杆的轴力，其轴力值对工程施工的指导意义非常有限；而利用粘贴电阻应变片方式时，在施工过程中锚杆钻进岩土体，锚杆体表面与岩土体发生剧烈摩擦，导致电阻应变片成活率非常低。可以说，现有的锚杆轴力监测手段存在诸多弊端，设备可操作性差，所测轴力值误差较大，已严重制约着隧道及地下工程技术的进一步发展。因此，亟需对传统的锚杆及其监测方法进行优化改造。

实用新型内容

针对传统锚杆监测轴力过程中存在的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种便于监测轴力的中空注浆锚杆，采用中空注浆锚杆，中空注浆锚杆内部贯穿设有轴向注浆中心通孔，利用轴向注浆中心通孔内的环氧树脂胶将分布式光纤与锚杆体粘结为一体，通过监测分布式光纤应变值以准确反映锚杆轴力变化情况，其具有监测精度高、结构简单、使用方便、成本较低、经济效益高等优点。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种便于监测轴力的中空注浆锚杆，包括中空螺纹锚杆体、螺母、垫板、止浆塞、钻头、分布式光纤和环氧树脂胶，所述中空螺纹锚杆体内部沿长度方向贯穿设有轴向注浆中心通孔，所述中空螺纹锚杆体的轴向注浆中心通孔中设有用于监测中空注浆锚杆轴力大小的分布式光纤；所述中空螺纹锚杆体头端端部安装有钻头，所述钻头封闭轴向注浆中心通孔的该端孔口；所述中空螺纹锚杆体尾端设有止浆塞，所述中空螺纹锚杆体外侧壁上设有外螺纹，所述中空螺纹锚杆体尾端螺纹套装连接有螺母，所述螺母与止浆塞之间紧密配合安装有垫板；所述分布式光纤一端端部靠近中空螺纹锚杆体的头端端部，所述分布式光纤另一端端部从中空螺纹锚杆体尾端处伸出轴向注浆中心通孔；所述中空螺纹锚杆体的轴向注浆中心通孔中密闭灌满环氧树脂胶。

为了更好地实现本实用新型，所述钻头内部具有与中空螺纹锚杆体头端外螺纹相配合螺纹连接的内螺纹孔，所述钻头顶部具有锥形形状的钻尖部。

作为优选，所述螺母靠近中空螺纹锚杆体尾端一侧，所述止浆塞靠近中空螺纹锚杆体头端一侧；所述垫板与止浆塞相接触的一面为大头端面，所述垫板与螺母相接触的一面为小头端面，所述垫板从大头端面至小头端面圆弧过渡。

本实用新型优选的分布式光纤结构技术方案如下：所述分布式光纤包括应变感测光缆和紧密包裹于应变感测光缆的护套，所述应变感测光缆用于监测中空注浆锚杆的轴力大小，所述应变感测光缆与护套之间还封装有聚氨酯弹性材料保护层。

为了防止环氧树脂胶从中空螺纹锚杆体尾端的轴向注浆中心通孔的孔口处流出，所述中空螺纹锚杆体尾端安装有微型止浆塞，所述微型止浆塞封闭轴向注浆中心通孔靠近中空螺纹锚杆体尾端的该端孔口。

作为优选，所述分布式光纤的直径为2mm，重量为2kg/km。

作为优选，所述中空螺纹锚杆体由Q235钢材料制造，中空螺纹锚杆体的外径为28mm，中空螺纹锚杆体的轴向注浆中心通孔直径为18mm，中空螺纹锚杆体的抗拉力不小于190KN。

作为优选，所述环氧树脂胶为环氧树脂与固化剂按质量比5:1进行均匀混合而得，环氧树脂胶的粘度为900～1300Pa·s，环氧树脂胶的初固时间为4～6小时，并且环氧树脂胶在24小时内达到最佳粘接效果。

本实用新型较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型采用中空注浆锚杆，中空注浆锚杆内部贯穿设有轴向注浆中心通孔，利用轴向注浆中心通孔内的环氧树脂胶将分布式光纤与锚杆体粘结为一体，通过监测分布式光纤应变值以准确反映锚杆轴力变化情况，其具有监测精度高、结构简单、使用方便、成本较低、经济效益高等优点。

(2)本实用新型的中空螺纹锚杆体上设有止浆塞，有利于控制环氧树脂胶的注浆量控制，在轴向注浆中心通孔靠近中空螺纹锚杆体尾端的孔口处设有微型止浆塞，可以起到防止环氧树脂胶从中空螺纹锚杆体尾端的轴向注浆中心通孔的孔口处溢出。

(3)本实用新型的螺母与止浆塞之间紧密安装有垫板，垫板使得止浆塞密闭性能更佳。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，附图中的附图标记所对应的名称为：