[发明专利]一种针对深大滑坡超长锚固的预应力锚索锚固端装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种锚索锚固端装置，属于岩土工程预应力锚索锚固领域，具体涉及一种针对深大滑坡超长锚固的预应力锚索锚固端装置，主要适用于深大滑坡的瞬时或永久性锚固支护。

背景技术

近年来，随着经济的不断发展，一些高速公路等工程的建设正逐步向西部偏远山区迈进，类似工程不可避免的要穿越大型山体滑坡，随之而来的对于山区深大滑坡的稳定性支护也逐渐吸引了人们的注意。

预应力锚索因其锚固深度大、能提供主动支护力等优点，普遍应用于滑坡的稳定性支护。预应力锚索按其锚固力产生机制可分为机械型锚索和黏结型锚索，无论基于何种机制的锚索，其锚固过程需解决的基本问题均为“装置扎根”及“支护时间”，即如何将装置稳固在洞壁围岩中以提供足够的稳定预应力、如何减少施工时间以配合最优支护时机，现存针对锚索的优化设计也大都基于这两个方面。传统的预应力锚索对于短距离的锚固取得不错效果，但随工程建设向偏远山区的逐步深入，一些深大滑坡的超长支护被越来越多的涉及，传统的预应力锚索已经难以满足类似工程需求，如何对该类滑坡进行有效支护已成为目前急待解决的问题。

当锚索长度较长时(如三峡大坝的建设中个别锚索达到了近八十米),由于岩体本身的不确定性,锚索体有可能穿过岩体严重破裂区，此时使用传统注浆锚索注浆时往往会造成浆液不明缘由的大量流失；并且一旦钢索体较长易出现部分黏结段拉应力集中而使注浆体被拉裂,并且由此造成的往往是连锁性的开裂破坏，可能导致锚索预应力逐步损失减小直至完全丧失,装置存在“扎根”问题。

传统注浆锚索面临的另一个重要问题就是施工周期问题，浆液本身具有一定凝固周期会导致施工周期较长，而现代支护理论已经越来越重视到了隧道围岩支护的时机问题，对于需要考虑支护时机的围岩支护来说，注浆锚索有可能使我们失去最优支护时间，并且对于某些需要提供瞬时支护力的滑坡抢险等工程，此类注浆锚索更是无法应用。

现存针对深大滑坡超长锚固的机械式锚索一般只具有单一锚固端(即单一锚头),锚固端位于锚索体顶部并以此进行单点锚固。此类锚索仅依靠孔顶锚固端附近的围岩强度而不能充分利用孔洞全长侧壁围岩的强度,大都存在锚固力不足问题；当预应力较大时，一旦锚索顶部围岩强度不足或者锚头与围岩间的单一锚固点锚固不稳固，整个装置将全部失效。

全长多端锚固式锚索类型很少，并大都靠机械的增加锚索锚固端装置来实现的多端点锚固，装置组装多具随意性；锚固端装置安装后能否全部嵌固到洞壁当中或者各锚固端是否受力同步均匀难以保障；而实际情况往往是装置安装后常常只有部分锚固端嵌入围岩中提供锚固力，而大部分锚固端则处于自由状态，造成了材料浪费、锚固效率降低，并且各个锚固端不能够均匀同步受力极易造成个别锚固端装置被拉坏从而产生连锁效应使锚索逐步失效。

综上所述，预应力锚索在深大滑坡的超长锚固中所存在的“装置扎根”及“支护时间”问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种充分利用孔洞全长侧壁围岩强度进行多端点锚固的预应力锚索锚固端装置，通过岩体与多个锚固端间的机械嵌固力提供预应力，配合锚固端巧妙构造使预应力均匀同步承担于各锚固端，用于解决预应力锚索在深大滑坡的超长锚固中所存在的“装置扎根”及“支护时间”问题。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种针对深大滑坡超长锚固的预应力锚索锚固端装置，包括结构主体，所述结构主体沿周向均匀设有若干连接座，所述每个连接座分别与对应的嵌固杆转动连接，结构主体开有缺口以供嵌固杆顶部的锯齿穿过；

一柱状杆体设置于所述结构主体中空腔体内，所述柱状杆体与钢索体固定连接，且通过设置于自身外侧的若干组凹槽与对应嵌固杆一端的锯齿结构咬合，使得柱状杆体相对结构主体有上下位移时能使嵌固杆收拢或展开。

所述结构主体与每个嵌固杆之间分别设有弹簧，以使嵌固杆在未拉动钢索体前有向两端展开趋势；以及一限制环套于嵌固杆外部，用于限制嵌固杆的最大展开度，并使得每个嵌固杆能够同步展开。

进一步的，所述嵌固杆的锯齿端设有嵌固孔，通过固定螺母与连接座的嵌入口转动连接。工作时，嵌固杆能够随着柱状杆体的下移而被带动并绕固定螺母旋转展开从而嵌入到洞壁围岩中。

进一步的，所述柱状杆体中间开有孔洞以供钢索体穿过，下端设有连接缝，通过固定环与钢索体进行固定连接。

进一步的，装置外部涂抹有黄油，一方面黄油的润滑作用使装置更容易旋转展开,另一方面黄油能够在装置外部形成一层保护层,有效防止装置由于腐蚀作用而生锈失效。