[实用新型]一种水下地锚结构

说明书

本实用新型公开了一种水下地锚结构，其包括有索体和索节，所述索体设置在水下钻孔形成的锚孔中，所述索体包括依次设置的锚固段、过渡段和自由段，所述锚孔穿过了强风化下限线，所述锚固段、过渡段位于所述强风化下限线以下的所述锚孔中，所述索体位于所述强风化下限线以上的部分为所述自由段，所述自由段伸出水下地面线与所述索节相连，所述锚固段包括多根分散的单束钢绞线，多根所述单束钢绞线在所述过渡段、自由段部位压制成一束整体钢绞线，所述锚孔中灌注有用于固定所述索体的水泥浆。本实用新型的水下地锚结构具有能承受较大变化斜拉力、能适应软弱地层条件、防腐性能好、所需投入施工设备少、施工快速、造价低、投资省等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种水下地锚结构，属于水利水电技术领域。本实用新型涉及一种用于水电站水库隔水、挡水幕墙结构的水下锚固结构。

背景技术

水电站高坝大库建成后将对库区水域和坝下游河段的水温时空分布产生重要影响。特别是春夏之交导致水库出流水温低于天然河道，下泄低温水对下游鱼类和其他水生生物繁殖等造成不利影响。为改善已建电站水库下泄水温，需采取一定的工程措施保证下游水生生物的正常生存环境。近年来，一种结构型式简单、投资相对较低的柔性挡水幕墙结构正在被提出用于治理高坝大库下泄低温水问题。低温水治理隔水幕墙是在大坝前一定位置横河向布置合适挡水高度的柔性不透水幕墙，通过幕墙阻挡下层低温水，过流表层高温水达到改善下泄水温的目的帷幕式分层取水结构。

隔水幕墙承受水压力荷载，包括动水压力和温度引起的静水压力，主要将水压力荷载通过柔性幕墙传递给纵向拉索，纵向拉索再将荷载传递至上部索塔结构和库底地锚结构。其中库底地锚结构上端用于挂置隔水幕墙纵向拉索，承受幕墙纵向拉索的拉力，其受力及结构特点有：

1）幕墙纵向拉索对地锚结构的拉力为斜拉力。隔水幕墙结构在运行使用过程中，幕墙纵向拉索下端与竖直方向存在一定夹角，幕墙纵向拉索对水下地锚结构拉力方向为斜向上方。

2）幕墙纵向拉索对地锚结构的拉力为变化力。隔水幕墙随水库水位在正常蓄水位至死水位之间变化而自动升降，幕墙及纵向拉索自适应水位变化调整其形态。不同运行水位过水断面、水流速度、压力分布均不相同，因而幕墙及纵向拉索体型形态也各不相同，传递至水下地锚结构的拉力大小和方向也均不相同。

3）幕墙纵向拉索对地锚结构的拉力量级较大。据估算，隔水幕墙挡水高度140m左右、纵向拉索按横河向间距为10m布置时，隔水幕墙纵向拉索传递至地锚结构合力的最大值约为800kN左右，分解为竖向力和水平力后，竖向力和水平力最大值可达500-600kN，远大于一般地锚结构承受的拉力量值，特别是水平拉力。

4）地锚结构上端需有用于挂置隔水幕墙纵向拉索的连接构件。

已有的地锚（锚固）结构不能满足隔水幕墙水下地锚结构要求：

1）岩石锚桩是一种常见的地锚结构，是将锚筋和砂浆(或混凝土)浇入岩石钻孔内，与岩石粘结成整体，依靠岩土体对桩体的嵌固作用而承受一定拉力的地锚结构型式。受深水水下施工条件限制，隔水幕墙岩石锚桩钻孔直径一般小于150mm（钻孔直径大于150mm时，施工钢护筒尺寸、自重等将增大，极大增加水下施工、操作难度），在该钻孔直径限制条件下岩石锚桩提供的水平拉力有限，特别地当锚桩穿过软弱、松散岩土层时因岩土体侧限抗力不足，岩石锚桩极易发生折断破坏、失效，无法适应幕墙纵向拉索对地锚结构的拉力为大小和方向均变化的复杂运行工况。

2）传统的预应力锚索结构可以承受较大轴向拉力，但不能承受较大水平力，无法适应幕墙运行的复杂工况，且锚索锚墩浇筑深水水下施工存在较大难度，其上端布置与幕墙纵向拉索的连接构件也存在困难。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种承受较大变化斜拉力的水下地锚结构，具体技术方案如下。