一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆制造技术

本技术公开一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，包括锚杆体，所述锚杆体内部中空并布设有光纤光栅应变传感器，锚杆体外部设置有螺纹且螺纹间距从上到下依次减小；锚杆体上端套接有锚杆盘并通过压盘螺母锁紧固定，锚杆体下端固定有圆锥状的钻头。该锚杆能够基于锚杆的支护功能，实现应变连续监测，从而实现对围岩稳定性判断预警。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及隧道支护结构变形预警，具体涉及一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆。

技术介绍

1、目前在隧道改扩建过程中，对既有隧道的二次衬砌结构都会进行部分保留，因此在施工时必须对原衬砌结构应进行预加固处理。通常采用锚杆对原二衬结构进行预加固处理，但由于对既有隧道二次衬砌的部分拆除以及对于新隧道的建设，都会对围岩造成扰动，从而导致二衬衬砌结构的变形。因此在施工的过程中不仅仅要对其进行预加固，还要对其产生的变形进行预警，以保障施工安全。

2、中国技术专利cn202221006316.8公开一种改建隧道新旧支护结构局部大变形预警装置，包括预警电路、固定圆锥和锁紧卡盘；所述预警电路包括电源、警报灯、用于串联电源和警报灯的导线，电源和警报灯均位于旧隧道衬砌或新隧道衬砌内，部分导线固定在固定圆锥上并由固定圆锥锚定在旧隧道衬砌或新隧道衬砌外部的围岩中，锁紧卡盘固定在导线上且位于围岩变形极限允许位置，围岩变形至极限允许位置时，锁紧卡盘被旧隧道衬砌或新隧道衬砌挤压并拉断导线。本技术结构简单，能够实现隧道改建中围岩大变形的快速报警。

3、然上述预警装置对衬砌支护结构加固有限，不能在预警的同时起到很好的加固作用，并且锁紧卡盘很难精准固定，易导致报警过早或过晚，可靠性不佳，灯灭后很难及时发现，不利于施工现场安全生产。因此，有必要结合既有隧道改扩建现场实际情况，设计开发一种既能起支护作用同时又能预警二衬结构大变形的装置。

技术实现思路

1、本技术公开一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，以实现对既有隧道二次衬砌结构变形预警，保证施工安全。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，包括锚杆体，所述锚杆体内部中空并布设有光纤光栅应变传感器，锚杆体外部设置有螺纹且螺纹间距从上到下依次减小；锚杆体上端套接有锚杆盘并通过压盘螺母锁紧固定，锚杆体下端固定有圆锥状的钻头。

4、为方便进行数据获取和预警，本技术还包括光纤光栅解调仪、数据对比分析处理平台和移动终端，所述光纤光栅解调仪一端与光纤光栅应变传感器连接，另一端与数据对比分析处理平台连接，数据对比分析处理平台另一端与移动终端连接。

5、数据对比分析处理平台包括数据接收模块、数据处理模块、数据发射模块以及电源模块，数据处理模块分别与数据接收模块和数据发射模块连接，电源模块用于向数据接收模块、数据处理模块和数据发射模块供电。

6、移动终端为智能手机或笔记本电脑中的一种，智能手机和笔记本电脑与数据对比分析处理平台无线通信。

7、为延长使用寿命，锚杆体外壁上还涂有防腐涂层。

8、与现有技术相比，本技术具有如下有益效果：

9、本技术所述锚杆，在提高锚杆抗拔力和侧拉力的同时，通过在锚杆体内布设光纤光栅应变传感器，实时监测锚杆在支护状态下应力应变，获取锚杆体的变形和伸长量，从而根据锚杆的变形推算围岩体内部的变形与应力，达到最终评价加固效果及围岩稳定性的目的，实现对支护结构变形和围岩失稳的早期预警。

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【技术保护点】

1.一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，其特征在于，包括锚杆体（1），所述锚杆体（1）内部中空并布设有光纤光栅应变传感器（4），锚杆体（1）外部设置有螺纹（6）且螺纹间距从上到下依次减小；锚杆体（1）上端套接有锚杆盘（3）并通过压盘螺母（2）锁紧固定，锚杆体（1）下端固定有圆锥状的钻头（5）。

2.如权利要求1所述一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，其特征在于，还包括光纤光栅解调仪（7）、数据对比分析处理平台（8）和移动终端（9），所述光纤光栅解调仪（7）一端与光纤光栅应变传感器（4）连接，另一端与数据对比分析处理平台（8）连接，数据对比分析处理平台（8）另一端与移动终端（9）连接。

3.如权利要求2所述一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，其特征在于，所述数据对比分析处理平台（8）包括数据接收模块（81）、数据处理模块（82）、数据发射模块（83）以及电源模块（84），所述数据处理模块（82）分别与数据接收模块（81）和数据发射模块（83）连接，所述电源模块（84）用于向数据接收模块（81）、数据处理模块（82）和数据发射模块（83）供电。

4.如权利要求2所述一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，其特征在于，所述移动终端（9）为智能手机或笔记本电脑中的一种，智能手机和笔记本电脑与数据对比分析处理平台（8）无线通信。

5.如权利要求1所述一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，其特征在于，所述锚杆体（1）外壁上涂有防腐涂层。

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【技术特征摘要】

1.一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，其特征在于，包括锚杆体（1），所述锚杆体（1）内部中空并布设有光纤光栅应变传感器（4），锚杆体（1）外部设置有螺纹（6）且螺纹间距从上到下依次减小；锚杆体（1）上端套接有锚杆盘（3）并通过压盘螺母（2）锁紧固定，锚杆体（1）下端固定有圆锥状的钻头（5）。

2.如权利要求1所述一种可预警二次衬砌结构大变形的锚杆，其特征在于，还包括光纤光栅解调仪（7）、数据对比分析处理平台（8）和移动终端（9），所述光纤光栅解调仪（7）一端与光纤光栅应变传感器（4）连接，另一端与数据对比分析处理平台（8）连接，数据对比分析处理平台（8）另一端与移动终端（9）连接。

3.如权利要求2所述一种可预...

【专利技术属性】
技术研发人员：张义明，徐汶瀚，曹生慧，吴文涛，吴红刚，闫忠伟，李永强，于文涛，杨昊天，赖国泉，尹威江，宁峙名，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：