一种聚能切割型可回收预应力锚索及其使用方法与流程

1.本发明涉及锚索施工技术领域，具体涉及一种聚能切割型可回收预应力锚索及其使用方法。


背景技术：

2.基坑支护特别是深基坑支护工程，预应力锚索装置作为临时支护体系的一个重要部分时常被采用。在基坑支护工程中，锚索使用的钢绞线通常是不能够回收的，这不但需要消耗大量的钢(筋)绞线等材料，造成极大浪费；而且这些留在地下的钢绞线会对周边建筑物的后期建设产生不良影响。因此，可回收锚索越来越受到人们的重视和青睐。但现有的可回收锚索装置存在以下不足：一、设计结构复杂，成本高；二、回收难度大，回收率低；三、回收操作复杂，现场不易操作，甚至需要专用的辅助工具才可以将钢绞线抽出。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提出一种聚能切割型可回收预应力锚索及其使用方法，以解决背景技术中所述的技术问题。
4.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：一种聚能切割型可回收预应力锚索，包括钢绞线、防护套管、锚固板、环形聚能切割器和锁线器，所述钢绞线沿锚杆钻孔轴线设置，其内侧端贯穿锚固板并通过锁线器固定，其外侧端延伸至锚杆钻孔之外并通过外部锁具锁定，且其位于锚固板外侧的部分于靠近锚固板的位置套设有环形聚能切割器；所述防护套管通长套设在锚固板与外部锁具之间的钢绞线上，并在该段钢绞线外侧形成一密封空间将其与外部锚固体材料隔开，避免钢绞线与锚固体材料直接接触，导致钢绞线被凝固在锚固体材料中无法抽出；所述环形聚能切割器包括套设在钢绞线上的约束外壳，所述约束外壳内部装填有炸药，其内侧面为内凹设置的v型聚能切割槽，且其外侧面开设的管座孔内穿设有雷管引线，所述雷管引线一端埋入炸药内，另一端沿防护套管形成的密封空间延伸至锚杆钻孔孔口处。
5.优选地，所述锁线器包括固定在锚固板内侧面上的套筒，所述套筒内部开设有尖端朝外的锥形空腔，且其末端设置有密封帽，所述钢绞线内侧端贯穿锚固板并延伸至锥形空腔内，且锥形空腔内于钢绞线周侧按圆形阵列间隔插设有若干块楔形夹片，所述楔形夹片尖端朝外，且其贴紧钢绞线的内侧面与钢绞线上对应设置有啮合齿，所述密封帽螺纹安装于套筒末端，并将钢绞线和楔形夹片密封在锥形空腔内。
6.优选地，所述楔形夹片靠近密封帽的一端开设有安装槽，且若干个楔形夹片的安装槽位于同一圆周上，所述安装槽内安装有将楔形夹片向钢绞线聚拢的紧固圈。
7.优选地，所述钢绞线内侧端设置有墩头，所述墩头与钢绞线一体相连并抵靠在楔形夹片末端，当钢绞线受拉时，膨大设置的墩头卡在楔形夹片末端并将楔形夹片压向锥形
空腔尖端，进而使得楔形夹片进一步夹紧钢绞线，有效防止了钢绞线的意外脱出，同时提高了可施加在钢绞线上的预应力值。
8.优选地，所述雷管引线设有两条，且两条雷管引线分别通过不同的管座孔安装在约束外壳上，两条雷管引线一主一备，避免了因雷管失效导致钢绞线无法回收的问题。
9.优选地，为提高切割效果，所述v型聚能切割槽的开口角度介于80-101
°
之间。
10.优选地，为方便防护套管的安装，所述防护套管通过连接件与锚固板固定相连，所述连接件一端与锚固板焊接固定，另一端通过锚钉与防护套管连为一体。
11.优选地，所述约束外壳和紧固圈分别由金属材料和弹性皮筋制成。
12.另外，本发明还提供了上述一种聚能切割型可回收预应力锚索的使用方法，包括以下步骤：步骤一，将钢绞线安装至锚固板上，在其靠近锚固板的外露端部采用钢绞线墩头机设置墩头，并通过锁线器固定，安装时，拧下密封帽，将钢绞线的末端依次贯穿锚固板和套筒的锥形空腔并将锚固板滑动至合适位置，在其外露端部采用钢绞线墩头机设置墩头，然后在锥形空腔中塞入楔形夹片并安装紧固圈，然后重新安装密封帽，旋转密封帽使墩头压紧楔形夹片；步骤二，在钢绞线设计位置安装环形聚能切割器并将雷管引线向钢绞线外端方向缠绕在钢绞线上；步骤三，在钢绞线外侧套设防护套管并将防护套管通过锚钉固定在与锚固板相连的连接件上；步骤四，将锚索安装至锚杆钻孔内，并在锚杆钻孔内灌注锚固体材料；步骤五，当锚固体材料达到设计强度的75%且大于15mpa后，在锚杆钻孔孔口处进行钢绞线张拉，直至达到设计拉力后用外部锁具锁定钢绞线；步骤六，在锚索回收阶段，打开外部锁具通过雷管引线引爆炸药，炸药起爆能量由于聚能效应在v型聚能切割槽处产生聚能射流将钢绞线切断；步骤七，将切断的钢绞线从防护套管中抽出并收纳整理以备下次使用。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明结构简单，设计巧妙，操作方便，从根本上避免了安装使用阶段钢绞线意外脱出情况的出现，而且极大地提高了钢绞线可施加的预应力，增大了锚索体系的锚固力，同时，在其回收阶段通过环形聚能切割器以割断钢绞线的方式实现钢绞线的回收，有效解决了钢绞线回收难度大、回收率低、回收操作复杂、现场不易操作的问题，降低了回收锚索的制作成本和人工成本。
附图说明
14.通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：图1为本发明的结构示意图；图2为本发明环形聚能切割器的结构示意图；图3为本发明v型聚能切割槽的结构示意图；图4为本发明环形聚能切割器的剖面结构示意图；图5为本发明套筒的结构示意图；
图6为本发明拼装后的楔形夹片的结构示意图；图7为本发明单块楔形夹片的结构示意图。附图标记：1-钢绞线、2-墩头、3-防护套管、4-连接件、5-锚固板、6-锚钉、7-环形聚能切割器、701-约束外壳、702-炸药、703-v型聚能切割槽、704-管座孔、705-雷管引线、8-锁线器、801-套筒、802-锥形空腔、803-楔形夹片、804-啮合齿、805-安装槽、806-紧固圈、807-密封帽。
具体实施方式
15.在下文中，将参照附图描述本发明的一种聚能切割型可回收预应力锚索及其使用方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本技术权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
16.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
17.本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
18.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面结合图1-7，对本发明的优选实施例作进一步详细说明：如图1所示，本发明优选的一种聚能切割型可回收预应力锚索，包括钢绞线1、防护套管3、锚固板5、环形聚能切割器7和锁线器8，所述钢绞线1沿锚杆钻孔轴线设置，其内侧端贯穿锚固板5并通过锁线器8固定，其外侧端延伸至锚杆钻孔之外并通过外部锁具锁定，且其位于锚固板5外侧的部分于靠近锚固板5的位置套设有环形聚能切割器7；所述防护套管3通过连接件4与锚固板5固定相连，所述连接件4一端与锚固板5焊接固定，另一端通过锚钉6与防护套管3连为一体，防护套管3通长套设在锚固板5与外部锁具之间的钢绞线1上，并在该段钢绞线1外侧形成一密封空间将其与外部锚固体材料隔开；如图5-7所示，所述锁线器8包括固定在锚固板5内侧面上的套筒801，所述套筒801内部开设有尖端朝外的锥形空腔802，且其末端设置有密封帽807，所述钢绞线1内侧端贯穿锚固板5并延伸至锥形空腔802内，且锥形空腔802内于钢绞线1周侧按圆形阵列间隔插设有若干块楔形夹片803，所述楔形夹片803尖端朝外，其贴紧钢绞线1的内侧面与钢绞线1上对应设置有啮合齿804，其远离锚固板5的一端开设有安装槽805，且若干个楔形夹片803的安装槽805位于同一圆周上，所述安装槽805内安装有将楔形夹片803向钢绞线1聚拢的由弹性皮筋制作的紧固圈806，为防止钢绞线1意外脱出，钢绞线1内侧端设置有墩头2，所述墩头2与钢绞线1一体相连并抵靠在楔形夹片803末端，所述密封帽807螺纹安装于套筒801末端，并将钢绞线1和楔形夹片803密封在锥形空腔802内；
如图2-4所示，所述环形聚能切割器7包括套设在钢绞线1上的金属材料制作的约束外壳701，所述约束外壳701内部装填有炸药702，其内侧面为内凹设置的v型聚能切割槽703，且v型聚能切割槽703的开口角度介于80-101
°
之间，其外侧面开设的管座孔704内穿设有雷管引线705，所述雷管引线705一端埋入炸药702内，另一端沿防护套管3形成的密封空间延伸至锚杆钻孔孔口处，为了避免因雷管引线705失效导致钢绞线1无法回收的问题，所述雷管引线705设有一主一备两条，且两条雷管引线705分别通过不同的管座孔704安装在约束外壳701上。
19.本发明的具有使用方法如下，主要包括以下步骤：步骤一，将钢绞线1安装至锚固板5上，在其靠近锚固板5的外露端部采用钢绞线墩头机设置墩头2，并通过锁线器8固定，安装时，拧下密封帽807，将钢绞线1的末端依次贯穿锚固板5和套筒801的锥形空腔802并将锚固板5滑动至合适位置，在其外露端部采用钢绞线墩头机设置墩头2，然后在锥形空腔802中塞入楔形夹片803并安装紧固圈806，然后重新安装密封帽807，旋转密封帽807使墩头2压紧楔形夹片803；步骤二，在钢绞线1设计位置安装环形聚能切割器7并将雷管引线705向钢绞线1外端方向缠绕在钢绞线1上；步骤三，在钢绞线1外侧套设防护套管3并将防护套管3通过锚钉6固定在与锚固板5相连的连接件4上；步骤四，将锚索安装至锚杆钻孔内，并在锚杆钻孔内灌注锚固体材料；步骤五，当锚固体材料达到设计强度的75%且大于15mpa后，在锚杆钻孔孔口处进行钢绞线1张拉，直至达到设计拉力后用外部锁具锁定钢绞线1；步骤六，在锚索回收阶段，打开外部锁具通过雷管引线705引爆炸药702，炸药702起爆能量由于聚能效应在v型聚能切割槽703处产生聚能射流将钢绞线1切断；步骤七，将切断的钢绞线1从防护套管3中抽出并收纳整理以备下次使用。
20.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。