一种液压恒阻锚索支护与监测方法与流程

本发明涉及锚杆支护，具体涉及一种液压恒阻锚索支护与监测方法。

背景技术：

1、传统锚索支护技术主要通过锚索钢绞线的受力对边坡危岩进行支护，边坡危岩发生变形破坏时，坡体变形量较大，远远超过普通锚索的承受能力，将导致锚索钢绞线被拉断或锚固体被拔出，支护系统失效，故采用普通锚索作为监测载体无法对边坡危岩变形破坏全过程进行监测，由于边坡危岩变形破坏的突然性，传统锚索监测方法也不能提供足够的预警时间。现有技术中虽已出现一些恒阻锚索，但主要为机械式，如扩管式和缩管式恒阻锚索，该类恒阻锚索构造复杂，造价昂贵，设计恒阻值不稳定，导致无法进行准确的监测预警，因此需提供一种能对边坡危岩进行准确监测的支护和监测方法。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种液压恒阻锚索支护与监测方法，以提供一种能对边坡危岩进行准确监测的支护和监测方法。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种液压恒阻锚索支护，包括锚索、预紧恒阻器以及锚具，预紧恒阻器包括外活塞筒以及滑动设置在外活塞筒中的内活塞筒，外活塞筒上设有进油口和出油口，外活塞筒和内活塞筒之间为油室，出油口处设有恒压卸油阀进行封堵，锚索支护在边坡上通过锚具与内活塞筒固定。

3、本方案的有益效果为：

4、恒压卸油阀的能够保持油室内的油压恒定，确保了锚索支护系统能够提供持续恒定的支护阻力，恒压卸油阀的作用是当油室油压达到一定压力后会自动开启进行卸压，保持油室内的油压恒定，当边坡危岩发生较大的形变时，使锚索提供持续稳定的支护阻力，确保了锚索支护效果，提高了支护系统的稳定性和可靠性。

5、锚索支护具有较好的适应变形能力，预紧恒阻器的极限延伸长度决定了其锚索支护的延展长度，可充分与危岩协调变形，避免了危岩大变形造成锚索破断的问题，使得锚索支护具有较强的抗冲击性，预紧恒阻器恒定泄压原理可使锚索支护适应冲击载荷作用所产生的瞬时变形，使边坡应力得到有效释放，确保锚索在冲击载荷作用下不破断，确保了工程的安全进行。

6、优选的，作为一种改进，进油口处设置有单向进油阀。

7、有益效果为：单向进油阀能够确保液压油只能从进油口单向流入外活塞筒和内活塞筒之间的油室，防止在油室内的油压达到一定压力后出现压力泄漏，保证了系统的稳定性和持续性，以及便于液压油的注入。

8、优选的，作为一种改进，一种液压恒阻锚索监测方法，包括如下的步骤：

9、步骤一：在预留的锚索上安装预紧恒阻器以及固定锚具，注入液压油，进行锚索张拉预紧，张拉锁定油压小于恒阻值的油压；

10、步骤二：在预警恒阻器上设置控制器，油室内设置有油压传感器，在恒压卸油阀处设置流量传感器，油压传感器将油室中的液压信号、流量传感器将出油口的流量信息输送至控制器；

11、步骤三：基于上述信息计算锚索力以及锚索位移值的参数，根据结果分别绘制锚索力或锚索位移值变化图纸，判断该边坡的监测预警模型的类型，并采取相应的处置措施。

12、有益效果为：通过设置油压传感器和流量传感器，能够实时监测油室内液压油的压力和出油口的流量信息，一方面油压更容易精准控制和监测，故该液压恒阻锚索的设计恒阻值相比于机械式恒阻锚索的更稳定，相应的监测预警更准确；通过对预紧恒阻器油压和出油量的监测，可实现对锚索力和锚索位移值的同时监测，绘制锚索力或锚索位移值变化图纸，两种监测结果相互印证，提高监测预警的准确率，减少误判率。油压传感器将油室中的液压信号、流量传感器将出油口的流量信息输送至控制器，工作人员及时了解锚索的预紧状况，防止预紧失效。

13、优选的，作为一种改进，步骤三中包括以下具体计算步骤：

14、锚索力与油室油压相关，其计算公式为：p＝ap。

15、式中：p为锚索力监测值(n)，p为油室油压监测值(mpa)，a为活塞面积(mm2)；

16、设计恒阻值与恒压卸油阀的泄压设定值相关，其计算公式为：p0＝ap0

17、式中：p0为设计恒阻值(n)，p0为泄压设定值(mpa)。

18、锚索位移值与油室油压和卸油量相关，其计算公式为：s＝k1△p+k2v

19、式中：s为锚索位移值(mm)，k1为油压与位移的相关标定系数(mm-2)，一般为常数，可通过标定试验进行确定；k2为卸油量与位移的相关标定系数(mm-2)，一般为常数，可通过标定试验进行确定；△p为油压变化值；v为卸油量(mm3)。

20、有益效果为：通过使用锚索力、油室油压、卸油量等参数的计算，通过监测油室油压和卸油量的变化，能够实现对锚索力和位移值的实时计算，绘制出锚索力和位移值的变化图表，实现对数据的可视化分析，便于工程人员直观地了解边坡支护系统的状态变化趋势，为后续的工程决策提供依据。

21、优选的，作为一种改进，步骤三中的监测预警模型类型及相应的处置措施为：

22、稳定模式：稳定状态，继续正常监测，无需采取措施；

23、次稳定模式：危岩还未发生大变形，处于次稳定状态，需加强监测；

24、裂缝模式：开展现场巡查，综合监测与现场巡查情况，制定相应的加固措施；

25、破坏模式：发出预警信息，在位移量达到恒阻行程时间之前完成人员撤离，并在确保人员安全的情况下开展现场巡查，采取相应的工程治理措施；

26、扰动模式：开展现场巡进行复核，并对监测设备的安全运行进行排查。

27、有益效果为：通过建立监测预警模型，能够根据监测数据的变化及时判断边坡的状态，并采取相应的处置措施，能够在边坡发生问题之前进行预警和预防，有效降低边坡工程的风险。另外对于处于裂缝模式或破坏模式的边坡，及时开展现场巡查并采取相应的加固和治理措施，能够减少可能发生的灾害损失，并保障周围区域的安全，通过对边坡状态进行精准的监测和预警，能够更有效地调配人力、物力和财力资源，将资源用于最需要的地方，提高资源利用效率，根据情况选择合适的处置措施，降低主观判断的风险，提高决策的科学性和准确性。

28、优选的，作为一种改进，单向进油阀端部连接有油泵，油泵与控制器电连接。

29、有益效果为：当缸筒内的液压油不足时，压力传感器将信号传输至控制器，控制器可通过电连接控制油泵自动进行补油，实现系统的自动化管理，无需人工干预，提高了工作效率。

30、优选的，作为一种改进，控制器与无线信号发生器电连接，将监测信息实时发出到信号接收站。

31、有益效果为：通过将监测信息实时传输到信号接收站，能够实现对边坡状态的实时监测，无线传输监测信息可以减少人力成本，无需专人现场监测，同时监测人员可以避免直接接触潜在的危险环境，提高了工作的安全性。

技术特征：

1.一种液压恒阻锚索支护，其特征在于：包括锚索、预紧恒阻器以及锚具，预紧恒阻器包括外活塞筒以及滑动设置在外活塞筒中的内活塞筒，外活塞筒上设有进油口和出油口，外活塞筒和内活塞筒之间为油室，出油口处设有恒压卸油阀进行封堵，锚索支护在边坡上通过锚具与内活塞筒固定。

2.根据权利要求1所述的一种液压恒阻锚索支护，其特征在于：进油口处设置有单向进油阀。

3.根据权利要求2所述的一种液压恒阻锚索支护的监测方法，其特征在于：包括如下的步骤：

4.根据权利要求3所述的一种液压恒阻锚索支护的监测方法，其特征在于：步骤三中包括以下具体计算步骤：

5.根据权利要求4所述的一种液压恒阻锚索支护的监测方法，其特征在于：步骤三中的监测预警模型类型及相应的处置措施为：

6.根据权利要求5所述的一种液压恒阻锚索支护的监测方法，其特征在于：单向进油阀端部连接有油泵，油泵与控制器电连接。

7.根据权利要求6所述的一种液压恒阻锚索支护的监测方法，其特征在于：控制器与无线信号发生器电连接，将监测信息实时发出到信号接收站。

技术总结本发明涉及锚杆支护技术领域，公开了一种液压恒阻锚索支护，包括锚索、预紧恒阻器以及锚具，预紧恒阻器包括外活塞筒以及滑动设置在外活塞筒中的内活塞筒，外活塞筒上设有进油口和出油口，外活塞筒和内活塞筒之间为油室，出油口处设有恒压卸油阀进行封堵，锚索支护在边坡上通过锚具与内活塞筒固定，提供一种能对边坡危岩进行准确监测的支护以及一种液压恒阻锚索支护的监测方法。技术研发人员：檀康,陈柏林,陈思,彭海游,张沛喆,杨文君,郭琪,康治勇,李鑫,王永甫受保护的技术使用者：重庆地质矿产研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/13