陳曉艷

摘 要： 預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固是巖土工程領(lǐng)域一種高效和經(jīng)濟的實用工程技術(shù)，隨著預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固技術(shù)的發(fā)展越來越完善，出現(xiàn)了大量預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨桿、錨索，其能方便的為自身施加預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力），為工程實踐提供了更加方便有效的施工方式。本文通過對國內(nèi)預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固領(lǐng)域?qū)＠墨I的收集、標(biāo)引和梳理，分析了該領(lǐng)域預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固技術(shù)申請情況、主要申請人研發(fā)方向以及技術(shù)分布情況，重點研究了預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： 預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固；巖土工程；專利分析

一、引言

預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固是用錨固方法增加支擋結(jié)構(gòu)或巖土體穩(wěn)定性的一種措施。其方法是鉆打鉆孔穿過可能滑動或已經(jīng)滑動的滑移面，將鋼筋（或鋼索）的一端固定在孔底的穩(wěn)定巖土體中，再將鋼筋（或鋼索）拉緊以至能產(chǎn)生一定的回彈力（即預(yù)應(yīng)力或稱預(yù)緊力），然后將鋼筋（或鋼索）的另一端固定于巖土體或者支擋結(jié)構(gòu)表面，利用鋼筋（或鋼索）的回彈力壓緊可能滑動的巖土體或者支擋結(jié)構(gòu)，以增大滑動面上的抗剪強度，從而達到提高巖土體或支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。

二、預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固的專利分布

（1）申請量年度分布

分析國內(nèi)有關(guān)預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固的專利申請量可以得知，國內(nèi)雖然逐年略有所波動，但是與預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固相關(guān)的專利量呈現(xiàn)日漸增長的跡象，同時，在2002-2004年之間出現(xiàn)了專利申請量的突然增加與較大幅度的波動，則主要是受到國外預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固工程實踐方面的沖擊與引導(dǎo)，出現(xiàn)了大規(guī)模的專利申請量的增加，而在2006年之后，經(jīng)過舶來品與國內(nèi)具體工程實踐的有效融合之后，專利申請量恢復(fù)了平穩(wěn)的增長趨勢。

（2）重要申請人統(tǒng)計分析

我國的關(guān)于預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固方面的專利主要集中在三所領(lǐng)軍大學(xué)——中國礦業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)以及山東大學(xué)，該三所學(xué)校在專利申請量當(dāng)面占有較大的優(yōu)勢，其中中國礦業(yè)大學(xué)的專利申請量達到了200篇以上，同時，分析其專利特點，主要為科學(xué)理論研究方面的專利，以方法專利申請為主。在高校和科研院所為理論性研究領(lǐng)軍的同時，以各類工程公司為領(lǐng)軍發(fā)展了大量相關(guān)施加預(yù)應(yīng)力的設(shè)備以及用于（預(yù)緊力）錨固的施工設(shè)備的專利申請。

（3）申請的應(yīng)用領(lǐng)域分析

經(jīng)統(tǒng)計預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固的應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)專利文獻主要分布在以下六個小組：E01D，E02D，E04B，E04C，E04G以及E21D，其分別為橋梁領(lǐng)域，建筑基礎(chǔ)、挖方、填方、地下或水下結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，一般建筑物構(gòu)造、墻、樓板領(lǐng)域，結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑材料領(lǐng)域，腳手架、殼體、模板等預(yù)制模塊領(lǐng)域以及礦山、井下支護領(lǐng)域，不同領(lǐng)域針對預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固的應(yīng)用又有所交叉。預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固涉及了需要與天然巖土體以及人工巖土體相關(guān)的各個領(lǐng)域，在不同領(lǐng)域的應(yīng)用量都達到了一個較高的占有比率，但總體來說，以預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固在筑基礎(chǔ)、挖方、填方、地下或水下結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的應(yīng)用最為光泛，究其原因，與該領(lǐng)域本身發(fā)展程度較高有較大的關(guān)系，在礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用僅占總應(yīng)用量的8%，說明礦業(yè)領(lǐng)域還有較大的發(fā)展前景，同時，預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固目前采用的設(shè)備都還較為昂貴，導(dǎo)致在礦山的應(yīng)用量偏少，因此大規(guī)模發(fā)展低價格的預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固設(shè)備為未來預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固的重要發(fā)展方向。

三、我國預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固的發(fā)展方向

（1）預(yù)應(yīng)力錨固已成為巖土工程的關(guān)鍵技術(shù)

國內(nèi)各類巖土工程，例如邊坡穩(wěn)定工程、地下洞室工程、結(jié)構(gòu)抗浮工程、深基坑工程、高壓輸水管道工程等，成為預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)大顯身手的主戰(zhàn)場。云南省漫灣水電站，左岸邊坡發(fā)生近100000立方米的大規(guī)模塌滑，嚴(yán)重威脅著工程的安全。工程設(shè)計人員果斷采用了以預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)為主的抗滑穩(wěn)定措施，有效制止了滑坡，使該項工程得以順利展開。由錨索組成的錨固體系，為盡早清除坍滑堆渣體，實施壩、廠基礎(chǔ)開挖，確保纜機恢復(fù)及安全運行，維持“三洞”出口區(qū)及水墊塘邊坡穩(wěn)定等提供了可靠保障，起到了其他措施無法替代的重要作用。長江三峽水利樞紐永久船閘閘室采用混凝土薄襯砌墻與直立邊坡巖體聯(lián)合受力的特殊結(jié)構(gòu)，要求采用的錨固措施不僅要使直立邊坡具有足夠的穩(wěn)定性，還要能嚴(yán)格控制邊坡的變形量，以滿足船閘鋼結(jié)構(gòu)人字門的擋水、止水要求。設(shè)計系統(tǒng)地采用了預(yù)應(yīng)力高強錨桿和預(yù)應(yīng)力錨索等綜合措施，很好地滿足了上述要求，解決了這一世界性難題。

（2）預(yù)應(yīng)力材料和施工機其的發(fā)展

作為產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力的主要材料—預(yù)應(yīng)力筋繼續(xù)在朝著大直徑、超高強度、低松弛方向大步前進。國內(nèi)錨索使用的鋼絞線直徑已有13mm、15mm、18mm三種規(guī)格、多種系列，其最大強度已達到2000MPa。

鋼紋線的深加工產(chǎn)品：無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋、環(huán)氧涂層鋼紋線及其復(fù)合形成的預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)品系列，增強了高強預(yù)應(yīng)力筋的自我防腐能力，提高了在腐蝕環(huán)境中預(yù)應(yīng)力筋的耐久性。上述所有產(chǎn)品均在生產(chǎn)線上自動化生產(chǎn)，質(zhì)量受到嚴(yán)格控制，可滿足各類工程需要。

夾片式群錨、擠壓錨異軍突起，成為預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)主要使用的錯具。錨具規(guī)格有Φ13、Φ15、Φ18三個系列，可夾持200MPa以下各種強度、各種直徑的鋼紋線。夾持鋼絞線數(shù)量可依實際情況確定，為設(shè)計、施工提供了較大的發(fā)揮空間。國內(nèi)公司生產(chǎn)的OVM、HVM錨具已達到世界先進水平，除了能夠滿足國內(nèi)市場需求外，還可向日本等國家出口常規(guī)系列錨具和大直徑錨具。

張拉設(shè)備小型化、輕量化創(chuàng)新不斷。YCW系列千斤頂已生產(chǎn)出第三代輕量化千斤頂，出力1500kN，自重僅68kg，比第二代產(chǎn)品約輕37%。為施工提供了極大的便利條件。

國內(nèi)造孔所需機具，除了從國外引進一些較先進的鉆孔機具外，大部分均由國內(nèi)生產(chǎn)。鉆孔設(shè)備已基本適應(yīng)了各類工作環(huán)境（高空排架、地下室洞）、各種角度（水平、上仰、下傾）、各種不良地層狀況的需求。偏心擴孔成套設(shè)備已在各類復(fù)雜、不良地質(zhì)環(huán)境中，發(fā)揮著重要作用。預(yù)應(yīng)力材料、施工機具的配套發(fā)展，必將推動錨固技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。

四、結(jié)語

本文以專利視角對預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固技術(shù)進行分析和整理，重點關(guān)注了預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固技術(shù)的發(fā)展方向以及主要申請人的研發(fā)側(cè)重等信息，對于了解預(yù)應(yīng)力（預(yù)緊力）錨固技術(shù)的發(fā)展具有很大幫助。

參考文獻

[1] 楊明剛 預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)的應(yīng)用研究. [大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文]. 大連：大連理工大學(xué)，2002.