CN106761845B - 一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺 - Google Patents

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明涉及隧道支护技术领域，具体涉及一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺。以加强锁脚锚管与钢架之间连接的可靠性，避免钢架锁脚失效。本发明采用的技术方案包括以下步骤：步骤1）：钢架选型：选用圆钢管混凝土钢架作为软岩大变形隧道钢架的选型；步骤2）：加工制作：按锁脚锚管的设计打设角度、设计外径以及与圆钢管混凝土钢架对应的安装位置，在圆钢管混凝土钢架相应位置钻设预留孔，要求预留孔大小、位置准确，并在加工场地上进行锁脚锚管的试安装，确保其能够成功安装；步骤3）：在隧道施工现场，待圆钢管混凝土钢架架设或接长、落底后，及时进行钢架锁脚的施做。

Description

一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺
一、技术领域：
本发明涉及隧道支护技术领域，具体涉及一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺。
二、背景技术：
在维持软弱破碎地层隧道开挖后的初期稳定方面，型钢钢架能够发挥重要作用。型钢钢架能否有效承载，很大程度上取决于其拱脚是否稳定。为确保钢架拱脚地基以及钢架在接长、落地过程中的稳定性，必须采取一定的钢架锁脚措施。目前，锁脚锚管已经发展成为一种不可缺少的钢架锁脚措施而被广泛应用，但是在钢架锁脚的工艺上还存在以下问题：型钢钢架与锁脚锚管两者本身无法直接连接，而必须借助第三方的L形或环形钢筋连接件等进行焊接，但无论采用何种焊接工艺，焊接部位一直是钢架与锁脚锚管整体结构中最脆弱的部位。当钢架承受的围岩荷载较大时，相对于钢架和锁脚锚管本身，二者焊接部位将首先达到极限承载力而发生破坏，导致锁脚锚管端部与钢架脱开。这种钢架锁脚的失效形式在软岩大变形隧道中最为常见，而且在地应力水平较高的情况下，还伴随着钢架扭曲变形、锁脚锚管被内部围岩沿轴向推出等现象。可见，对于软岩大变形隧道钢架的锁脚失效问题，关键是提高钢架的锁脚质量，加强锁脚锚管与钢架之间连接的可靠性。
三、发明内容
本发明的提供一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺，以加强锁脚锚管与钢架之间连接的可靠性，避免钢架锁脚失效。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）：钢架选型：选用圆钢管混凝土钢架作为软岩大变形隧道钢架的选型；
步骤2）：加工制作：按锁脚锚管的设计打设角度、设计外径以及与圆钢管混凝土钢架对应的安装位置，在圆钢管混凝土钢架相应位置钻设预留孔，要求预留孔大小、位置准确，并在加工场地上进行锁脚锚管的试安装，确保其能够成功安装；
步骤3）：在隧道施工现场，待圆钢管混凝土钢架架设或接长、落底后，及时进行钢架锁脚的施做。
所述的钢架锁脚的施做步骤为：1) 打设锁脚锚管孔：采用风动凿岩机进行锁脚锚管孔的打设，具体由风动凿岩机钻头穿过圆钢管混凝土钢架拱脚上方的预留孔，按设计的角度和孔经对隧道岩面进行钻孔，要求钻孔深度误差控制在±5cm以内，成孔后采用高压风清孔；2) 锁脚锚管安装：锁脚锚管穿过圆钢管混凝土钢架上的预留孔，由凿岩机将其打入钻孔至钻孔孔底，并保证锁脚锚管具有10~15cm的外露长度；3) 锁脚锚管注浆：按设计注浆压力和注浆量，由注浆机将要求的浆液注入锁脚锚管，最终完成圆钢管混凝土钢架的锁脚工作。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和效果：
本发明解决了软岩大变形隧道钢架锁脚质量无法保证的难题，提出在软岩大变形隧道中采用圆钢管混凝土钢架代替现有的型钢钢架，不仅具有更为优越的力学性能，避免型钢钢架由于强度和刚度不足而发生的扭曲变形破坏，而且具有较高的经济效益。在此基础上，本发明创新了软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺，通过对圆钢管混凝土钢架进行加工制作，实现与锁脚锚管的直接连接，由此省掉了必须借助第三方的钢筋连接件进行焊接固定的环节，消除了焊接处因承载力不足导致锁脚锚管端部与钢架脱开的可能，因而使锁脚锚管与隧道钢架连接的可靠性大大提高，有效避免了软岩大变形隧道钢架锁脚失效的发生。
四、附图说明：
图1为本发明软岩大变形隧道钢架锁脚工艺示意图；a为本发明软岩大变形隧道钢架锁脚工艺的侧视示意图； b为隧道钢架拱脚上方预留孔布置的正视示意图；
其中：1-圆钢管混凝土钢架，2-锁脚锚管，3-预留孔。
五、具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺，包括以下步骤：
(1) 钢架选型：相对于型钢，圆钢管混凝土不仅具有更为优越的力学性能，可避免型钢钢架由于强度和刚度不足而发生扭曲变形破坏，而且具有较高的经济效益。更重要的是，圆钢管混凝土钢架1（见图1）可以通过加工制作实现与锁脚锚管2的可靠连接，避免隧道钢架锁脚的失效，故选用圆钢管混凝土作为钢架的选型。
(2) 加工制作：按锁脚锚管2的设计打设角度（与水平夹角30°~45°）、设计外径（42~108mm）以及与圆钢管混凝土钢架1对应的安装位置（拱脚上方30~50cm），在圆钢管混凝土钢架1相应位置钻设预留孔3，要求预留孔大小、位置准确，并在加工场地上进行锁脚锚管2的试安装，确保其能够成功安装。
(3) 现场施做：在隧道施工现场，待圆钢管混凝土钢架1架设或接长、落底后，及时进行钢架锁脚的施做。步骤为：1) 打设锁脚锚管孔：采用风动凿岩机进行锁脚锚管孔的打设，具体由风动凿岩机钻头穿过圆钢管混凝土钢架拱脚上方的预留孔3，按设计的角度和孔经对隧道岩面进行钻孔，要求钻孔深度误差控制在±5cm以内，成孔后采用高压风清孔；2)锁脚锚管安装：锁脚锚管2穿过圆钢管混凝土钢架1上的预留孔3，由凿岩机将其打入钻孔至钻孔孔底，并保证锁脚锚管具有10~15cm的外露长度；3) 锁脚锚管注浆：按设计注浆压力和注浆量，由注浆机将要求的浆液注入锁脚锚管2，最终完成圆钢管混凝土钢架1的锁脚工作。
上述发明的软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺，创新了软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺，通过对圆钢管混凝土钢架进行加工制作，实现与锁脚锚管的直接连接，由此省掉了必须借助第三方的钢筋连接件进行焊接固定这一环节，消除了焊接处因承载力不足导致锁脚锚管端部与钢架脱开的可能，因而使锁脚锚管与隧道钢架连接的可靠性大大提高，有效避免了隧道钢架锁脚失效的发生，由此解决了软岩大变形隧道钢架锁脚质量无法保证的难题。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种软岩大变形隧道钢架的锁脚工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）：钢架选型：选用圆钢管混凝土钢架（1）作为软岩大变形隧道钢架的选型；
步骤2）：加工制作：按锁脚锚管（2）的设计打设角度、设计外径以及与圆钢管混凝土钢架对应的安装位置，在圆钢管混凝土钢架（1）相应位置钻设预留孔（3），要求预留孔大小、位置准确，并在加工场地上进行锁脚锚管（2）的试安装，确保其能够成功安装；
步骤3）：在隧道施工现场，待圆钢管混凝土钢架架设或接长、落底后，及时进行钢架锁脚的施做；
所述的钢架锁脚的施做步骤为：
1) 打设锁脚锚管孔：采用风动凿岩机进行锁脚锚管孔的打设，具体由风动凿岩机钻头穿过圆钢管混凝土钢架拱脚上方的预留孔，按设计的角度和孔经对隧道岩面进行钻孔，要求钻孔深度误差控制在±5cm以内，成孔后采用高压风清孔；
2) 锁脚锚管安装：锁脚锚管穿过圆钢管混凝土钢架上的预留孔，由凿岩机将其打入钻孔至钻孔孔底，并保证锁脚锚管具有10~15cm的外露长度；
3) 锁脚锚管注浆：按设计注浆压力和注浆量，由注浆机将要求的浆液注入锁脚锚管，最终完成圆钢管混凝土钢架的锁脚工作。
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