CN114320377B - 钢架锚固型软岩临时支护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钢架锚固型软岩临时支护系统,属于隧道施工技术领域,包括若干钢架单元和设在相邻的钢架单元之间的连接组件,每个钢架单元均包括钢拱架、若干锚杆安装座和锚杆,钢拱架为通过若干标准节可拆卸地拼合而成的拱形结构,用于支撑在隧洞的内侧岩壁上;若干锚杆安装座分别设在钢拱架的标准节上;锚杆用于插入隧洞侧壁的岩体内,且可拆卸地与锚杆安装座连接。本发明在施工完成后,可以将钢拱架、锚杆安装座和连接组件拆卸下来,循环使用,因此在施工时无需为钢拱架预留太多空间,能够减少隧洞的开挖量,而且不影响后续工序的正常进行,同时能避免在施工完成后将大量的钢拱架埋在隧洞内造成浪费,有利于节约资源,降低施工成本。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域,更具体地说,是涉及一种钢架锚固型软岩临时支护系统。
背景技术
工程软岩是指在工程力作用下能产生显著塑性变形的工程岩体。在隧道施工过程中如果遇到软岩岩层,处理起来非常麻烦,基本都需要进行临时支护,目前通常的方式是采用钢拱架配合锚杆再在支护面喷射混凝土形成护壁的支护形式。
但是在实际的施工过程中,虽然施工结束后就不再需要钢拱架提供支撑,但是由于钢拱架和锚杆都是焊接在一起的,而且在长期的支护过程中岩体变形使得钢拱架的内部应力非常大,因此拆除比较困难,所以基本都是在进行衬砌时将钢拱架等结构埋入岩壁。但是由于钢拱架都有一定的体积,会占用隧洞内的空间,因此隧洞的开挖量就要增加以让出支护的空间,否则会影响后续工序的正常进行;而且有的隧洞在进行支护之后,由于地质情况的变化,还需要对支护结构进行加固,而这些加固结构就有可能侵占隧洞内的空间,进而对后续工序产生影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢架锚固型软岩临时支护系统,以解决现有技术中存在的上述技术问题。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:提供一种钢架锚固型软岩临时支护系统,包括若干钢架单元和设在相邻的钢架单元之间的连接组件,每个钢架单元均包括钢拱架、若干锚杆安装座和锚杆,钢拱架为通过若干标准节可拆卸地拼合而成的拱形结构,用于支撑在隧洞的内侧岩壁上;若干锚杆安装座分别设在钢拱架的标准节上;锚杆用于插入隧洞侧壁的岩体内,且可拆卸地与锚杆安装座连接。
在一种可能的实现方式中,标准节端部均设有用于与相邻的标准节连接的法兰板,相邻的标准节之间通过穿过法兰板的法兰连接螺栓连接;标准节为工字钢结构,相邻的标准节之间还设有连杆,法兰板对应工字钢结构的腹板至少一侧的部位设有用于连杆穿过的连杆孔,连杆两端和工字钢结构的腹板上均设有螺栓孔,连杆的两端通过穿过螺栓孔的连杆紧固螺栓与相邻的标准节上的腹板连接。
在一种可能的实现方式中,相邻的标准节互相连接端的连杆和腹板上的螺栓孔中至少有一个为长孔。
在一种可能的实现方式中,腹板两侧对称设有连杆和连杆孔。
在一种可能的实现方式中,连杆为矩形截面的杆件,连杆孔为与连杆配合的矩形孔。
在一种可能的实现方式中,标准节及法兰板均为钢制结构,相邻的标准节的法兰板之间还设有锌片或镀锌铁片。
在一种可能的实现方式中,标准节上设有用于安装锚杆安装座的安装位;安装位包括设在标准节远离隧洞内侧岩壁的腹板上的若干连接孔,若干连接孔沿标准节长度方向布设。
在一种可能的实现方式中,标准节包括弧形标准节和直线标准节,弧形标准节具有沿轴线方向的弧度,用于拼合成隧洞的内侧岩壁的拱形部分,直线标准节用于拼合成隧洞的内侧岩壁的竖向侧壁部分。
在一种可能的实现方式中,标准节上设有若干顶压组件,顶压组件外端用于顶压在隧洞的内侧岩壁上。
在一种可能的实现方式中,顶压组件包括顶压螺杆,标准节靠近隧洞内侧岩壁的腹板上设有若干内螺纹孔,顶压螺杆与内螺纹孔配合,并通过螺纹结构调节顶压螺杆的伸长量,以牢固地顶在岩壁上,向标准节传力;标准节靠近隧洞内侧岩壁的腹板两侧均设有顶压螺杆,且两侧的顶压螺杆均向外倾斜并沿标准节的腹板对称设置。
在一种可能的实现方式中,锚杆安装座包括连接板、安装板、紧固连接组件和抗滑移结构,连接板用于与钢拱架连接;安装板用于与锚杆连接;紧固连接组件分别与连接板和安装板连接,以将安装板压紧在连接板上,并在连接板和安装板未被紧固时,使连接板和安装板具有相对移动的自由度;抗滑移结构设在连接板与安装板之间,以在连接板和安装板被紧固连接组件紧固后不产生相对移动。
在一种可能的实现方式中,安装板中部跨过钢拱架两端且通过紧固连接组件与连接板连接,安装板两端分别与位于钢拱架两侧的锚杆连接;
在一种可能的实现方式中,安装板两端均设有用于锚杆尾端穿过的锚杆连接孔,锚杆穿过连接孔后通过螺栓固定在安装板上;连接孔为条形孔。
在一种可能的实现方式中,安装板上设有加劲梁,加劲梁沿安装板的长度方向设置。
在一种可能的实现方式中,安装板两端还分别设有内撑件,内撑件一端与安装板固定连接,另一端朝向钢拱架,以便在安装板偏斜时撑在钢拱架上。
在一种可能的实现方式中,安装板上设有长孔,连接板和钢拱架上均设有与长孔对应的螺栓孔,紧固连接组件包括安装板紧固螺栓,安装板紧固螺栓穿过长孔和螺栓孔将连接板和安装板紧固在钢拱架上,长孔的长度方向与钢拱架的长度方向平行。
在一种可能的实现方式中,抗滑移结构包括设在连接板的主齿条和设在安装板上的副齿条,主齿条与副齿条互相配合,且均沿长孔的长度方向布置。
在一种可能的实现方式中,主齿条为中部外凸的弧形齿条或弓形齿条,副齿条为直齿条,副齿条与主齿条相切配合。
在一种可能的实现方式中,主齿条与副齿条均为两组,且分别位于安装板的两侧部位;长孔位于两组副齿条之间,连接板上的螺栓孔位于两组主齿条之间且设在与主齿条最凸出的部位对应的位置。
在一种可能的实现方式中,主齿条与连接板固定连接或为一体式结构,副齿条与安装板固定连接或为一体式结构。
在一种可能的实现方式中,锚杆包括钢花管、托板、第一紧固螺母、连接管和第二紧固螺母,钢花管用于插入岩壁内,前端设有用于锚固在岩体内的锚固段,且尾端设有第一外螺纹;托板中部设有用于钢花管穿过的钢花管孔,且一侧用于抵在岩壁上;第一紧固螺母与第一外螺纹配合,以将托板压紧在岩壁上;连接管前端设有用于与钢花管的第一外螺纹配合的内螺纹,且尾端设有第二外螺纹,连接管内部与钢花管内部连通;第二紧固螺母与第二外螺纹配合,以将连接管固定在钢拱架上。
在一种可能的实现方式中,钢花管的锚固段上设有用于锚固在岩壁内的锚固结构;锚固结构包括设在钢花管前端外壁的凸起结构。
在一种可能的实现方式中,托板的钢花管孔为与第一外螺纹配合配合的螺纹孔。
在一种可能的实现方式中,钢花管与连接管之间设有密封垫片。
在一种可能的实现方式中,可拆卸注浆锚杆还包括注浆芯管和注浆端盖,注浆芯管一端用于伸入钢花管内,且另一端用于与注浆管路连接,注浆端盖设在注浆芯管上,与连接管尾端连接。
在一种可能的实现方式中,注浆端盖通过螺纹结构与连接管尾端的第二外螺纹连接,且注浆端盖分别与连接管和注浆芯管密封配合。
在一种可能的实现方式中,注浆端盖上设有排浆口,排浆口设有控制阀,以控制排浆口的开闭。
在一种可能的实现方式中,排浆口包括设在注浆端盖上的螺孔,控制阀包括与螺孔配合的封孔螺栓;注浆芯管为带有单向阀结构的芯管。
在一种可能的实现方式中,连接组件包括若干分别与相邻的钢拱架连接的连接梁;连接梁端部设有卡口,卡口卡相互连接的两个法兰板上,并通过螺栓与两个法兰板连接。
本发明提供的钢架锚固型软岩临时支护系统的有益效果在于:与现有技术相比,本发明在进行支护时,先在隧洞侧壁的岩体上打设锚杆孔,并将锚杆安装在锚杆孔,再安装钢拱架和锚杆安装座,并将锚杆安装座与锚杆的位置对正后连接起来,形成一个钢架单元,最后将不同的钢架单元通过连接组件连接,形成支护在隧洞内的临时支护系统支护系统;而在对应的工程或工序施工完成后,可以将钢拱架、锚杆安装座和连接组件拆卸下来,循环使用,因此在施工时无需为钢拱架预留太多空间,能够减少隧洞的开挖量,而且不影响后续工序的正常进行,同时能避免在施工完成后将大量的钢拱架埋在隧洞内造成浪费,有利于节约资源,降低施工成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的钢架锚固型软岩临时支护系统的钢架单元部位的主视结构示意图;
图2为图1中A处的放大结构示意图;
图3为本发明实施例提供的钢架锚固型软岩临时支护系统的锚杆安装座部位的主视向局部剖视结构示意图;
图4为本发明实施例提供的钢架锚固型软岩临时支护系统的锚杆安装座部位的侧向结构示意图;
图5为本发明实施例提供的钢架锚固型软岩临时支护系统的锚杆安装座部位的标准节连接部位的主视向结构示意图。
其中,图中各附图标记如下:
10、标准节;11、法兰板;12、法兰连接螺栓;13、连杆;14、连杆紧固螺栓;15、连接孔;16、顶压螺杆;
21、钢花管;22、托板;23、第一紧固螺母;24、连接管;25、第二紧固螺母;26、注浆芯管;27、注浆端盖;28、封孔螺栓;
31、连接板;32、安装板;33、长孔;34、安装板紧固螺栓;35、主齿条;36、副齿条;37、加劲梁;
40、连接组件;41、卡口。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
现对本发明提供的钢架锚固型软岩临时支护系统进行说明。
请一并参阅图1及图2,本发明第一实施方式提供的钢架锚固型软岩临时支护系统,包括若干钢架单元和设在相邻的钢架单元之间的连接组件40,每个钢架单元均包括钢拱架、若干锚杆安装座和锚杆,钢拱架为通过若干标准节可拆卸地拼合而成的拱形结构,用于支撑在隧洞的内侧岩壁上;若干锚杆安装座分别设在钢拱架的标准节上;锚杆用于插入隧洞侧壁的岩体内,且可拆卸地与锚杆安装座连接。
本实施例提供的钢架锚固型软岩临时支护系统,与现有技术相比,在进行支护时,先在隧洞侧壁的岩体上打设锚杆孔,并将锚杆安装在锚杆孔,再安装钢拱架和锚杆安装座,并将锚杆安装座与锚杆的位置对正后连接起来,形成一个钢架单元,最后将不同的钢架单元通过连接组件40连接,形成支护在隧洞内的临时支护系统支护系统;而在对应的工程或工序施工完成后,可以将钢拱架、锚杆安装座和连接组件40拆卸下来,循环使用,因此在施工时无需为钢拱架预留太多空间,能够减少隧洞的开挖量,而且不影响后续工序的正常进行,同时能避免在施工完成后将大量的钢拱架埋在隧洞内造成浪费,有利于节约资源,降低施工成本。
请一并参阅图1至图5,本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下:
标准节10端部均设有用于与相邻的标准节10连接的法兰板11,相邻的标准节10之间通过穿过法兰板11的法兰连接螺栓12连接;标准节10为工字钢结构,相邻的标准节10之间还设有连杆13,法兰板11对应工字钢结构的腹板至少一侧的部位设有用于连杆13穿过的连杆孔,连杆13两端和工字钢结构的腹板上均设有螺栓孔,连杆13的两端通过穿过螺栓孔的连杆紧固螺栓14与相邻的标准节10上的腹板连接。
在标准节安装时,先将连杆13穿过其中一个标准节的法兰板11上的连杆孔,并将其与该标准节连接,在安装相邻的另一个标准节10时,将该标准节10的法兰板11上的连杆孔对准并插在该连杆13上,这样两个相邻的标准节10之间就不会产生过多的切向运动,能够方便法兰板11上的螺孔互相对准,方便法兰连接螺栓12的连接,之后将连杆13与后安装的标准节10通过连杆紧固螺栓14连接即可;在需要拆卸时,反向操作即可。
通过连杆孔和连杆13的设置一方面在连杆紧固螺栓14和螺栓孔的配合下,能够起到增强连接,尤其增强相邻的标准节10之间的抗剪性能,并能够起到保险的作用,在法兰连接螺栓12松动失效时使得整个拱架结构不至于很快垮塌;另一方面也能起到定位和限位的作用,方便标准节10之间的快速安装连接;同时通过法兰板11和法兰连接螺栓12的配合,能够方便标准节10之间的拆卸和安装,使得钢拱架能够在需要时快速安装,并在不需要时快速拆卸下来,提高施工速度,降低施工成本,并且由于可以拆卸,因此如果占用了隧洞内的空间,在进行下一工序时拆除即可,使得在隧洞开挖时无需进行过多的开挖,能够降低开挖成本,而且也可以对已有支护结构进行加固,不会对后面的工序产生影响。
相邻的标准节10互相连接端的连杆13和腹板上的螺栓孔中至少有一个为长孔,以便于弥补生产制造和使用变形导致的误差,避免连杆13难以安装。
腹板两侧对称设有连杆13和连杆孔,这样能够避免单个连杆13因相邻的标准节10之间安装时的扭转而变形,导致难以安装。
连杆13为矩形截面的杆件,连杆孔为与连杆13配合的矩形孔,以避免相邻的标准节10之间产生扭转,使法兰板11上的螺孔对不准。
标准节10及法兰板11均为钢制结构,相邻的标准节10的法兰板11之间还设有锌片或镀锌铁片。
设置锌片或镀锌铁片能够利用电化学原理防止隧洞中的潮湿环境对标准节10的主体结构和螺栓造成腐蚀,保证结构长时间使用时的结构安全性,而且锌片或镀锌铁片比法兰板11的钢制结构更软,能够在法兰连接螺栓12的强力压紧作用下弥补相邻的标准节10的法兰板11之间的细小缝隙,使得相邻的标准节10连接得更为紧密,而且还可以通过调整锌片或镀锌铁片的厚度或层数弥补生产制造和使用变形导致的误差,避免腹板和连杆13螺孔错位,方便连杆13的连接。另外由于实际使用时可以采用0.5mm以下厚度的锌片或镀锌铁片,其本身比较薄,即使长时间被腐蚀一般也不会造成法兰连接螺栓12及整体结构的松动。
标准节10上设有用于安装锚杆安装座的安装位;安装位包括设在标准节10远离隧洞内侧岩壁的腹板上的若干连接孔15,若干连接孔15沿标准节10长度方向布设。这样锚杆安装座就可以通过螺栓安装在标准节10上,能方便锚杆安装座位置的调节和安装拆卸。
标准节10包括弧形标准节和直线标准节,弧形标准节具有沿轴线方向的弧度,用于拼合成隧洞的内侧岩壁的拱形部分,直线标准节用于拼合成隧洞的内侧岩壁的竖向侧壁部分。
标准节10上设有若干顶压组件,顶压组件外端用于顶压在隧洞的内侧岩壁上,以避免因为超挖、岩体破碎等原因导致标准节部分悬空,难以提供支撑力,并且能进一步避免整个钢拱架因为受力不均而发生变形。
顶压组件包括顶压螺杆16,标准节10靠近隧洞内侧岩壁的腹板上设有若干内螺纹孔,顶压螺杆16与内螺纹孔配合,并通过螺纹结构调节顶压螺杆16的伸长量,以牢固地顶在岩壁上,向标准节10传力;在使用时可以使用扭力扳手调节顶压螺杆16的受力,直至受力到合理范围即可。
标准节10靠近隧洞内侧岩壁的腹板两侧均设有顶压螺杆16,且两侧的顶压螺杆16均向外倾斜并沿标准节10的腹板对称设置,以使得标准节10上的受力更为平衡。
请一并参阅图1至图4,本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下:
锚杆安装座包括连接板31、安装板32、紧固连接组件和抗滑移结构,连接板31用于与钢拱架连接;安装板32用于与锚杆连接;紧固连接组件分别与连接板31和安装板32连接,以将安装板32压紧在连接板31上,并在连接板31和安装板32未被紧固时,使连接板31和安装板32具有相对移动的自由度;抗滑移结构设在连接板31与安装板32之间,以在连接板31和安装板32被紧固连接组件紧固后不产生相对移动。
在使用时,将连接板31与钢拱架连接,再将安装板32与锚杆初步连接后,通过紧固连接组件将连接板31与安装板32连接起来,并通过抗滑移结构对连接板31与安装板32进行固定,避免滑移,最后将安装板32与锚杆紧固即可;而在需要拆卸时,将紧固连接组件拆下使连接板31与安装板32分离即可;通过连接板31、安装板32、紧固连接组件和抗滑移结构的配合,既能够弥补锚杆安装误差,避免再通过钢条等其他部件与钢拱架焊接进行纠偏,而且还可以更为方便地进行拆卸和安装,提高周转率,降低施工成本
安装板32中部跨过钢拱架两端且通过紧固连接组件与连接板31连接,安装板32两端分别与位于钢拱架两侧的锚杆连接。
安装板32两端均设有用于锚杆尾端穿过的锚杆连接孔,锚杆穿过连接孔后通过螺栓固定在安装板32上;连接孔为条形孔,以便弥补锚杆安装的误差,使安装板32两端均能与锚杆连接。
安装板32上设有加劲梁37,加劲梁37沿安装板32的长度方向设置,以增加安装板32的强度。
安装板32两端还分别设有内撑件,内撑件一端与安装板32固定连接,另一端朝向钢拱架,以便在安装板32偏斜时撑在钢拱架上,进而避免安装板32过度偏斜。
安装板32上设有长孔33,连接板31和钢拱架上均设有与长孔33对应的螺栓孔,紧固连接组件包括安装板紧固螺栓34,安装板紧固螺栓34穿过长孔33和螺栓孔将连接板31和安装板32紧固在钢拱架上,长孔33的长度方向与钢拱架的长度方向平行。
通过长孔33和安装板紧固螺栓34的配合,使安装板32在连接板31上能够具有一定的自由度,以便微调安装板32与钢拱架之间的相对位置,以更好地与锚杆的位置配合。
抗滑移结构包括设在连接板31的主齿条35和设在安装板32上的副齿条36,主齿条35与副齿条36互相配合,且均沿长孔33的长度方向布置。
在安装时,先将安装板32的两端与锚杆连接,之后装设安装板紧固螺栓34并逐渐紧固,利用主齿条35与副齿条36之间的齿牙啮合对安装板32与连接板31之间进行限位,防止安装板32与连接板31之间沿齿条布置方向产生相对滑移。
主齿条35为中部外凸的弧形齿条或弓形齿条,副齿条36为直齿条,副齿条36与主齿条35相切配合,这样就能使安装板32更符合锚杆的倾转角度,提供更加良好的受力状态。
主齿条35与副齿条36均为两组,且分别位于安装板32的两侧部位;长孔33位于两组副齿条36之间,连接板31上的螺栓孔位于两组主齿条35之间且设在与主齿条35最凸出的部位对应的位置,以使安装板紧固螺栓34紧固后副齿条36基本能够保持仅与主齿条35凸出的部位接触。
主齿条35与连接板31固定连接或为一体式结构,副齿条36与安装板32固定连接或为一体式结构。
请一并参阅图1至图5,本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下:
锚杆包括钢花管21、托板22、第一紧固螺母23、连接管24和第二紧固螺母25,钢花管21用于插入岩壁内,前端设有用于锚固在岩体内的锚固段,且尾端设有第一外螺纹;托板22中部设有用于钢花管21穿过的钢花管孔,且一侧用于抵在岩壁上;第一紧固螺母23与第一外螺纹配合,以将托板22压紧在岩壁上;连接管24前端设有用于与钢花管21的第一外螺纹配合的内螺纹,且尾端设有第二外螺纹,连接管24内部与钢花管21内部连通;第二紧固螺母25与第二外螺纹配合,以将连接管24固定在钢拱架上。
在使用时,将钢花管21插入事先打设好的锚杆孔内,并将锚固段锚固在岩体内,之后将托板22套在钢花管21上,并利用第一紧固螺母23紧固,再通过第一外螺纹和内螺纹将连接管24连接在钢花管21上,最后通过第二紧固螺母25将连接管24与钢拱架连接即可;如果需要进行注浆,则将注浆芯管从连接管24端口插入钢花管21并安装牢固即可;在需要拆除时,将钢拱架拆卸后,将连接管24从钢花管21上拧下来即可,钢花管21、托板22和第一紧固螺母23本身就作为一根锚杆插在岩体内,提供持续的支护;这样就能实现在安装钢拱架之后也能进行注浆操作,能够大大降低隧洞在无支护条件下注浆的危险性,也能避免在进行支护后另外打设注浆孔注浆,而且在临时支护结构拆除后,钢花管21本身无需锯断,不过多占用隧洞内的空间,还可以作为锚杆持续起到支护作用,最终能够有效提升施工效率,并降低施工成本。
钢花管21的锚固段上设有用于锚固在岩壁内的锚固结构;锚固结构包括设在钢花管21前端外壁的凸起结构,这样能够方便粘接材料更好地与钢花管21前端连接锚固。
托板22的钢花管孔为与第一外螺纹配合配合的螺纹孔,以便增强托板22与钢花管21之间的连接。
钢花管21与连接管24之间设有密封垫片,密封垫片可以防止浆液从连接处漏出,另一方面也能避免浆液在螺纹缝隙中凝固导致难以拆除。
可拆卸注浆锚杆还包括注浆芯管26和注浆端盖27,注浆芯管26一端用于伸入钢花管21内,且另一端用于与注浆管路连接,注浆端盖27设在注浆芯管26上,与连接管24尾端连接。在进行注浆时,将注浆芯管26插入钢花管21后,将注浆端盖27与连接管24尾端连接牢固,将连接管24尾端封闭,之后将注浆芯管26与注浆管路连接即可进行注浆。
注浆端盖27通过螺纹结构与连接管24尾端的第二外螺纹连接,且注浆端盖27分别与连接管24和注浆芯管26密封配合,以方便连接并避免漏浆。
注浆端盖27上设有排浆口,排浆口设有控制阀,以控制排浆口的开闭,在注浆过程中将控制阀关闭,并在注浆结束之后,可以将控制阀打开,再利用注浆设备泵水,将钢花管21中的浆液顶出来,从而避免注浆芯管26难以拔出或拔断,如果有需要,可以再用砂浆将钢花管21内填满。
排浆口包括设在注浆端盖27上的螺孔,控制阀包括与螺孔配合的封孔螺栓28,这种结构简单方便,易于操作,能够兼顾密封性和方便性;注浆芯管26为带有单向阀结构的芯管。
请一并参阅图2、图4和图5,本发明在第一实施方式基础上又提供的一种具体实施方式如下:
连接组件40包括若干分别与相邻的钢拱架连接的连接梁;连接梁端部设有卡口41,卡口卡相互连接的两个法兰板11上,并通过螺栓与两个法兰板11连接,以便在连接的同时,对相互连接的两个法兰板11进行限位,降低两个法兰板11脱开的可能。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于,包括若干钢架单元和设在相邻的钢架单元之间的连接组件(40),每个所述钢架单元均包括:
钢拱架,为通过若干标准节可拆卸地拼合而成的拱形结构,用于支撑在隧洞的内侧岩壁上;
若干锚杆安装座,分别设在所述钢拱架的标准节上;
锚杆,用于插入隧洞侧壁的岩体内,且可拆卸地与所述锚杆安装座连接;
所述标准节(10)端部均设有用于与相邻的标准节(10)连接的法兰板(11),相邻的标准节(10)之间通过穿过所述法兰板(11)的法兰连接螺栓(12)连接;
所述锚杆安装座包括:
连接板(31),用于与钢拱架连接;
安装板(32),用于与锚杆连接;
紧固连接组件,分别与所述连接板(31)和所述安装板(32)连接,以将所述安装板(32)压紧在所述连接板(31)上,并在所述连接板(31)和所述安装板(32)未被紧固时,使所述连接板(31)和所述安装板(32)具有相对移动的自由度;
抗滑移结构,设在所述连接板(31)与所述安装板(32)之间,以在所述连接板(31)和所述安装板(32)被所述紧固连接组件紧固后不产生相对移动;
所述安装板(32)上设有长孔(33),所述连接板(31)和所述钢拱架上均设有与所述长孔(33)对应的螺栓孔;所述紧固连接组件包括安装板紧固螺栓(34),所述安装板紧固螺栓(34)穿过所述长孔(33)和所述螺栓孔将所述连接板(31)和所述安装板(32)紧固在所述钢拱架上,所述长孔(33)的长度方向与所述钢拱架的长度方向平行;
所述抗滑移结构包括设在所述连接板(31)的主齿条(35)和设在所述安装板(32)上的副齿条(36),所述主齿条(35)与所述副齿条(36)互相配合,且均沿所述长孔(33)的长度方向布置;
所述主齿条(35)为中部外凸的弧形齿条,所述副齿条(36)为直齿条,所述副齿条(36)与所述主齿条(35)相切配合。
2.如权利要求1所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于:所述标准节(10)为工字钢结构,相邻的标准节(10)之间还设有连杆(13),所述法兰板(11)对应所述工字钢结构的腹板至少一侧的部位设有用于所述连杆(13)穿过的连杆孔,所述连杆(13)两端和所述工字钢结构的腹板上均设有螺栓孔,所述连杆(13)的两端通过穿过所述螺栓孔的连杆紧固螺栓(14)与相邻的标准节(10)上的腹板连接。
3.如权利要求2所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于:相邻的标准节(10)互相连接端的所述连杆(13)和所述腹板上的螺栓孔中至少有一个为长孔;所述腹板两侧对称设有所述连杆(13)和连杆孔;所述连杆(13)为矩形截面的杆件,所述连杆孔为与所述连杆(13)配合的矩形孔;所述标准节(10)及法兰板(11)均为钢制结构,相邻的标准节(10)的法兰板(11)之间还设有锌片或镀锌铁片;所述标准节(10)上设有用于安装锚杆安装座的安装位;所述安装位包括设在标准节(10)远离隧洞内侧岩壁的腹板上的若干连接孔(15),若干连接孔(15)沿所述标准节(10)长度方向布设;所述标准节(10)包括弧形标准节和直线标准节,所述弧形标准节具有沿轴线方向的弧度,用于拼合成隧洞的内侧岩壁的拱形部分,所述直线标准节用于拼合成隧洞的内侧岩壁的竖向侧壁部分。
4.如权利要求1所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于:所述标准节(10)上设有若干顶压组件,所述顶压组件外端用于顶压在隧洞的内侧岩壁上;所述顶压组件包括顶压螺杆(16),所述标准节(10)靠近隧洞内侧岩壁的腹板上设有若干内螺纹孔,所述顶压螺杆(16)与所述内螺纹孔配合,并通过螺纹结构调节所述顶压螺杆(16)的伸长量,以牢固地顶在岩壁上,向标准节(10)传力;所述标准节(10)靠近隧洞内侧岩壁的腹板两侧均设有所述顶压螺杆(16),且两侧的顶压螺杆(16)均向外倾斜并沿所述标准节(10)的腹板对称设置。
5.如权利要求1所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于:所述安装板(32)中部跨过所述钢拱架两端且通过所述紧固连接组件与所述连接板(31)连接,所述安装板(32)两端分别与位于所述钢拱架两侧的锚杆连接;所述安装板(32)两端均设有用于所述锚杆尾端穿过的锚杆连接孔,所述锚杆穿过所述连接孔后通过螺栓固定在所述安装板(32)上;所述连接孔为条形孔;所述安装板(32)上设有加劲梁(37),所述加劲梁(37)沿所述安装板(32)的长度方向设置;所述安装板(32)两端还分别设有内撑件,所述内撑件一端与所述安装板(32)固定连接,另一端朝向钢拱架,以便在安装板(32)偏斜时撑在钢拱架上。
6.如权利要求1所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于:所述主齿条(35)与所述副齿条(36)均为两组,且分别位于所述安装板(32)的两侧部位;所述长孔(33)位于两组所述副齿条(36)之间,所述连接板(31)上的螺栓孔位于两组所述主齿条(35)之间且设在与所述主齿条(35)最凸出的部位对应的位置;
所述主齿条(35)与所述连接板(31)固定连接或为一体式结构,所述副齿条(36)与所述安装板(32)固定连接或为一体式结构。
7.如权利要求1所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于,所述锚杆包括:
钢花管(21),用于插入岩壁内,前端设有用于锚固在岩体内的锚固段,且尾端设有第一外螺纹;
托板(22),中部设有用于所述钢花管(21)穿过的钢花管孔,且一侧用于抵在岩壁上;
第一紧固螺母(23),与所述第一外螺纹配合,以将所述托板(22)压紧在所述岩壁上;
连接管(24),前端设有用于与所述钢花管(21)的第一外螺纹配合的内螺纹,且尾端设有第二外螺纹,所述连接管(24)内部与所述钢花管(21)内部连通;
第二紧固螺母(25),与所述第二外螺纹配合,以将所述连接管(24)固定在钢拱架上。
8.如权利要求7所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于:所述钢花管(21)的锚固段上设有用于锚固在岩壁内的锚固结构;所述锚固结构包括设在所述钢花管(21)前端外壁的凸起结构;所述托板(22)的钢花管孔为与所述第一外螺纹配合配合的螺纹孔;所述钢花管(21)与所述连接管(24)之间设有密封垫片;所述锚杆还包括注浆芯管(26)和注浆端盖(27),所述注浆芯管(26)一端用于伸入所述钢花管(21)内,且另一端用于与注浆管路连接,所述注浆端盖(27)设在所述注浆芯管(26)上,与所述连接管(24)尾端连接;所述注浆端盖(27)通过螺纹结构与所述连接管(24)尾端的第二外螺纹连接,且所述注浆端盖(27)分别与所述连接管(24)和所述注浆芯管(26)密封配合;所述注浆端盖(27)上设有排浆口,所述排浆口设有控制阀,以控制所述排浆口的开闭;所述排浆口包括设在所述注浆端盖(27)上的螺孔,所述控制阀包括与所述螺孔配合的封孔螺栓(28);所述注浆芯管(26)为带有单向阀结构的芯管。
9.如权利要求2所述的钢架锚固型软岩临时支护系统,其特征在于:所述连接组件(40)包括若干分别与相邻的所述钢拱架连接的连接梁;所述连接梁端部设有卡口,所述卡口卡相互连接的两个法兰板(11)上,并通过螺栓与两个所述法兰板(11)连接。
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CN206816278U (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-29 | 中铁四局集团有限公司 | 新型横向通道开挖可回收支护钢拱架 |
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