CN206668287U - 一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了隧道工程施工技术领域的一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，包括围岩层，所述围岩层的顶部均匀设置有拱架，所述拱架的外壁设置有两组连接件，所述拱架的内腔均匀设置有钢管，所述钢管的内腔填充有混凝土，所述拱架的底部两侧均设置有支架，所述拱架的底部两端均设置有安装底座，所述拱架的左右侧壁均开设有锚孔，所述锚孔的内腔设置有锁脚锚杆，所述钢管的外壁均匀设置有连接法兰，两组所述拱架之间连接有横拉杆，承载力高、抗弯、抗变形能力强，节能、安全，符合现代绿色环保施工要求，施工速度快，工期短，安装简易，经济效益好，适合于多种地质条件和环境下。

Description

一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架

技术领域

本实用新型涉及隧道工程施工技术领域，具体为一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架。

背景技术

巷道开挖后，原有的三向平衡应力状态遭到破坏，岩体内部发生应力重分布从而引起了围岩的变形和位移，对于强度高、整体性好的岩体，变形发展到一定程度会自动停止，即围岩可以实现自稳。而大多数煤矿巷道围岩的地质条件复杂，尤其对高地应力软岩巷道，若不及时对其进行有效的支护，岩体变形将自由发展，最终导致巷道的整体失稳破坏。因此，如何选择合理的支护手段和设计方法保证围岩长期稳定并有效提高施工效率和经济性成为很多学者的研究课题。

目前巷道初期支护常采用型钢拱架或格栅拱架，钢材用量大，制作工艺复杂，焊接安装难，工程造价高，施工速度慢，拱架后喷射混凝土质量不易得到保证，大断面隧道开挖跨度大而且扁平，当地质条件较差时，安全性不能有效保证。随着人们对围岩和支护相互作用机理研究的不断深入，以及围岩-支护理论的发展，各种新型结构被应用到巷道支护中，如本实用新型设计的一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，以解决上述背景技术中提出的初期支护常采用型钢拱架或格栅拱架，钢材用量大，制作工艺复杂，焊接安装难，工程造价高，施工速度慢，拱架后喷射混凝土质量不易得到保证，工序较多、成本较高，安全性不能有效保证的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，包括围岩层，所述围岩层的顶部均匀设置有拱架，所述拱架的外壁设置有两组连接件，所述拱架的内腔均匀设置有钢管，所述钢管的内腔填充有混凝土，所述拱架的底部两侧均设置有支架，所述拱架的底部两端均设置有安装底座，所述拱架的左右侧壁均开设有锚孔，所述锚孔的内腔设置有锁脚锚杆，所述锁脚锚杆的底端与围岩层连接，所述钢管的外壁均匀设置有连接法兰，两组所述拱架之间连接有横拉杆。

优选的，所述拱架的外壁开设有通孔，所述钢管插接在通孔的内腔，所述拱架的左右侧壁均设置有套盘，所述套盘套接在钢管的外壁，所述套盘的外壁均匀设置有铆钉，所述套盘通过铆钉与拱架的外壁连接，所述套盘和拱架之间设置有橡胶密封垫。

优选的，所述锁脚锚杆包括锚杆体，所述锚杆体的左端安装有钻孔，所述钻孔设置在围岩层的内腔，所述锚杆体的外壁设置有连接套，所述锁脚锚杆的右端外壁套接有垫板，所述垫板的左壁设置有止浆塞，所述止浆塞与锚孔配合连接，所述垫板的右侧设置有紧固螺母。

优选的，所述拱架包括三组拱架段，且相邻两组拱架段之间通过连接件连接。

优选的，所述横拉杆的外壁设置有加强肋板，所述横拉杆通过加强肋板与拱架的外壁连接。

优选的，所述拱架的内腔设置有加强筋。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该种用于支护的组合式钢管混凝土拱架承载力高、抗弯、抗变形能力强，拱架安装完成后再喷射混凝土有保证，安全可靠度高，钢管混凝土为工厂预制，节能、安全，符合现代绿色环保施工要求，施工速度快，工期短，安装简易，经济效益好，适合于多种地质条件和环境下。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2本实用新型俯视图；

图3为本实用新型拱架和钢管连接示意图；

图4为本实用新型锁脚锚杆结构示意图。

图中：1围岩层、2拱架、3连接件、4钢管、5混凝土、6支架、7安装底座、8锚孔、9锁脚锚杆、91锚杆体、92钻孔、93连接套、94垫板、95止浆塞、96紧固螺母、10连接法兰、11横拉杆、12套盘、13铆钉。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，包括围岩层1，所述围岩层1的顶部均匀设置有拱架2，所述拱架2的外壁设置有两组连接件3，所述拱架2的内腔均匀设置有钢管4，所述钢管4的内腔填充有混凝土5，所述拱架2的底部两侧均设置有支架6，所述拱架2的底部两端均设置有安装底座7，所述拱架2的左右侧壁均开设有锚孔8，所述锚孔8的内腔设置有锁脚锚杆9，所述锁脚锚杆9的底端与围岩层1连接，所述钢管4的外壁均匀设置有连接法兰10，两组所述拱架2之间连接有横拉杆11。

其中，所述拱架2的外壁开设有通孔，所述钢管4插接在通孔的内腔，所述拱架2的左右侧壁均设置有套盘12，所述套盘12套接在钢管4的外壁，所述套盘12的外壁均匀设置有铆钉13，所述套盘12通过铆钉13与拱架2的外壁连接，通过套盘12固定钢管4，防止钢管4在通孔内滑动，造成拱架2的倒塌，所述套盘12和拱架2之间设置有橡胶密封垫，增加钢管4和拱架2之间的密封性，所述锁脚锚杆9包括锚杆体91，所述锚杆体91的左端安装有钻孔92，所述钻孔92设置在围岩层1的内腔，所述锚杆体91的外壁设置有连接套93，所述锁脚锚杆9的右端外壁套接有垫板94，所述垫板94的左壁设置有止浆塞95，所述止浆塞95与锚孔8配合连接，所述垫板94的右侧设置有紧固螺母96，通过锁脚锚杆9可稳定拱脚，又可对下部开挖起到支护作用，所述拱架2包括三组拱架段，且相邻两组拱架段之间通过连接件3连接，便于对拱架2的拆卸和安装，所述横拉杆11的外壁设置有加强肋板，所述横拉杆11通过加强肋板与拱架2的外壁连接，所述拱架2的内腔设置有加强筋。

工作原理：在具体使用时，拱架2由三组拱架段通过连接件3连接，底部两组拱架段通过安装底座7安装在围岩层1的顶部，固定拱架2，顶部拱架段底部设置支架6，增加了拱架2的稳固性，此外通过在拱架2的外壁锚孔8内安装有锁脚锚杆9可稳定拱脚，又可对下部开挖起到支护作用，两组拱架2之间用横拉杆11连接，具有更高的抗压强度和压缩变形能力，同时钢管4借助内腔填充的混凝土层5的支撑作用，增强了钢管壁的稳定性，这改变了空腔的钢管4的失稳模态，提高了空腔的钢管4的承载能力，使得钢管混凝土承载力远大于钢管4和混凝土层5单独承载力之和，并具有良好的塑性，钢管4通过套盘12与拱架2连接，防止钢管4在通孔内滑动，造成拱架2的倒塌，套盘12和拱架2之间设置有橡胶密封垫，增加钢管4和拱架2之间的密封性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，包括围岩层(1)，其特征在于：所述围岩层(1)的顶部均匀设置有拱架(2)，所述拱架(2)的外壁设置有两组连接件(3)，所述拱架(2)的内腔均匀设置有钢管(4)，所述钢管(4)的内腔填充有混凝土(5)，所述拱架(2)的底部两侧均设置有支架(6)，所述拱架(2)的底部两端均设置有安装底座(7)，所述拱架(2)的左右侧壁均开设有锚孔(8)，所述锚孔(8)的内腔设置有锁脚锚杆(9)，所述锁脚锚杆(9)的底端与围岩层(1)连接，所述钢管(4)的外壁均匀设置有连接法兰(10)，两组所述拱架(2)之间连接有横拉杆(11)。

2.根据权利要求1所述的一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，其特征在于：所述拱架(2)的外壁开设有通孔，所述钢管(4)插接在通孔的内腔，所述拱架(2)的左右侧壁均设置有套盘(12)，所述套盘(12)套接在钢管(4)的外壁，所述套盘(12)的外壁均匀设置有铆钉(13)，所述套盘(12)通过铆钉(13)与拱架(2)的外壁连接，所述套盘(12)和拱架(2)之间设置有橡胶密封垫。

3.根据权利要求1所述的一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，其特征在于：所述锁脚锚杆(9)包括锚杆体(91)，所述锚杆体(91)的左端安装有钻孔(92)，所述钻孔(92)设置在围岩层(1)的内腔，所述锚杆体(91)的外壁设置有连接套(93)，所述锁脚锚杆(9)的右端外壁套接有垫板(94)，所述垫板(94)的左壁设置有止浆塞(95)，所述止浆塞(95)与锚孔(8)配合连接，所述垫板(94)的右侧设置有紧固螺母(96)。

4.根据权利要求1所述的一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，其特征在于：所述拱架(2)包括三组拱架段，且相邻两组拱架段之间通过连接件(3)连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，其特征在于：所述横拉杆(11)的外壁设置有加强肋板，所述横拉杆(11)通过加强肋板与拱架(2)的外壁连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于支护的组合式钢管混凝土拱架，其特征在于：所述拱架(2)的内腔设置有加强筋。