CN217841682U - 一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，包括钢拱架、锁脚锚管和钢垫板，钢垫板焊接在钢拱架的外侧，并贴合围岩安装，在钢拱架的两拱脚位置处各配备有两根锁脚锚管，两锁脚锚管前后对称布置，分别穿过钢拱架打入围岩中，还包括长杆螺栓，在两锁脚锚管远离围岩的一端均设有安装孔，长杆螺栓横向穿过两安装孔并结合螺母将两锁脚锚管锁紧固定，且两锁脚锚管、钢垫板和长杆螺栓正好从前、后、外、内四侧将钢拱架抵紧形成一个框架整体。本实用新型采用机械连接取代了传统的焊接连接，在煤与瓦斯突出的隧道环境内，能避免发生瓦斯爆炸，极大地提高了施工的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构。
背景技术
隧道开挖后，使原有围岩的应力重新分布，进而使围岩产生了塑性变形和松弛，为了阻止被扰动后围岩的过度位移和变形，必须采用合理的支护结构来承受围岩的压力。钢拱架是隧道初期支护结构中重要的组成部分，同时又是永久支护的一部分，钢拱架本身具有较大刚度和较强的承载能力，能够在喷射混凝土未达到要求强度之前，有效的控制围岩的变形和位移，承担地层压力和约束围岩变形。若要使钢拱架对开挖后周边围岩提供支撑作用，需要对钢拱架进行锁定。通过施做锁脚锚管，并与钢拱架进行牢固的连接，使锁脚锚管与钢拱架形成一个整体，将钢拱架锚固于围岩深部，在一定程度上限制钢拱架的刚体位移，充分发挥钢拱架的刚度和强度，以便对坑道周边围岩提供较大的支护抗力，防止围岩产生有害的过度变形。
现有的锁脚锚管与钢拱架之间的连接，一般采用将锁脚锚管与钢拱架贴紧焊接的方式，但在隧道瓦斯段，煤与瓦斯突出，使用电焊进行锁脚锚管与钢拱架的焊接容易产生瓦斯爆炸。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，以取代焊接连接的方式，避免瓦斯爆炸。
为了实现上述目的，本实用新型提出了一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，包括钢拱架、锁脚锚管和钢垫板，钢垫板焊接在钢拱架的外侧，并贴合围岩安装，在钢拱架的两拱脚位置处各配备有两根锁脚锚管，两所述锁脚锚管前后对称布置，分别穿过钢拱架打入围岩中，还包括长杆螺栓，在两锁脚锚管远离围岩的一端均设有安装孔，所述长杆螺栓横向穿过两安装孔并结合螺母将两锁脚锚管锁紧固定，且两锁脚锚管、钢垫板和长杆螺栓正好从前、后、外、内四侧将钢拱架抵紧形成一个框架整体。
上述方案中：所述锁脚锚管斜向下打入围岩中，锁脚锚管相对钢垫板存在20°～40°的倾斜角度。结合岩层倾角及走向、节理发育方向等确定锁脚锚管的角度和方向。一般情况下，角度为20°，当围岩压力以垂直压力为主时，增加角度，当以水平压力为主时，减小角度。
上述方案中：所述长杆螺栓采用钢筋弯形成带有L型的防脱端头，且杆体长度大于防脱端头长度，在杆体的端头设置外螺纹用于安装螺母。由于长杆螺栓的一端为防脱端头，只用在长杆螺栓的另一端设置外螺纹并安装螺母便能将两锁脚锚管锁紧固定，有利于简化施工步骤。
上述方案中：所述锁脚锚管通过打孔注浆的方式打入围岩中，以保证锁脚锚管受力时稳定。
上述方案中：所述钢垫板焊接在钢拱架的拱脚底部上方30～50cm位置处，离钢拱架端头有一段距离，连接结构不易脱落。
上述方案中：所述钢拱架采用工字钢，所述锁脚锚管长4～5m，使得锁脚锚管具有足够的长度能打入围岩深处，确保钢拱架锚固稳定。
本实用新型的有益效果是：两锁脚锚管、钢垫板和长杆螺栓正好从前、后、外、内四侧将钢拱架抵紧形成一个框架整体，即钢拱架与锁脚锚管、钢垫板和长杆螺栓形成一个整体，锁脚锚管又锚固于围岩内，能有效限制钢拱架位移；本连接结构中锁脚锚管与钢拱架采用机械连接，取代了传统的焊接连接的方式，在煤与瓦斯突出的隧道环境内，能避免发生瓦斯爆炸，极大地提高了施工的安全性。
附图说明
图1是锁脚锚管的示意图。
图2是长杆螺栓的示意图。
图3是本实用新型的装配示意图。
具体实施方式
如图1—3所示，一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，主要由钢拱架1、锁脚锚管2、钢垫板4和长杆螺栓3组成。
钢垫板4焊接在钢拱架1的外侧，钢垫板4与钢拱架1先在加工厂完成焊接，然后运输至隧道内进行安装，钢垫板4贴合围岩安装。在钢拱架1的两拱脚位置处各配备有两根锁脚锚管2，两锁脚锚管2前后对称布置，分别穿过钢拱架1打入围岩中。
在两锁脚锚管2远离围岩的一端均设有安装孔21，长杆螺栓3横向穿过两安装孔21并结合螺母将两锁脚锚管2锁紧固定，且两锁脚锚管2、钢垫板4和长杆螺栓3正好从前、后、外、内四侧将钢拱架1抵紧形成一个框架整体。由于锁脚锚管2锚固于围岩内，能有效限制钢拱架1位移。
最好是，锁脚锚管2斜向下打入围岩中，锁脚锚管2相对钢垫板4存在20°～40°的倾斜角度。结合岩层倾角及走向、节理发育方向等确定锁脚锚管2的角度和方向，一般情况下，角度为20°，当围岩压力以垂直压力为主时，增加角度，当以水平压力为主时，减小角度。
最好是，长杆螺栓3采用钢筋弯形成带有L型的防脱端头，且杆体长度大于防脱端头长度，在杆体的端头设置外螺纹用于安装螺母。由于长杆螺栓3的一端为防脱端头，只用在长杆螺栓3的另一端设置外螺纹并安装螺母便能将两锁脚锚管2锁紧固定，有利于简化施工步骤。
最好是，锁脚锚管2通过打孔注浆的方式打入围岩中，以保证锁脚锚管2受力时稳定。
最好是，钢垫板4焊接在钢拱架1的拱脚底部上方30～50cm位置处，离钢拱架1端头有一段距离，连接结构不易脱落。
最好是，钢拱架1采用工字钢，锁脚锚管2长4～5m，使得锁脚锚管2具有足够的长度能打入围岩深处，确保钢拱架1锚固稳定。
Claims (6)
1.一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，包括钢拱架(1)、锁脚锚管(2)和钢垫板(4)，钢垫板(4)焊接在钢拱架(1)的外侧，并贴合围岩安装，在钢拱架(1)的两拱脚位置处各配备有两根锁脚锚管(2)，两所述锁脚锚管(2)前后对称布置，分别穿过钢拱架(1)打入围岩中，其特征在于：还包括长杆螺栓(3)，在两锁脚锚管(2)远离围岩的一端均设有安装孔(21)，所述长杆螺栓(3)横向穿过两安装孔(21)并结合螺母将两锁脚锚管(2)锁紧固定，且两锁脚锚管(2)、钢垫板(4)和长杆螺栓(3)正好从前、后、外、内四侧将钢拱架(1)抵紧形成一个框架整体。
2.根据权利要求1所述的一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，其特征在于：所述锁脚锚管(2)斜向下打入围岩中，锁脚锚管(2)相对钢垫板(4)存在20°～40°的倾斜角度。
3.根据权利要求1所述的一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，其特征在于：所述长杆螺栓(3)采用钢筋弯形成带有L型的防脱端头，且杆体长度大于防脱端头长度，在杆体的端头设置外螺纹用于安装螺母。
4.根据权利要求1所述的一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，其特征在于：所述锁脚锚管(2)通过打孔注浆的方式打入围岩中。
5.根据权利要求1所述的一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，其特征在于：所述钢垫板(4)焊接在钢拱架(1)的拱脚底部上方30～50cm位置处。
6.根据权利要求1所述的一种隧道钢拱架与锁脚锚管机械连接结构，其特征在于：所述钢拱架(1)采用工字钢，所述锁脚锚管(2)长4～5m。
Priority Applications (1)
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2022
- 2022-09-05 CN CN202222350561.7U patent/CN217841682U/zh active Active
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