一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构，其包括沿着隧道纵向间隔布置的多榀型钢钢拱架，每榀所述型钢钢拱架通过锁脚锚管连接装置锚固在隧道壁上；相邻所述型钢钢拱架之间通过可伸缩的纵向连接装置相互连接。本发明专利技术结构简单、安装使用方便，通过型钢钢拱架与纵向连接装置、锁脚装置之间的拼装连接，免除了焊接，避免了焊接引起的施工速度慢、污染、质量难保证等相关问题；同时通过在型钢钢拱架预焊钢板，并在钢板上预留孔洞，可利用孔洞进行导向钻孔，方便施工。

Steel reinforced steel frame free welding supporting structure for tunnel initial support construction

The invention discloses a method for tunnel construction steel frame free welding supporting structure, which comprises along steel reinforced steel arch tunnel longitudinal arrangement, each of the pin type steel arch locking anchor pipe connecting device is anchored in the walls of the tunnel through the adjacent steel; steel arch frame connected by vertical telescopic connecting device. The invention has the advantages of simple structure, convenient installation and use, through type steel arch connecting and assembling longitudinal connecting device, between the feet lock device, avoid welding, to avoid the problems related to the construction speed is slow, caused by pollution, difficult to guarantee the quality of welding; at the same time through pre welding of steel plate arch in steel, and reserved holes on the plate, can guide the use of drilling holes, convenient construction.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种隧道初期支护装置，属于隧道施工工程
，具体涉及一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构。
技术介绍
目前，复合式衬砌在我国隧道工程中广泛应用，根据新奥法设计理念，初期支护是主要承载结构。隧道初期支护是由喷射混凝土、锚杆、钢架等组成的联合支护体系，其中钢架具有较大的支护强度和刚度，能够显著增强初期支护能力。为了增加每榀钢架的整体稳定性，相邻钢架间常采用纵向连接钢筋进行连接；为了将钢架锚固在围岩深部，充分发挥钢架的刚度和强度，钢架台阶脚部常设置锁脚锚管。传统的纵向连接钢筋及锁脚与钢架采用焊接连接，现有的技术存在以下问题：1、隧道内焊接存在施工速度慢的问题，不符合软弱围岩隧道施工十八字方针中“早封闭”的要求；2、焊接产生大量有毒气体，污染环境，不利于施工人员的职业健康；3、由于现场焊接有仰焊、且作业空间狭窄，焊接质量难以保证；4、瓦斯隧道中进行焊接作业对通风要求较高，存在一定安全隐患。在中国技术专利CN205477642U中公开了一种长大深埋瓦斯突出隧道无焊支护结构，由初期支护钢架和超前支护钢骨架构成，初期支护钢架由多榀拱架组成，拱架通过锚固在隧道壁上的锁脚锚管和螺母固定连接；相邻拱架之间通过纵向连接拉杆和螺母固定连接；所述超前支护钢骨架包括多根前伸并灌浆锚固的无缝钢管形成管棚结构，每根无缝钢管对应一灌浆孔，多个灌浆孔沿隧道控制轮廓线的上部和左右帮分布成两排，两排灌浆孔相互错位，且无缝钢管在遇煤层时具有穿出煤层的部分，超前支护钢骨架还包括沿隧道壁向外倾斜40～50°插入岩层或煤层并灌浆锚固的多根花管结构的超前小导管。该结构存在通用性较差、不能根据锁脚锚管的实际工况调整锚管与钢拱架之间的倾角、不能保证锚管与钢拱架的稳定连接的技术问题，同时也无法实现钢拱架纵向的快速稳定的连接。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构，其不仅结构简单、装配方便，而且能够有效地避免了隧道焊接施工引起的施工速度慢、污染、质量难保证等相关问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用了这样一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构，其包括沿着隧道纵向间隔布置的多榀型钢钢拱架；每榀所述型钢钢拱架通过锁脚锚管连接装置锚固在隧道壁上；相邻所述型钢钢拱架之间通过可伸缩的纵向连接装置相互连接；所述锁脚锚管连接装置包括固接在所述型钢钢拱架上的导向钢板，所述导向钢板上设有供锁脚锚管穿过的导向孔；所述导向钢板中的导向孔上安装有锚固接头；所述锚固接头由锚头专用螺栓、螺母和两组楔形垫片组成；所述锚头专用螺栓穿过导向孔，所述两组楔形垫片套在锚头专用螺栓上并分别位于所述导向钢板的内外两面，所述螺母拧紧在锚头专用螺栓上，将两组楔形垫片与导向钢板内外两面紧密贴合，所述锚头专用螺栓的中心轴线与所述导向钢板的端面倾斜；所述锚头专用螺栓的轴线方向设置有贯穿注浆管道；所述锚头专用螺栓的内端与锁脚锚管相连；所述锁脚锚管安装于隧道壁内；所述可伸缩的纵向连接装置包括两个平行布置的可伸缩的连接单元；每个所述可伸缩的连接单元由一个双头螺纹套筒、两个纵向连接筋和两个限位板组成；每个所述纵向连接筋的一端设置有可与所述双头螺纹套筒螺纹配合连接的外螺纹，另一端的端部固接有与其中心轴线垂直的一个所述限位板；两个所述可伸缩的连接单元之间通过连接器相互连接；所述连接器的两端设置有可与所述纵向连接筋滑动配合连接的连接孔；所述可伸缩的纵向连接装置的一个可伸缩的连接单元安装于相邻所述型钢钢拱架的钢腹板之间且与两个所述钢腹板沿隧道纵向顶接，所述可伸缩的纵向连接装置的另一个可伸缩的连接单元安装于相邻所述型钢钢拱架的翼缘板的外侧且与两个所述翼缘板沿隧道纵向压接。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述每组楔形垫片包括楔形橡胶垫板和平钢垫板；所述楔形橡胶垫板和所述平钢垫板同轴套装在所述锚头专用螺栓上；所述平钢垫板的一端面与所述楔形橡胶垫板的楔形端面贴合，所述平钢垫板的另一端面与所述导向钢板的导向孔端面贴合；所述楔形橡胶垫板的平端面通过连接在所述锚头专用螺栓上的螺母限位固定。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述楔形橡胶垫板内端面与垫板轴线倾斜，外端面与垫板轴线垂直。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述锚头专用螺栓包括六角螺栓头；所述六角螺栓头位于锚头专用螺栓外端；所述螺母与锚头专用螺栓内端外螺纹配合，所述两组楔形垫片和导向钢板的导向孔位于螺母与锚头专用螺栓的六角螺栓头之间。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述锚头专用螺栓的外端布置有与所述注浆管道连通的注浆接头。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述导向钢板预焊于所述翼缘板上且与隧道壁面平行布置；所述导向孔对称设置于隧道钢架两旁的导向钢板上。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述锚头专用螺栓的内端的外螺纹与锁脚锚管外端的内螺纹相配合。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述限位板为L形角钢限位板；所述L形角钢限位板包括相互垂直的连接部和限位部；所述连接部沿着所述可伸缩的连接单元的轴线方向与所述可伸缩的连接单元焊接；所述限位部与所述可伸缩的连接单元的轴线相互垂直。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述纵向连接装置的一个可伸缩的连接单元与相邻所述型钢钢拱架的八字结沿隧道纵向顶接；所述纵向连接装置的另一个可伸缩的连接单元与相邻所述型钢钢拱架的钢拱架沿隧道纵向压接，即两个可伸缩的连接单元一个对型钢钢拱架施加沿隧道纵向的顶推力、一个对型钢钢拱架施加沿隧道纵向的压拉力，从而实现型钢钢拱架纵向的稳定连接。在本专利技术的一种优选实施方案中，所述可伸缩的纵向连接装置沿着所述型钢钢拱架的环向等间距布置；连接于同一型钢钢拱架两端的两组纵向连接装置交错布置。本专利技术的有益效果是：本专利技术结构简单、安装使用方便，通过型钢钢拱架与锁脚锚管之间的拼装连接，免除了焊接，避免了焊接引起的施工速度慢、污染、质量难保证等相关问题；同时通过在型钢钢拱架预焊钢板，并在钢板上预留孔洞，可利用孔洞进行导向钻孔，方便施工；而专门设计的锚固接头可以根据具体要求替换楔度不同的楔形橡胶垫板从而实现钢架与锁脚锚管倾角的调整；通过设置锚固接头并在锚固接头内预留注浆孔，方便连接与施工，加快安装速度，通过设置可伸缩的纵向连接装置对型钢钢拱架进行限位固定，提高了安装速度，矫正灵活方便，确保在钢架安装允许偏差范围内连接的可调性。附图说明图1是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的结构示意图；图2是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的沿隧道纵向的主视图；图3是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的沿隧道纵向的俯视图；图4是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的锁脚锚管连接装置的导向钢板结构示意图；图5是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的锁脚锚管连接装置的结构示意图；图6是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的锁脚锚管连接装置爆炸示图；图7是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的锁脚锚管连接装置的锚固接头结构示意图；图8是本专利技术实施例一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构的锁脚锚管连接装置的锚头专用螺栓的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构，包括沿着隧道纵向间隔布置的多榀型钢钢拱架(A)；每榀所述型钢钢拱架(A)通过锁脚锚管连接装置(B)锚固在隧道壁上；相邻所述型钢钢拱架(A)之间通过可伸缩的纵向连接装置(C)相互连接；其特征在于：所述锁脚锚管连接装置(B)包括固接在所述型钢钢拱架(A)上的导向钢板(B‑2)，所述导向钢板(B‑2)上设有供锁脚锚管(B‑4)穿过的导向孔(B‑2‑1)；所述导向钢板(B‑2)中的导向孔(B‑2‑1)上安装有锚固接头(B‑3)；所述锚固接头(B‑3)由锚头专用螺栓(B‑3‑1)、螺母(B‑3‑4)和两组楔形垫片组成；所述锚头专用螺栓(B‑3‑1)穿过导向孔(B‑2‑1)，所述两组楔形垫片套在锚头专用螺栓(B‑3‑1)上并分别位于所述导向钢板(B‑2)的内外两面，所述螺母(B‑3‑4)拧紧在锚头专用螺栓(B‑3‑1)上，将两组楔形垫片与导向钢板(B‑2)内外两面紧密贴合，所述锚头专用螺栓(B‑3‑1)的中心轴线与所述导向钢板(B‑2)的端面倾斜；所述锚头专用螺栓(B‑3‑1)的轴线方向设置有贯穿注浆管道(B‑3‑1‑3)；所述锚头专用螺栓(B‑3‑1)的内端与锁脚锚管(B‑4)相连；所述锁脚锚管(B‑4)安装于隧道壁内；所述可伸缩的纵向连接装置(C)包括两个平行布置的可伸缩的连接单元(C‑3)；每个所述可伸缩的连接单元(C‑3)由一个双头螺纹套筒(C‑5)、两个纵向连接筋(C‑6)和两个限位板(C‑8)组成；每个所述纵向连接筋(C‑6)的一端设置有可与所述双头螺纹套筒(C‑5)螺纹配合连接的外螺纹(C‑7)，另一端的端部固接有与其中心轴线垂直的一个所述限位板(C‑8)；两个所述可伸缩的连接单元(C‑3)之间通过连接器(C‑4)相互连接；所述连接器(C‑4)的两端设置有可与所述纵向连接筋(C‑6)滑动配合连接的连接孔(C‑4a‑1)；所述可伸缩的纵向连接装置(C)的一个可伸缩的连接单元(C‑3)安装于相邻所述型钢钢拱架(A)的钢腹板(A‑2)之间且与两个所述钢腹板(A‑2)沿隧道纵向顶接，所述可伸缩的纵向连接装置(C)的另一个可伸缩的连接单元(C‑3)安装于相邻所述型钢钢拱架(A)的翼缘板(A‑1)的外侧且与两个所述翼缘板(A‑1)沿隧道纵向压接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构，包括沿着隧道纵向间隔布置的多榀型钢钢拱架(A)；每榀所述型钢钢拱架(A)通过锁脚锚管连接装置(B)锚固在隧道壁上；相邻所述型钢钢拱架(A)之间通过可伸缩的纵向连接装置(C)相互连接；其特征在于：所述锁脚锚管连接装置(B)包括固接在所述型钢钢拱架(A)上的导向钢板(B-2)，所述导向钢板(B-2)上设有供锁脚锚管(B-4)穿过的导向孔(B-2-1)；所述导向钢板(B-2)中的导向孔(B-2-1)上安装有锚固接头(B-3)；所述锚固接头(B-3)由锚头专用螺栓(B-3-1)、螺母(B-3-4)和两组楔形垫片组成；所述锚头专用螺栓(B-3-1)穿过导向孔(B-2-1)，所述两组楔形垫片套在锚头专用螺栓(B-3-1)上并分别位于所述导向钢板(B-2)的内外两面，所述螺母(B-3-4)拧紧在锚头专用螺栓(B-3-1)上，将两组楔形垫片与导向钢板(B-2)内外两面紧密贴合，所述锚头专用螺栓(B-3-1)的中心轴线与所述导向钢板(B-2)的端面倾斜；所述锚头专用螺栓(B-3-1)的轴线方向设置有贯穿注浆管道(B-3-1-3)；所述锚头专用螺栓(B-3-1)的内端与锁脚锚管(B-4)相连；所述锁脚锚管(B-4)安装于隧道壁内；所述可伸缩的纵向连接装置(C)包括两个平行布置的可伸缩的连接单元(C-3)；每个所述可伸缩的连接单元(C-3)由一个双头螺纹套筒(C-5)、两个纵向连接筋(C-6)和两个限位板(C-8)组成；每个所述纵向连接筋(C-6)的一端设置有可与所述双头螺纹套筒(C-5)螺纹配合连接的外螺纹(C-7)，另一端的端部固接有与其中心轴线垂直的一个所述限位板(C-8)；两个所述可伸缩的连接单元(C-3)之间通过连接器(C-4)相互连接；所述连接器(C-4)的两端设置有可与所述纵向连接筋(C-6)滑动配合连接的连接孔(C-4a-1)；所述可伸缩的纵向连接装置(C)的一个可伸缩的连接单元(C-3)安装于相邻所述型钢钢拱架(A)的钢腹板(A-2)之间且与两个所述钢腹板(A-2)沿隧道纵向顶接，所述可伸缩的纵向连接装置(C)的另一个可伸缩的连接单元(C-3)安装于相邻所述型钢钢拱架(A)的翼缘板(A-1)的外侧且与两个所述翼缘板(A-1)沿隧道纵向压接。2.根据权利要求1所述的一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构，其特征在于：所述每组楔形垫片包括楔形橡胶垫板(B-3-2)和平钢垫板(B-3-3)；所述楔形橡胶垫板(B-3-2)和所述平钢垫板(B-3-3)同轴套装在所述锚头专用螺栓(B-3-1)上；所述平钢垫板(B-3-3)的一端面与所述楔形橡胶垫板(B-3-2)的楔形端面贴合，所述平钢垫板(B-3-3)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖明清，焦齐柱，杨剑，廖辉，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42