一种锁脚锚杆支护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种锁脚锚杆支护系统，包括中空杆体、止浆塞、连接钢板、钢拱架、连接角钢、球形螺母和垫板，其中：在所述钢拱架靠近围岩侧的腹板处开一个矩形孔，所述连接钢板穿过矩形孔后与钢拱架焊接。与现有技术相比，本实用新型专利技术的积极效果是：(一)采用预应力锚杆配合连接钢板作为锁脚锚杆，可为钢拱架提供径向约束力，减小净空收敛量；(二)采用新型止浆塞和注浆接口装置，提高了注浆效率；(三)采用新型止浆塞和注浆接口装置，可在注浆时保持注浆压力，使注浆更饱满，砂浆渗透填满的围岩裂隙更多，使得围岩更加稳定、承载锁脚锚杆能力的更强，可减小钢拱架下沉量。

【技术实现步骤摘要】
一种锁脚锚杆支护系统
本技术涉及一种锁脚锚杆支护系统。
技术介绍
现有锁脚锚杆支护方法沿用多年，但其效果始终有所欠缺。特别是存在锁脚锚管与钢拱架之间连接不够牢靠，导致锁脚锚管起不到应有的作用；并且现有注浆方法简单，无法实现高压劈裂注浆，导致注浆后起不到良好的支护效果。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本技术提出了一种锁脚锚杆支护系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锁脚锚杆支护系统，包括中空杆体、止浆塞、连接钢板、钢拱架、连接角钢、球形螺母和垫板，其中：在所述钢拱架靠近围岩侧的腹板处开一个矩形孔，所述连接钢板穿过矩形孔后与钢拱架焊接。与现有技术相比，本技术的积极效果是：(一)采用预应力锚杆配合连接钢板作为锁脚锚杆，可为钢拱架提供径向约束力，减小净空收敛量；(二)采用新型止浆塞和注浆接口装置，提高了注浆效率；(三)采用新型止浆塞和注浆接口装置，可在注浆时保持注浆压力，使注浆更饱满，砂浆渗透填满的围岩裂隙更多，使得围岩更加稳定、承载锁脚锚杆能力的更强，可减小钢拱架下沉量。附图说明本技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为锁脚锚杆支护体系结构总体图；图2为锁脚锚杆支护体系结构俯视图；图3为止浆塞的使用图；图4为注浆接口装置的结构示意图；图中附图标记为：中空杆体1、排气管2、止浆塞3、连接钢板4、钢拱架5、枕木6、加强钢筋7、连接角钢8、球形螺母9、垫板10、围岩11、连接套筒12、三通阀13、液压表14、快速接头15、两通阀16、注浆管17、排气软管21、排气硬管22。具体实施方式一种锁脚锚杆支护系统，如图1和图2所示，包括：中空杆体1、排气管2、止浆塞3、连接钢板4、钢拱架5、枕木6、加强钢筋7、连接角钢8、球形螺母9、垫板10等，其中：(1)锁脚锚杆与钢拱架连接结构设计在以往的结构中，锁脚锚管与钢拱架的连接方式为用两根L型钢筋焊接连接，这种方式焊接面积小，能承受的力值较小，在受到较大力作用下焊接处易分裂，导致锁脚锚管与钢拱架的连接断开，无法起到支护钢拱架的作用。而在本技术中，先于钢拱架5靠近围岩侧的腹板处开一个竖直的矩形孔，连接钢板4穿过矩形孔后再与钢拱架5焊接，如图2所示，矩形孔为竖直方向，与主要应力方向基本一致。并且还能提供一个对钢拱架5径向的约束力，减小净空收敛量。再用连接角钢8将中空杆体1与钢拱架5焊接连接为一体，增强了中空杆体1与钢拱架5的整体性。(2)高压注浆方案设计在以往的注浆方式中，存在着这样两难的问题：注浆后若是取走注浆管则会导致砂浆回流造成注浆饱满度下降；若是不取走注浆管等待砂浆凝固后再取走则会影响施工进度。在本技术中，则设计了新的注浆方式和注浆装置，以解决此两难问题。止浆塞3的内径使其与锚杆体为过盈配合，为“喇叭状”开口，前端尺寸为24mm，后端尺寸为25.5mm，有1mm过盈量，以此封堵止浆塞3与中空杆体1之间的间隙。止浆塞3的原材料为邵氏硬度为65A的橡胶材料，使其在刚性足够时还具有一定的压缩性；所述排气管2包括安装在止浆塞排气孔内的排气硬管22(为金属排气管)及排气硬管22两端连接的排气软管21；所述止浆塞3通过金属排气管22排气，防止排气孔在止浆塞压缩时被封堵。止浆塞3的使用如图3所示，采用新型注浆塞，可在注浆时保持注浆压力，使注浆更饱满，砂浆渗透填满的围岩裂隙更多，使得围岩11更加稳定、承载锁脚锚杆的能力更强，可减小钢拱架下沉量。此外，止浆塞还配合注浆接口装置使用，所述注浆接口装置结构如图4所示，包括：连接套筒12、三通阀13、液压表14、快速接头15、两通阀16、注浆管17等，其中：所述连接套筒12一端连接中空杆体1，另一端连接三通阀13，三通阀13带有液压表14，可实时观察注浆压力大小。快速接头15由两部分构成，一部分于三通阀13上，一部分在两通阀16上，这样三通阀1与两通阀16通过快速接头15连接，两通阀16再与注浆机的注浆管17相连。注浆前，先将三通阀13与中空杆体1连接、两通阀16与注浆机的注浆管17连接，再将快速接头15连接起来。在注浆完成后，关闭三通阀13进行保压。同时可取走两通阀16对下一根锁脚锚杆进行注浆；待砂浆稍凝固后可取下三通阀13。该种注浆接口装置同时解决以下问题：1.因注浆结束后立即取走注浆管导致注浆不饱满；2.注浆结束后等砂浆凝固再取走注浆管导致工期延长。(3)其他结构设计枕木6垫于钢拱架5下方，可增大钢拱架5与隧道开挖水平面的受力面积，从而减小钢拱架的初期沉降量。加强钢筋7在中空杆体1完成注浆后在放入杆体内部，以增强中空杆体的抗弯性能，提高杆体的支护效果。具体的支护过程如下：(1)安装钢拱架5，在安装前钢拱架5脚下先垫枕木6，再将连接钢板4与钢拱架5焊接连接；(2)成孔，锚孔角度向下倾斜15°～20°；(3)成孔后送入锚固剂，再将中空杆体1送入锚孔顶部，旋转中空杆体，破碎树脂锚固剂；(4)待树脂锚固剂凝固后，安装注浆塞3、排气管2、垫板10、球形螺母9并施加预应力；(5)安装注浆接口装置进行注浆，注浆完成后再装入加强钢筋7并焊接连接角钢8。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锁脚锚杆支护系统，其特征在于：包括中空杆体、止浆塞、连接钢板、钢拱架、连接角钢、球形螺母和垫板，其中：在所述钢拱架靠近围岩侧的腹板处开一个矩形孔，所述连接钢板穿过矩形孔后与钢拱架焊接。/n

【技术特征摘要】
1.一种锁脚锚杆支护系统，其特征在于：包括中空杆体、止浆塞、连接钢板、钢拱架、连接角钢、球形螺母和垫板，其中：在所述钢拱架靠近围岩侧的腹板处开一个矩形孔，所述连接钢板穿过矩形孔后与钢拱架焊接。


2.根据权利要求1所述的一种锁脚锚杆支护系统，其特征在于：所述矩形孔为竖直方向。


3.根据权利要求1所述的一种锁脚锚杆支护系统，其特征在于：所述中空杆体与钢拱架通过连接角钢焊接为一体。


4.根据权利要求1所述的一种锁脚锚杆支护系统，其特征在于：在所述止浆塞的排气孔内安装有排...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令喜，冯科，袁松，顾坤，朱永豪，张生，赵虎强，
申请(专利权)人：中铁隆昌铁路器材有限公司，四川省交通勘察设计研究院有限公司，新疆北新路桥集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51