[发明专利]一种格栅拱架与锁脚锚杆的定位连接装置及其施作方法

说明书

本发明涉及一种格栅拱架与锁脚锚杆的定位连接装置及其施作方法，用以实现格栅拱架与锁脚锚杆的快速可靠连接，该装置包括分别焊接在格栅拱架上的近围岩侧和远围岩侧的两块定位连接钢板，所述的锁脚锚杆的尾端依次穿过设置在近围岩侧定位连接钢板的设置在远围岩侧定位连接钢板上的锚杆孔，并且通过设置在远围岩侧定位连接钢板上的固定组件固定，钻头端插入围岩固定，所述的定位连接钢板焊接在格栅拱架两条主筋之间。与现有技术相比，本发明具有避免局部破坏、避免空间冲突、提高稳定性和承载能力、连接可靠、操作方便快捷等优点。

技术领域

本发明涉及暗挖法分步开挖施工中初期支护格栅拱架和锁脚锚杆的施工领域，尤其是涉及一种格栅拱架与锁脚锚杆的定位连接装置及其施作方法。

背景技术

在暗挖法隧道分步开挖施工中，为控制拱顶沉降和拱腰收敛，需及时设置初期支护结构，格栅拱架相较于型钢拱架的刚度较小，可充分发挥围岩的承载能力，且用钢量小，与挂网喷射混凝土配合使用，是较经济合理的初期支护形式。由于台阶分界面的围岩疏松且将要挖除，不能为格栅拱架提供支撑，故上部初期支护的格栅拱架必须通过锁脚锚杆可靠锚固于围岩。

但现有格栅拱架与锁脚锚杆多采用点焊或短焊缝连接，连接件多采用钢板或钢筋，连接部分构件自身和焊缝的承载力远小于格栅拱架和锚杆的承载能力，易导致初期支护局部破坏失效。其次，现有连接方法多以现场焊接为主，当隧道内存在围岩软弱、粉尘浓度高、涌水渗水量大等不良施工条件时，焊接质量难以保证，易脱焊漏焊，连接可靠性低。第三，现有连接件的位置多突出于格栅拱架两侧，与钢筋网片、纵向连接筋等其他初期支护构件存在空间冲突，不利于现场快速施工；在马头门等危险区域，不能实现联立或密排格栅拱架。以上因素均导致初期支护与锁脚锚杆连接不可靠、施工不方便，不能有效控制拱顶沉降。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种避免局部破坏、避免空间冲突、提高稳定性和承载能力、连接可靠、操作方便快捷的格栅拱架与锁脚锚杆的定位连接装置及其施作方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种格栅拱架与锁脚锚杆的定位连接装置，用以实现格栅拱架与锁脚锚杆的快速可靠连接，该装置包括分别焊接在格栅拱架上的近围岩侧和远围岩侧的两块定位连接钢板，所述的锁脚锚杆的尾端依次穿过设置在近围岩侧定位连接钢板的设置在远围岩侧定位连接钢板上的锚杆孔，并且通过设置在远围岩侧定位连接钢板上的固定组件固定，钻头端插入围岩固定，所述的定位连接钢板焊接在格栅拱架两条主筋之间。

所述的定位连接钢板分别与格栅拱架的横缀条和主筋焊接固定。

所述的固定组件包括焊接在远围岩侧定位连接钢板上的锚杆孔两侧的螺栓定位块、承压型大六角高强螺栓和六角头螺母，所述的锁脚锚杆的尾端开孔，承压型大六角高强螺栓分别穿过锁脚锚杆尾端和螺栓定位块上的开孔并且通过六角头螺母固定。

所述的定位连接钢板通过通长双面焊分别与横缀条和主筋焊接固定，所述的格栅拱架的横缀条作为定位连接钢板加劲肋。

所述的锚杆孔形状为圆端形，且长轴沿垂向。

一种施作方法，包括以下步骤：

1)预制场内制作格栅拱架时，在格栅拱架靠近和远离围岩两侧、主筋之间上下错位焊接定位连接钢板；

2)在螺栓定位块上开孔，并在远离围岩侧的定位连接钢板圆端形定位孔两侧焊接螺栓定位块；

3)现场施工时，一端开孔的锁脚锚杆依次穿过定位连接钢板锚杆孔，并在定位孔的引导控制下向围岩内打入锁脚锚杆后，调整锚杆钻机，将锁脚锚杆尾部的开孔与螺栓定位块上的螺栓孔对齐，再将承压型大六角高强螺栓穿过螺栓定位块和锁脚锚杆尾端的开孔，使用六角头螺母拧紧固定。

所述的定位连接钢板与格栅拱架横缀条采用双面焊，定位连接钢板与格栅拱架主筋采用通长双面焊。