[发明专利]锚杆-钢架联合让压初期支护结构及施工方法

权利要求书

1.锚杆-钢架联合让压初期支护结构，包括钢拱架（1）、屈曲耗能结构（2）、让压锚杆（3）和力转换杆（11），其特征在于钢拱架（1）由两个以上的弧形拱节（4）构成，弧形拱节（4）由两根型号、长度相同的H型钢并列焊接形成，其两端腹板及下翼缘开设螺栓孔，相邻的两弧形拱节（4）之间利用高强螺栓（12），通过腹板连接板（13）和下翼缘连接板（14）连接；屈曲耗能钢板（16）等间距的焊接在弧形拱节（4）外侧，其所在平面与弧形拱节（4）翼缘垂直，屈曲耗能钢板（16）外侧沿环向焊接屈曲耗能结构翼缘（15）形成屈曲耗能结构（2）；让压锚杆（3）设置在相邻两弧形拱节（4）的连接处，锚杆体（5）锚固在稳定围岩中，带有中心孔的上托盘（6）穿过锚杆体（5）前端紧贴围岩体，依次安装让压弹簧（8）、中心和四角带有孔的下托盘（7），利用锚具（9）将下托盘（7）锚定；传力杆（10）一端穿过下托盘（7）四角的孔，焊接在上托盘（6）上，另一端采用高强螺栓（12）与力转换杆（11）铰接，力转换杆（11）的另一端利用高强螺栓（12）铰接在弧形拱节（4）两腹板形成的腔内。

2.根据权利要求1所述的锚杆-钢架联合让压初期支护结构，其特征在于：所述传力杆（10）是呈弯折型的钢筋，其长直段长度大于让压弹簧（8）的长度，另一端弯折后焊接短槽钢，短槽钢翼缘开设螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的锚杆-钢架联合让压初期支护结构，其特征在于：所述传力杆（10）其长直段长度大于让压弹簧（8）的长度30~50mm，短槽钢翼缘开设螺栓孔的孔径为20~50mm。

4.根据权利要求1所述的锚杆-钢架联合让压初期支护结构，其特征在于：所述腹板连接板（13）弧度、宽度与弧形拱节（4）腹板相同；下翼缘连接板（14）弧度、宽度与弧形拱节（4）下翼缘相同。

5.锚杆-钢架联合让压初期支护结构的施工方法，其特征在于，其步骤为：

（1）制作钢拱架（1）：依据隧道断面设计图，将H型钢弯曲成与隧道断面相同的弧度，把两根型号、长度相同的H型钢并列焊接形成弧形拱节（4），在每一弧形拱节（4）两端腹板及下翼缘各开设4~6个螺栓孔，在距离弧形拱节（4）端部200~300mm的腹板中线上相对的开设螺栓孔，并在弧形拱节（4）两端上翼缘中心切口；腹板连接板（13）弧度、宽度与弧形拱节（4）腹板相同，下翼缘连接板（14）弧度、宽度与弧形拱节（4）下翼缘相同；

（2）焊接屈曲耗能结构（2）：屈曲耗能钢板（16）等间距的焊接在弧形拱节（4）外侧，其所在平面与弧形拱节（4）翼缘垂直，屈曲耗能钢板（16）外侧沿环向焊接屈曲耗能结构翼缘（15）形成屈曲耗能结构（2）；

（3）制作及施工让压锚杆（3）：上托盘（6）为中心开孔的方形钢板，中心孔直径大于锚杆体（5）的直径2~3mm，下托盘（7）为中心及四角开孔的方形钢板，其边长、厚度及中心孔尺寸与上托盘（6）相等；锚杆体（5）锚固在稳定围岩中，带有中心孔的上托盘（6）穿过锚杆体（5）前端紧贴围岩体，依次安装让压弹簧（8）、下托盘（7），利用锚具（9）将下托盘（7）锚定，四根传力杆（10）穿过下托盘（7）四角预留的孔，焊接在上托盘（6）上，构成让压锚杆（3）；

（4）安装钢拱架（1）：在让压锚杆（3）所在的断面，将带有屈曲耗能结构（2）的相邻弧形拱节（4）利用高强螺栓（12），通过腹板连接板（13）和下翼缘连接板（14）连接形成钢拱架（1）；

（5）安装力转换杆（11）：将力转换杆（11）一端与传力杆（10）采用高强螺栓（12）铰接，另一端利用高强螺栓（12）铰接在弧形拱节（4）两腹板形成的腔内；

（6）按照此步骤施工下一个工作面的让压锚杆（3）、钢拱架（1）和力转换杆（11）；

（7）待整个支护结构变形稳定后，对连接相邻两个弧形拱节（4）的高强螺栓（12）进行二次紧固。