[实用新型]一种隧道锁脚钢管主动承载系统

说明书

一种隧道锁脚钢管主动承载系统，包括设置在锁脚钢管正上方、并且固定在工字钢上的反力环、与锁脚钢管接触的施压装置以及给施压装置向下的力、从而向下推动锁脚钢管的顶推机构，所述顶推机构的一端铰接在反力环上、另一端与施压装置铰接。采用本实用新型提供的系统和方法，可以实现锁脚钢管主动承载，锁脚钢管不会因过大变形而失效，安装方便，材料消耗少，成本低廉。

技术领域

本实用新型涉及隧道与地下工程领域，具体是一种隧道锁脚钢管主动承载系统。

背景技术

锁脚钢管是用于控制隧道初期支护结构沉降的重要方法。锁脚钢管通常采用直径42mm～108mm的无缝钢管，外端与初期支护的工字钢焊接，内端插入到岩土体中。当初期支护工字钢向下发生沉降时，插入岩土体中的钢管外端也同步向下位移，使钢管发生弯曲从而提供向上的支承力。按照传统施工方法，锁脚钢管打入后直接与钢拱架焊接，只有工字钢发生沉降时，锁脚钢管才发生变形而发挥承载能力，只有在工字钢沉降较大时，锁脚钢管才能提供较大的承载能力，因此，锁脚钢管是一种被动承载的模式。而工字钢发生较大的沉降，往往意味着隧道围岩发生大幅度变形甚至破坏，十分不利于隧道围岩和支护结构的稳定。因此，对于容易发生大变形的隧道，非常有必要使锁脚钢管主动提供承载力，在工字钢和围岩没有发生沉降变形时就提供支撑力控制其变形。

实用新型内容

本实用新型针对隧道锁脚钢管被动承载导致其不能尽早提供支承力、不利于控制工字钢和围岩沉降的问题，提供一种通过工字钢提供反力，主动使锁脚钢管弯曲，从而立即提供支承力的隧道锁脚钢管主动承载系统。

本实用新型包括以下几种实施方案：

一种隧道锁脚钢管主动承载系统，包括设置在锁脚钢管正上方、并且固定在工字钢上的反力环、与锁脚钢管接触的施压装置以及给施压装置向下的力、从而向下推动锁脚钢管的顶推机构，所述顶推机构的一端铰接在反力环上、另一端与施压装置铰接。

本实施方式在使用时，将施压装置的弧形施压板包覆在锁脚钢管的末端，启动顶推机构的伸缩结构，通过传力钢管推动弧形施压板向下位移，使锁脚钢管发生向下弯曲，由此控制工字钢上的支承力，从而可以控制围岩的变形，相比传统施工方法，本实用新型材料消耗少，成本低，使锁脚钢管安装后即可提供承载力。

本实施方式中，所述反力环为一个带有中心圆孔的反力钢板。

本实施方式中，所述顶推机构包括伸缩结构以及分别固定连接在伸缩结构上下端的上连接件和下连接件。

本实施方式中，所述伸缩结构为机械、电动或液压推杆。

本实施方式中，所述施压装置包括一个带有中心圆孔的传力钢板和弧形施压板，所述弧形施压板固定在传力钢板的底部，所述弧形施压板面向锁脚钢管一侧设有与锁脚钢管外径相匹配的弧形定位槽。

本实施方式中，所述顶推机构的上连接件通过转轴可旋转连接在反力环上，下连接件通过转轴可旋转连接在传力钢板上。

综上所述，本实用新型通过顶推机构使锁脚钢管在工字钢和围岩沉降之前发生适度变形，主动给工字钢提供支撑力，有利于抑制围岩变形松动，通过顶推机构的行程实现工字钢沉降与锁脚钢管的变形量动态适应，锁脚钢管的变形和承载力可以动态调节，也不会因工字钢过大沉降失效，本实用新型安装工作量小，操作方便，材料消耗小，成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型一种隧道锁脚钢管主动承载系统的示意图。

图2为本实用新型反力环正视图与侧视图。

图3为本实用新型顶推机构正视图与侧视图。

图4为本实用新型施压装置正视图与侧视图。