[实用新型]一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚管固定装置

说明书

本实用新型涉及公路隧道修建中锁脚锚管固定领域，具体为一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚管固定装置。解决了锚环加工不规范、锚环与锁脚锚管的连接质量差、锁脚锚管的角度不易控制和锚环处喷射混凝土表面平整度差的问题。初期支护钢拱架上设置腹板孔位，在腹板孔位内安装有固定件，通过两组固定件之间的焊接、固定件与钢拱架之间的焊接以及固定件与锁脚锚管的焊接使得锁脚锚管相对于钢拱架固定。本装置实现了对锁脚锚管打入角度的精细化控制，充分发挥锁脚锚管的作用，同时具有较强的可操作性。

技术领域

本实用新型涉及公路隧道修建中锁脚锚管固定领域，具体为一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚管固定装置。

背景技术

山岭公路隧道支护结构按“新奥法”原理设计和施工，衬砌结构采用复合式衬砌，初期支护由钢拱架、钢筋网、系统锚杆和喷射混凝土组成，其中钢拱架是隧道初期支护的重要组成部分，主要应用于软岩、节理裂隙发育、断层破碎带和黄土隧道，旨在提高初期支护承载能力。

新奥法隧道施工中，受隧道周围岩层的不确定性、复杂性和隐蔽性等特点影响，软弱围岩隧道大多采用分部开挖，如长(短)台阶法、台阶预留核心土法等，在隧道开挖后安设钢拱架。为减少基底承载力低而引起的钢拱架下沉以及开挖引起钢拱架的悬空引起的下沉，同时保证钢拱架对限制围岩变形起到有效的支撑作用，充分发挥初期支护的承载力，传统的做法是：在拱脚处打设锁脚锚管，锁脚锚管的打入角度为与竖向夹角为30°～45°，采用焊接在钢拱架翼缘临空面的锁脚锚环将其固定，锚环、锁脚锚管、钢拱架三者之间采用焊接连接，形成整体，并完成锁脚锚管注浆充填。

在围岩荷载作用下，锁脚锚管与钢拱架形成一个受力的整体。钢拱架以锁脚锚管端部为支座，将传来的围岩荷载传递到锁脚锚管，外力可以分解为沿锁脚锚管横向和轴向的支承反力。在端部轴向荷载作用下，锁脚锚管产生轴向位移的趋势，将受到围岩提供的摩阻力。锁脚锚管在端部横向荷载作用下，产生挠曲并将端部荷载扩散到围岩中。

但是在实际施工中现场技术管理人员不够重视，锁脚锚管成为隧道钢拱架施工的一个薄弱环节，存在锚环加工不规范、锚环与锁脚锚管的连接质量差、锁脚锚管的角度不易控制和锚环处喷射混凝土表面平整度差等问题，产生钢拱架整体下沉、初期支护变形和开裂等不可控等不良现象，增加了隧道施工风险。

实用新型内容

本实用新型提供了一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚管固定装置，有效的解决了锚环加工不规范、锚环与锁脚锚管的连接质量差、锁脚锚管的角度不易控制和锚环处喷射混凝土表面平整度差的问题，本装置实现了对锁脚锚管打入角度的精细化控制，充分发挥锁脚锚管的作用，同时具有较强的可操作性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚管固定装置，其特征在于：在初期支护a钢拱架1上设置腹板孔位2，在腹板孔位2内安装有固定件3，通过两组固定件3之间的焊接、固定件3与钢拱架1之间的焊接以及固定件3与锁脚锚管5的焊接使得锁脚锚管5相对于钢拱架1固定。

所述钢拱架1上设置有两组腹板孔位2，且两组腹板孔位2的圆心连线与隧道径向轴线的夹角与锁脚锚杆5打入角度相同，均为30°～45°。

所述固定件3为U型构件，且U型构件的两边不等长，分为长边和短边，长边长度是短边长度的两倍。

所述固定件3的长边插入腹板孔位2，短角顶在钢拱架1的腹板侧边处。

所述两组固定件3分别采用长边和短边搭接后焊接方式固定。

所述两组固定件3之间、固定件3与锁脚锚管5之间以及固定件3与钢拱架1之间采用堆焊4固定。

本实用新型的有益效果为：1)实现了锁脚锚管打入角度的精细化控制，充分发挥锁脚锚管的作用，保证了钢拱架、锁脚锚管和锚环的连接质量，解决了质量薄弱点存在的问题，提高了钢拱架的整体支撑能力。