[发明专利]一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置及施工方法

说明书

本发明公开了一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置及施工方法，具体方案如下：一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，包括用于支撑围岩的钢拱架，锁脚锚管或锁脚锚杆一端插入围岩中，且锁脚锚管或锁脚锚杆另一端外露于围岩，该外露于围岩的端部与钢拱架直接连接或通过连接件与钢拱架连接；解决了现有技术中锚杆与钢拱架相互独立的对围岩进行支护的问题，有效提高了支护结构的整体稳定性，增强了锁脚支护对围岩的锚固，大幅缓解了分步开挖时尚未完全闭合的钢拱架受围岩侧向挤压发生变形甚至失效的问题，根据围岩级别预先判断采用锚管或锚杆，在保证支护强度的同时又可以避免资源浪费。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其是一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置及施工方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在隧道施工中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ及Ⅵ级围岩一般采用台阶法施工开挖，拱部钢架安装后，暂时不能封闭成环，安全质量隐患大，锁脚锚管通过约束其沿线路轴线方向的转动自由度，然而合理的锚管长度和打入角度不仅有利于控制围岩的变形，而且有助于支护结构承载力的发挥。

发明人发现，现有的施工方法是拱脚垂直于岩壁打入1～2排锚杆/管，存在的主要问题包括：

1)没有与型钢支护结构有效连接成一个整体，对围岩的支护效果较差，容易出现不能及时封闭成环，围岩的变形可能促使钢拱架发生刚体位移的问题。

2)注浆材料为普通水泥浆，强度不够且不及时。

3)没有根据围岩级别进行分类设计，全部都采用锚杆或锚管，存在资源浪费的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，将锁脚锚管/锚杆与钢拱架有效连接成一个整体，降低钢拱架发生刚体位移，保证对围岩的可靠支撑。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，包括用于支撑围岩的钢拱架，锁脚锚管或锁脚锚杆一端插入围岩中，且锁脚锚管或锁脚锚杆另一端外露于围岩，该外露于围岩的端部与钢拱架连接。

上述的联合支护装置，通过将锁脚锚管/锚杆与钢拱架刚性连接，形成一个整体，共同承担来自围岩的挤压变形和侧向力，提高了支护结果的整体稳定性，充分发挥出锚管/锚杆的锚固作用。

如上所述的一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，在一些方案中，所述锁脚锚杆为药卷锚杆，药卷锚管外露于围岩的端部弯折设置，并与所述钢拱架焊接连接。

如上所述的一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，考虑到锁脚锚管/锚杆对围岩的支护，且保证钢拱架两侧受力均衡，所述钢拱架的两侧面均设置所述的锁脚锚管或锁脚锚杆。

如上所述的一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，所述锁脚锚管通过连接件与所述钢拱架连接；

连接件为U型，U型连接件的内侧与所述钢拱架的一侧翼缘连接，U型连接件的两侧面分别与钢拱架两侧的所述的锁脚锚管连接，U型连接件绕着钢拱架设置，U型连接件与钢拱架、锁脚锚管/锚杆的焊接连接应牢固、可靠。

如上所述的一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，所述连接件与所述钢拱架、所述的锁脚锚管分别焊接连接。

如上所述的一种锁脚锚管/锚杆与钢拱架的联合支护装置，所述钢拱架为型钢钢拱架或格栅钢拱架；