一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构，在安装架设好钢拱架的拱脚两侧纵向紧密插入槽钢，钢拱架拱脚与槽钢进行焊接连接，喷射初支混凝土至拱脚上方20～30cm处；钢拱架拱脚和钢拱架仰拱通过连接钢板进行螺栓连接，使初支钢拱架闭合成环；在钢拱架拱脚两端打设锁脚锚杆，锁脚锚杆尾端通过U字形钢筋焊接于拱脚钢拱架上，对仰拱和拱脚部位喷射混凝土。本实用新型专利技术在隧道拱脚处通过螺栓连接拱脚钢拱架和钢拱架仰拱，可以有效保证初支拱架闭合成环的效果，显著提高初支拱架的整体刚性和安全性。初支拱架的整体刚性和安全性。初支拱架的整体刚性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构


[0001]本技术涉及隧道工程
，更具体的说，涉及一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构。

技术介绍

[0002]随着中国公路网的建设，公路建设中涌现了大量的隧道工程，当隧道穿越软弱围岩黄土地区或地质环境较为恶劣的区域时，隧道必需设计初支仰拱拱架，初期支护闭合成环能够保证初支结构的受力更加合理，但是在进行隧道初支支护仰拱和上部拱架拱脚处连接的过程中，现场施工过程中经常会出现了仰拱与上部结构拼接不上的现象，导致初支拱架无法闭合成环，严重影响初支结构的承载力。特别是在黄土或破碎围岩的浅埋段，初支拱架没有闭合成环会对隧道的结构安全产生较大的威胁。因此，如何有效的保证软弱围岩初支结构中初支拱架的闭合成环成为设计及施工过程中高度关注的问题。
[0003]目前针对软如围岩条件下初支拱架仰拱与上部结构在拱脚处的连接设计为，通过一个小的圆弧倒角进行焊接连接，但是在实际施工过程中由于型钢拱架材料的特性，一般无法达到设计所需的半径倒角，现场加工效果并不理想，主要原因是处理手段的技术缺陷，导致处理的效果不理想。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本技术提出一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构，采用仰拱与上部结构通过垫板进行螺栓连接，可以有效保证初支拱架闭合成环的效果，而且施工比较方便，从处理效果和经济效益等方面的综合考虑，对保证现场施工过程中初支拱架闭合成环具有良好的效果。
[0005]一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构，包括：钢拱架拱脚1、钢拱架仰拱2、仰拱连接钢板3、螺栓3、拱脚连接钢板5、槽钢6，锁脚锚杆7和U字形钢筋8，其中：
[0006]所述钢拱架拱脚1和钢拱架仰拱2均为工字钢；所述仰拱连接钢板3上设置有螺栓孔31；
[0007]所述槽钢6设置于钢拱架拱脚1底部且纵向落底，槽钢6通过拱脚连接钢板5与钢拱架拱脚1以焊接方式连接，钢拱架仰拱2与钢拱架拱脚1通过仰拱连接钢板3进行螺栓连接，使得钢拱架仰拱2与钢拱架拱脚1连接闭合成环；
[0008]所述钢拱架拱脚1两侧分别以30～45
°
外插角锚入若干根锁脚锚杆7，每侧钢拱架拱脚1一端对应2根锁脚锚杆7，锁脚锚杆7尾端通过U字形钢筋8焊接连接。
[0009]上述用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构的施工方法如下：
[0010]A. 初期支护钢拱架拱脚处通过连接钢板与槽钢连接进行落底，钢拱架拱脚与连接钢板、连接钢板与槽钢通过焊接连接；
[0011]B. 钢拱架拱脚与钢拱架仰拱通过两块连接钢板进行锚栓连接使初支拱架闭合成
环，两块连接钢板分别焊接在拱脚钢拱架上和仰拱端头处；
[0012]C. 将锁脚锚杆在拱脚两端进行打设，拱脚每端打设两根锁脚锚杆，所述锁脚锚杆以30～45
°
外插角打入围岩，锁脚锚杆端部通过U字形钢筋焊接于拱脚钢拱架上。
[0013]本技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0014]（1）本技术在隧道钢拱架拱脚和仰拱连接采用的方法是，先让钢拱架拱脚落底，然后仰拱与拱脚通过螺栓连接的方式解决仰拱闭合成环的问题；不需要加工小半径圆弧钢拱架，并且型钢连接体系简单，施工方便，工程实践性强。
[0015]（2）本技术可以在拱脚处位置处进行现场焊接安装，施工方便，操作难度低，便于工人搬运模板的各部件，闭合成环后的型钢支撑结构体系满足结构设计的要求，具有很好的应用前景和推广价值。
附图说明
[0016]图1为本技术的结构示意图；
[0017]图2为本技术钢拱架拱脚与仰拱连接结构示意图；
[0018]图3为图2中仰拱连接钢板示意图；
[0019]图4为图2中钢拱架拱脚结构示意图；
[0020]图5为图4中拱脚连接钢板示意图；
[0021]图6为U字形钢筋示意图；
[0022]其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
[0023]钢拱架拱脚1、钢拱架仰拱2、仰拱连接钢板3、螺栓孔31、螺栓4、拱脚连接钢板5、槽钢6，锁脚锚杆7和U字形钢筋8。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例
[0025]如图1所示，一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接的结构设计，包括隧道拱脚和仰拱钢拱架，隧道钢拱架拱脚1通过拱脚连接钢板5与槽钢6进行焊接连接，隧道拱脚通过槽钢6落在基底围岩上，钢拱架拱脚1两侧分别锚入有若干根锁脚锚杆7，本实施例的注浆锁脚锚杆7优选为直径22mm的钢筋，锁脚锚杆端部通过U字形钢筋8进行焊接连接。隧道仰拱钢拱架2通过两块仰拱连接钢板3与钢拱架拱脚1进行螺栓连接。
[0026]如图2～5所示，钢拱架拱脚1为工字钢，拱脚连接钢板5与槽钢6焊接固定，锁脚锚杆7的第一端通过U字形钢筋8焊接固定于钢拱架拱脚1上，钢拱架仰拱2为工字钢，仰拱2与拱脚1通过仰拱连接钢板3进行螺栓连接。
[0027]一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接的结构设计，其方法如下：
[0028]A. 首先开隧道挖仰拱部围岩，钢拱架拱脚1底端与拱脚连接钢板5进行焊接连接，安装架设拱脚处钢拱架，在隧道钢拱架拱脚两侧纵向紧密插入1m长的槽钢6，槽钢6与拱脚连接钢板5进行焊接连接，喷射初支混凝土至拱脚上方20~30cm处。
[0029]B. 在钢拱架拱脚1侧面焊接拱脚连接钢板5，钢拱架仰拱2的两端焊接仰拱连接钢板3，在每块连接钢板3上钻6个直径22mm的螺栓孔31，钢拱架拱脚1和钢拱架仰拱2通过仰拱连接钢板3进行螺栓连接，使初支钢拱架闭合成环。
[0030]C. 将锁脚锚杆7在钢拱架拱脚1两端进行打设，拱脚每端打设两根锁脚锚杆7，所述锁脚锚杆7以30～45
°
外插角打入围岩，锁脚锚杆端部通过U字形钢筋8焊接于拱脚钢拱架1上，对仰拱和拱脚部位喷射混凝土。
[0031]按照上述实施例，在安装架设好钢拱架的拱脚两侧纵向紧密插入槽钢，钢拱架拱脚与槽钢进行焊接连接，喷射初支混凝土至拱脚上方20~30cm处；钢拱架拱脚和钢拱架仰拱通过连接钢板进行螺栓连接，使初支钢拱架闭合成环；在钢拱架拱脚两端打设锁脚锚杆，锁脚锚杆尾端通过U字形钢筋焊接于拱脚钢拱架上，对仰拱和拱脚部位喷射混凝土。本技术在隧道拱脚处通过螺栓连接拱脚钢拱架和钢拱架仰拱，可以有效保证初支拱架闭合成环的效果，显著提高初支拱架的整体刚性和安全性。
[0032]上面结合实施例对本技术的实例作了详细说明，但是本技术并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于软弱围岩隧道初期支护仰拱与拱脚部位连接结构，包括：钢拱架拱脚（1）、钢拱架仰拱（2）、仰拱连接钢板（3）、螺栓（4）、拱脚连接钢板（5）、槽钢（6），锁脚锚杆（7）和U字形钢筋（8），其特征在于：所述钢拱架拱脚（1）和钢拱架仰拱（2）均为工字钢；所述仰拱连接钢板（3）上设置有螺栓孔（31）；所述槽钢（6）设置于钢拱架拱脚（1）底部且纵向落底，槽钢（6）通过拱脚连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：何信，程强，张涛，张天喜，贾彦兵，郜中阳，张川川，郭震山，姚广，赵雪峰，
申请(专利权)人：山西省交通科技研发有限公司，
类型：新型
国别省市：