一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于隧道分部开挖施工中初期支护钢拱架锁脚锚杆的施工领域，具体涉及一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒。
【背景技术】
[0002]在软弱围岩和浅埋条件下隧道分部开挖施工过程中，为控制上台阶(上分部)初期支护钢拱架沉降以及确保下台阶(下分部)开挖后上台阶(上分部)的钢拱架的生根及沉降，在上台阶(上分部)初期支护钢拱架施作时设置锁脚锚杆，以达到控制和降低钢拱架及上部结构沉降的目的。理论研究和隧道施工工程案例证明，锁脚锚杆在控制隧道上部初期支护沉降过程中起到了较好的效果。因此，锁脚锚杆的施作方法和质量保障对于确保锚固效果起着重要的作用。相关的隧道工程施工技术指南中也将锁脚锚杆施作作为一项规定工序进行要求。
[0003]锁脚锚杆的主要施工步骤是通过钻机钻孔，然后安装锚杆，锁脚锚杆与钢拱架(格栅钢架)进行连接。在一些软弱围岩中施工的锁脚锚杆一般还应包括锚杆内注浆，以提高锚杆与周围岩体的锚固能力，达到提高锚固力和增加围岩整体稳定性的目的。
[0004]锁脚锚杆的钻孔作业角度控制与作业人员的专业技能有直接关系，导致钻孔角度质量控制难度大。施工过程中锁脚锚杆与钢拱架(格栅钢架)的固定主要采用焊接的方法，可采用直接将锚杆焊接在钢拱架上，或者采用u形筋将二者连接后进行焊接。而锁脚锚杆的角度及其与钢拱架的连接是锁脚锚杆能够最大程度发挥其锚固能力，确保锚固效果的重要因素。实际施工中钻孔角度往往由于作业人员现场施工技能和作业条件限制，角度很难保证按照设计要求进行施工；锁脚锚杆与钢拱架由于是焊接，而且二者的焊接一般都是采用点焊或者线形焊接，很容易发生焊接脱落的现象，因而导致锁脚锚杆很难最大程度发挥其控制沉降的作用。
【发明内容】
[0005]本实用新型为了解决锁脚锚杆施作角度控制及其与钢拱架的连接质量等问题，以提高锁脚锚杆的锚固能力、锚固效果，达到控制沉降的目的，提供了一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒。
[0006]本实用新型采用如下技术方案:
[0007]—种隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒，所述连接钢拱架和锁脚锚杆的锚垫盒由宽度相等的连接斜板、连接直角板和支撑板焊接构成，锚垫盒的横截面为直角三角形；所述连接斜板的倾斜角度与安装锁脚锚杆处的钢拱架内弧面切线角度相等，连接斜板和连接直角板上均匀开有若干安装锁脚锚杆的锚杆孔。
[0008]所述连接斜板上的锚杆孔与连接直角板上的锚杆孔一一对应，且所对应的两个锚杆孔圆心位于同一轴线上。
[0009]所述的钢拱架为工字钢，锚垫盒的宽度至少比工字钢的翼板宽度大10cm。
[0010]本实用新型具有如下有益效果:
[0011]1、本实用新型是利用锚垫盒实现锁脚锚杆与钢拱架的连接，与传统的直接将锁脚锚杆与钢拱架焊接的方式相比，锚杆的受力更均匀，且不会出现因焊接脱落导致锚杆不能实现其锚固功能的现象；
[0012]2、本实用新型利用两点一线原理，通过锚垫盒的连接斜板、连接直角板上的锚杆孔可精确控制锁脚锚杆的安设角度，降低了施工中人为因素的影响，改善和提高了锚杆受力效果；
[0013]3、锚垫盒底板(连接斜板)与钢拱架的焊接采用四周角焊形式，二者连接可靠，不会出现焊接脱落的问题；
[0014]4、锚垫盒中三块钢板之间的焊接角度是根据锚杆安设角度进行设计确定，使连接斜板能与钢拱架的内弧面紧密贴合，可保证锚垫盒与锚杆轴线垂直，提高了锚杆受力效果;
[0015]5、锁脚锚杆与锚垫盒是通过锚垫板和紧固螺栓连接，锚杆锚固效果好，并且还可施加预应力，提高了锁脚锚杆的锚固力，达到了控制沉降的目的；
[0016]6、锚垫盒可在施工现场焊接，也可采用工厂化焊接施工，作业的标准化程度高，质量有保证，减少施工现场的动火作业，提高了作业安全性，尤其是在一些瓦斯隧道内施工，其优势更明显；
[0017]7、所述锚垫盒可利用普通钢板制成，取材广泛，施工过程中采用的设备简单，易操作实现，易进行工厂化加工，利于广泛推广使用。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构主视图；
[0019]图2为图1的侧视图；
[0020]图3为本实用新型的施工状态图；
[0021 ] 图中:1-钢拱架、2-锁脚锚杆、3-连接斜板、4-连接直角板、5-支撑板、6_锚杆孔、
7-螺栓、8-锚垫板。
【具体实施方式】
[0022]结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明:
[0023]如图1、2所示的隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒，所述连接钢拱架1和锁脚锚杆2的锚垫盒由宽度相等的连接斜板3、连接直角板4和支撑板5焊接构成，锚垫盒的横截面为直角三角形；所述连接斜板3的倾斜角度与安装锁脚锚杆2处的钢拱架1内弧面切线角度相等，连接斜板3和连接直角板4上各开有4个锚杆孔6。所述连接斜板3上的锚杆孔6与连接直角板4上的锚杆孔6 —一对应，且所对应的两个锚杆孔6圆心位于同一轴线上，利用连接斜板3和连接直角板4上的两个同轴线锚杆孔6能保证钻孔位置的准确性，精确控制锁脚锚杆的安设角度，以提高和改善锚杆的受力效果。其中，锚杆孔6的直径和宽度根据设计要求所选的锁脚锚杆2确定。
[0024]直角三角形锚垫盒的角度设计根据隧道初期支护锁脚锚杆的设计参数确定，保证锚垫盒的连接斜板3能与钢拱架工字钢的内弧面能紧密贴合，以提高锚垫盒的受力效果，连接斜板3采用周边角焊的形式与钢拱架工字钢进行焊接，焊接可采用工厂内提前焊接或施工现场焊接两种形式。每块连接斜板3和连接直角板4各均布四个锚杆孔6，每根锁脚锚杆2都需同时穿过连接斜板3和连接直角板4上锚杆孔6，通过两个同轴线但不同面的两个孔实现了对钻孔方向的控制，即利用两点一线原理使锁脚锚杆(钻孔)与锚垫盒底板(连接直角板)、锚垫板垂直。为了防止锁脚锚杆在安装过程与钢拱架工字钢发生干涉，并考虑钻孔尺寸效应、锚杆安装施工方便、锚杆上锚垫板的尺寸大小，锚垫盒的宽度至少比工字钢的翼板宽度大10cm。
[0025]待钢拱架架设完成，锚垫盒焊接固定后，利用钻杆通过锚垫盒上的锚杆孔6进行钻孔，钻孔至设计深度后，将锁脚锚杆2通过钻孔以及锚垫盒上的锚杆孔6进行安设，设计需要进行注浆施工的，待注浆结束后，安装锚杆的锚垫板8，并利用螺栓7紧固，完成锁脚锚杆的安装施工。实现了锁脚锚杆与钢拱架的固定以及对锁脚锚杆的角度控制，提高了锁脚锚杆的锚固能力、锚固效果，达到了控制沉降的目的。
【主权项】
1.一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒，其特征在于:连接钢拱架(1)和锁脚锚杆(2)的锚垫盒由宽度相等的连接斜板(3)、连接直角板(4)和支撑板(5)焊接构成，锚垫盒的横截面为直角三角形；所述连接斜板(3)的倾斜角度与安装锁脚锚杆(2)处的钢拱架(1)内弧面切线角度相等，连接斜板(3)和连接直角板(4)上均匀开有若干安装锁脚锚杆(2)的锚杆孔(6)。2.根据权利要求1所述的隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒，其特征在于:所述连接斜板(3 )上的锚杆孔(6 )与连接直角板(4 )上的锚杆孔(6 ) 一一对应，且所对应的两个锚杆孔(6)圆心位于同一轴线上。3.根据权利要求1所述的隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒，其特征在于:所述的钢拱架(1)为工字钢，锚垫盒的宽度至少比工字钢的翼板宽度大10cm。
【专利摘要】本实用新型属于隧道分部开挖施工中初期支护钢拱架锁脚锚杆的施工领域，具体涉及一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒。本实用新型为了解决锁脚锚杆施作角度控制及其与钢拱架的连接质量等问题，提供了一种隧道初期支护钢拱架锁脚锚杆用锚垫盒，所述连接钢拱架和锁脚锚杆的锚垫盒由宽度相等的连接斜板、连接直角板和支撑板焊接构成，锚垫盒的横截面为直角三角形；所述连接斜板的倾斜角度与安装锁脚锚杆处的钢拱架内弧面切线角度相等，连接斜板和连接直角板上均匀开有若干安装锁脚锚杆的锚杆孔。通过所述锚垫盒实现了锁脚锚杆与钢拱架的固定以及对锁脚锚杆的角度控制，提高了锁脚锚杆的锚固能力、锚固效果，达到了控制沉降的目的。
【IPC分类】E21D20/00
【公开号】CN205036392
【申请号】CN201520644318
【发明人】郑保才, 张俊兵, 宋力, 孙伯乐, 李达昌
【申请人】中铁三局集团有限公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年8月25日