一种用于隧道钢拱架锁脚锚管定位环焊接的装置的制作方法

本实用新型属于隧道施工技术领域，具体涉及一种用于隧道钢拱架锁脚锚管定位环焊接的装置。

背景技术：

隧道开挖后，会使原有的围岩平衡状态被打破，周边围岩和拱顶产生了塑性变化和松弛，为了阻止被开挖扰动后的围岩的过度位移和变形，减少下沉和收敛，必须有合理的支护结构来约束承受围岩的压力，钢拱架是软弱、黄土围岩隧道初期支护结构中重要的组成部分，也是隧道混凝土二衬施工前支护的重要内容，虽然拱架本身是有一定钢度、强度和承载能力，能在喷射混凝土未达到强度之前有效控制围岩变形，但隧道开挖后围岩千变万化，为了及时快速满足隧道开挖后支护成环施工要求，防止隧道坍塌，必须抓住最佳时间完成开挖后软弱围岩的支护成环，拱架是支护成环的重要手段，锁脚锚管与钢拱架连接成整体加固技术是将锁脚锚管通过定位环打入，使打入后的锚管充分发挥支撑作用，对周边围岩提供较大的支护抗力，阻止围岩产生过度变形。主要作用是尽可能的限制钢拱架的刚体位移，使其尽早承担围岩变形引起的压力,保证隧道初期的稳定性。

在锁脚锚管打设施工中，打设位置的准确，对隧道开挖后钢拱架支护施工的快慢和质量安全起着决定性作用。现有钢拱架和锁脚锚管加固连接结构存在整体稳定性较差、施工安全性差等问题，容易因锁脚锚管打设偏差引起拱架扭曲变形，影响铁路、公路隧道开挖后初支施工的实体质量。

技术实现要素：

本实用新型为了解决因锁脚锚管打设偏差引起拱架扭曲变形，导致钢拱架和锁脚锚管加固连接结构整体稳定性较差、施工安全性差等问题，进而提供了一种用于隧道钢拱架锁脚锚管定位环焊接的装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种用于隧道钢拱架锁脚锚管定位环焊接的装置，包括定位控制模具和操作杆，定位控制模具为“[”型框架结构，定位控制模具的中线平行于钢拱架的纵向轴线，定位环卡装于定位控制模具内，操作杆沿定位控制模具中线方向设置，且操作杆的一端与定位控制模具的外框垂直连接，操作杆的另一端设有操作杆底架，操作杆底架与钢拱架端头的连接板连接。

所述的定位控制模具是由定位控制模具框架外角钢和两块定位控制模具框架内角钢三块角钢两两垂直连接组成，定位控制模具框架内角钢平行于钢拱架纵向轴线、角钢内角朝向定位环设置，定位控制模具框架外角钢垂直于钢拱架纵向轴线、角钢内角背离定位环设置。

所述操作杆上设有操作杆手柄。

所述两块定位控制模具框架内角钢之间的间距比定位环宽度大1~2mm，既能对定位环进行限位，也方便安装。

本实用新型具有如下有益效果：

1、利用本实用新型能对定位环进行快速定位安装，与现有技术相比，节省了定位环在现场丈量后才能焊接的弊端，节约了施工时间，保证了实体工程质量；

2、本实用新型能运用于铁路、公路隧道钢拱架锁脚锚管打设施工，达到工厂化施工标准化作业，能大大减少劳动力，减轻劳动强度，使隧道开挖后初期支护实体更加快捷完成、支护实体密实牢固；

3、本实用新型结构简单，可由角钢和钢筋现场焊接而成，能利用工地边角料加工，成本低，制作简单，操作方便实用。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图；

图2为本实用新型的结构俯视图；

图中：1-连接板、2-操作杆底架、3-钢拱架、4-定位控制模具框架外角钢、5-定位环、6-操作杆、7-定位控制模具框架内角钢、8-操作杆手柄。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

定位环为纵向椭圆形，由φ16mm钢筋在弯曲机上制作，按设计尺寸加工，定位环内宽度满足拱架和左右2根锚管的有效尺寸， 在靠贴围岩一侧按设计距离间隔固定。

为使每榀拱架制作完成后能满足施工现场精准安装和标准化作业，钢拱架焊设的定位环焊接后的几何尺寸是否准确是拱架制作质量的关键。为进一步优化装置的结构，完善其功能，本实用新型还进行了以下结构设计：

焊接定位环的定位控制模具装置如图1、2所示，包括定位控制模具和操作杆6，所述定位控制模具是由定位控制模具框架外角钢4和两块定位控制模具框架内角钢7三块角钢连接组成的“[”型框架结构，定位环5卡装于定位控制模具内，两块定位控制模具框架内角钢7平行于钢拱架3纵向轴线、角钢内角朝向定位环5设置，定位控制模具框架外角钢4垂直于钢拱架3纵向轴线、角钢内角背离定位环5设置；操作杆6平行钢拱架3纵向轴线设置，操作杆6的一端焊接于定位控制模具框架外角钢4的中线上，另一端设有操作杆底架2，操作杆底架2与钢拱架端头的连接板1连接。

定位控制模具可由上述角钢制作而成，也可采用钢板制作而成，能满足对定位环的安装夹紧即可。

所述的定位控制模具是由7cm角钢（一块定位控制模具框架外角钢和两块定位控制模具框架内角钢）电焊而成，形成一个模具，正面与侧面为绝对重直体，两块定位控制模具框架内角钢之间的内间距大于定位环1~2mm，角钢内侧表面应处理平整，以保证控制尺寸质量。以钢拱架连接板边为依托进行放样式摆放在钢拱架轴线上，给工人焊接操作以直观感，以便焊接准确操作，为迅速操作，定位环外端用一根钢筋焊作把手，放样式点焊后可迅速移开定位装置，然后焊工操作电焊机可迅速完成焊接，确保焊好后定位环与钢拱架平整准确。

所述的定位装置把手是由φ10mm的普通钢筋完成的，焊在外框中线上，与钢拱架轴线在摆放时重合即可，可快速完成定位环的焊接，施工更快捷。

采用本实用新型的结构设计，将定位环与钢拱架快速焊接成一起，可大大减少了劳动强度，达到标准化制作，成品美观。

本实用新型通过标准的定位环、定位环形连接件使钢拱架与锁脚锚管焊接固定更加牢固精准，整体性好，极限承载能力进一步提高，使打入后的锁脚锚管阻止围岩产生过度变形，限制钢拱架的刚体位移，使其尽早承担围岩变形引起的压力，保证隧道初期支护的稳定性，尤其适合公路、铁路软弱、黄土围岩隧道钢拱架锁脚锚管的加固连接，使隧道开挖支护实体更加完整、密实。