专利名称：锚杆或锚管与型钢钢架的垫板式连接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型发明涉及采用喷锚措施对岩土进行加固的隧道及地下工程初期支护锚杆或锚管、垫板以及型钢钢架装置技术领域，尤其针对采取锚杆、钢筋网、喷射混凝土以及型钢钢架的III级、IV级、V级和VI级软弱围岩的隧道初期支护装置技术领域，具体涉及锚杆或锚管与型钢钢架的垫板式连接装置。
背景技术：
锚杆是由杆体、锚固粘结体和托板三者组成，托板对锚杆作用的发挥有重要影响，托板是产生托锚力的主要构件，同时对剪锚力也产生重要影响。托板的作用主要有两方面:一方面托板通过挤压围岩表面提供托锚力、可明显改善隧道围岩受力状态；另一方面，托板受载后将力传递给锚杆杆体，增大锚杆剪锚力，充分发挥锚杆的作用。特别是在软弱围岩中，没有托板常常不能有效地防止锚杆端部附近围岩的坍塌。托板对锚杆与围岩相互作用关系产生重要影响，如没有托板或托板安装不良，锚杆就会失去作用。对于软岩，由于开巷后围岩出现松动圈，产生松动荷载，以及喷锚支护初期强度低的原因，对此类围岩的有效支护方式为喷射混凝土、钢筋网结合锚杆或锚管结合钢架，但这种支护方式与不含钢架的支护方式的施工顺序相矛盾:因为不加钢架的支护施工顺序为:初喷3 4cm厚混凝土一锚杆或锚管一钢筋网一复喷混凝土至设计厚度，而加钢架的初期支护施工顺序为:初喷3 4cm厚混凝土一钢架一钢筋网一锚杆或锚管一复喷混凝土至设计厚度，这样作，锚杆或锚管施工时，其垫板的安装就会因钢筋网和钢架的影响而无法操作；此外，为了提高加钢架的喷锚支护的支护效果，其根本原理就是维持围岩三轴应力状态，即提高初期支护对围岩的侧向力，最有效的作法就是将锚杆或锚管与钢架有效连接，其连接强度不低于锚杆或锚管的抗拔力，即170kN。一方面，传统的锚杆垫板尺寸为150mmX 150mmX6mm,这种垫板由于面积较大,会阻挡喷射混凝土流，造成垫板背后空洞而留下质量、安全隐患；另一方面，其与钢架的连接难以实现。
发明内容本实用型发明的目的是提供一种结构简单，使用方便，支护增强的锚杆或锚管与型钢钢架垫板式连接装置。为了克服现有技术的不足，本实用型发明的技术方案是这样解决的:一种锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，包括垫板1、锚管2、型钢钢架4，所述的锚管2和型钢钢架4通过垫板I连接，垫板I与型钢钢架4采取焊接形成的焊接接头5连接成整体，锚管2与垫板I通过焊接形成的焊缝7连接。一种锚杆与型钢钢架垫板式连接装置，包括垫板1、锚杆3、型钢钢架4、螺帽6，所述的锚杆3和型钢钢架4通过垫板I连接，垫板I与型钢钢架4采取焊接形成的焊接接头5连接成整体，锚杆2则通过螺帽6与垫板I连接，所述垫板I的材质为Q235钢材,其厚度一般不小于14mm。[0009]所述的锚杆3或锚管2中的每根同垫板I结合产生的抗拔力不小于170kN。所述的焊接形成的焊缝7均为满焊方式形成，焊缝高度不小于10mm。所述的锚杆3或锚管2沿型钢钢架4呈左右交替布置。本实用型与现有技术相比，具有结构简单，使用便捷，承载能力大，能有效地通过锚杆或锚管将围岩的围岩面和钢架联系起来，使其形成组合拱以共同受力的特点；可以在同等材料使用的情况下明显提高初期支护的承载能力，改善隧道围岩受力状态；特别是在软弱围岩中，由于围岩塑性区范围及围岩松动区范围较大，通过锚杆或锚管与型钢钢架垫板式连接，可有效地减少围岩变形，增强围岩及初期支护的稳定性。此技术广泛用于铁路和公路隧道、煤矿、冶金、水利、国防等地下工程初期支护以及围岩和支护变形处理中。
图1为锚管与型钢钢架垫板式连接施工效果图。图2为锚杆与型钢钢架垫板式连接施工效果图。
具体实施方式
附图为本实用型的实施例。
以下结合附图对发明内容作进一步说明:参照图1和图2所示，一种锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，包括垫板1、锚管
2、型钢钢架4，所述的锚管2和型钢钢架4通过垫板I连接，垫板I与型钢钢架4采取焊接形成的焊接接头5连接成整体，锚管2与垫板I通过焊接形成的焊缝7连接。一种锚杆与型钢钢架垫板式连接装置，包括垫板1、锚杆3、型钢钢架4、螺帽6，所述的锚杆3和型钢钢架4通过垫板I连接，垫板I与型钢钢架4采取焊接形成的焊接接头5连接成整体，锚杆2则通过螺帽6与垫板I连接，所述垫板I的材质为Q235钢材，其厚度一般不小于14mm。所述的锚杆3或锚管2中的每根同垫板I结合产生的抗拔力不小于170kN。所述的焊接形成的焊缝7均为满焊方式形成，焊缝高度不小于10mm。所述的锚杆3或锚管2沿型钢钢架4呈左右交替布置。本实用新型的工作原理为开巷后，首先喷射3 4cm厚混凝土封闭岩面，及时阻止围岩的风化作用，以及避免因较小的关键岩块的松动而引发的坍塌；安装型钢钢架4并安装钢筋网；复喷混凝土至设计厚度。因此，本装置将锚杆垫板面积减小，以降低其对混凝土喷射流的阻挡，但同时增加其厚度，使其强度不降低。另外本装置锚杆或锚管以垫板与钢架连接而不是锚杆或锚管与钢架连接，且垫板在钢架制作时即焊接于钢架上，这样施作优点:焊接质量因厂焊而有保证；垫板与钢架连接强度比锚杆与钢架直接连接强度增强；减少了现场作业时间，有利于加快施工进度；钢架成为锚杆更大的垫板，垫板的作用更强，锚杆或锚管成为钢架的铰点，钢架的支护作用更强，锚杆或锚管将钢架与围岩的围岩面联系在一起，形成组合拱，提高了围岩自承能力，实现了围岩与支护共同受力、共同承载的“新奥法”基本原理。
权利要求1.一种锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，其特征在于包括垫板(I)、锚管(2)、型钢钢架(4)，所述的锚管(2)和型钢钢架(4)通过垫板(I)连接，垫板(I)与型钢钢架(4)采取焊接形成的焊接接头(5 )连接成整体，锚管(2 )与垫板(I)通过焊接形成的焊缝(7 )连接。
2.根据权利要求1所述的锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，其特征在于所述的焊接形成的焊缝(7)均为满焊方式形成，焊缝高度不小于10mm。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，其特征在于所述的垫板(I)的材质为Q235钢材，其厚度不小于14mm。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，其特征在于所述的锚管(2)中的每根同垫板(I)结合产生的抗拔力不小于170kN。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，其特征在于所述的锚管(2)沿型钢钢架(4)呈左右交替布置。
6.一种锚杆与型钢钢架垫板式连接装置，其特征在于包括垫板(I)、锚杆(3)、型钢钢架(4)、螺帽(6)，所述的锚杆(3)和型钢钢架(4)通过垫板(I)连接，垫板(I)与型钢钢架(4)采取焊接形成的焊接接头(5 )连接成整体，锚杆(3 )则通过螺帽(6 )与垫板(I)连接。
7.根据权利要求6所述的锚杆与型钢钢架垫板式连接装置，其特征在于所述的垫板(O的材质为Q235钢材，其厚度不小于14mm。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的锚杆与型钢钢架垫板式连接装置，其特征在于所述的锚杆(3)中的每根同垫板(I)结合产生的抗拔力不小于170kN。
9.根据权利要求6或权利要求7所述的锚杆与型钢钢架垫板式连接装置，其特征在于所述的锚杆(3)沿型钢钢架(4)呈左右交替布置。
专利摘要一种锚杆或锚管与型钢钢架的垫板式连接装置，由锚管、垫板、型钢钢架等组成或者由锚杆、垫板、螺帽、型钢钢架等组成，具有结构简单，使用便捷，承载能力大，通过设置在围岩面的锚杆或锚管有效地将围岩和型钢钢架联系起来，使其形成组合拱以共同受力的特点；可以在同等材料使用的情况下明显提高初期支护的承载能力，改善隧道围岩受力状态；特别是在软弱围岩中，由于围岩塑性区范围及围岩松动区范围较大，通过锚杆或锚管与型钢钢架垫板式连接，可有效地减少围岩变形，增强围岩及初期支护的稳定性。此技术广泛用于铁路和公路隧道、煤矿、冶金、水利、国防等地下工程初期支护以及围岩和支护变形处理中。
文档编号E21D21/00GK202991079SQ201320009968
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者剧仲林 申请人:中铁十二局集团第四工程有限公司, 中铁十二局集团有限公司