一种软弱围岩钢拱架的锁脚装置的制作方法

本实用新型涉及隧道钢拱架支护技术领域，具体涉及一种软弱围岩钢拱架的锁脚装置。

背景技术：

隧道开挖后，会使原有的软弱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软弱围岩的过度位移和变形，减少下沉和收敛，必须要有合理的支护结构来约束承受软弱围岩的压力，钢拱架是软弱及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，承担地层压力和约束变形。

目前，软岩隧道通常采用分步开挖的方式进行，确保初期支护结构的稳定对于保障施工安全具有重要作用。但由于隧道分步开挖的工艺所限，钢拱架也需要分步安装，通常而言，在上部拱架安装好之后再开挖下部围岩并安装下部钢拱架，但在下部围岩开挖之后，下部钢拱架安装之前，上部钢拱架的端部会失去支撑，因而往往需要采用特殊的锁脚装置来确保钢拱架端部的稳定。

现有技术中往往通过钢拱架与锁脚锚杆焊接的方法来确保钢拱架的稳定，但是隧道内施工环境恶劣，如粉尘浓度高、渗水量大、空气湿度大、能见度差等，这些都会对焊接质量造成严重影响，如脱焊和漏焊，这均会导致焊接质量无法得到保证，固定能力差，同时由于现场施工工艺所限，拱架固定不能实现有效对称，易产生偏转现场。部分焊缝在受力后还会破坏，进而会导致拱部支护失效，使拱部围岩沉降过大甚至导致塌方。在隧道内采用焊接方法会增加施工时间，也影响施工安全。

因此，急需设计一种稳定性强及安全系数高的加固连接装置来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种软弱围岩钢拱架的锁脚装置，能加强钢拱架、锚管及软弱围岩之间的连接强度，加强钢拱架的安全性及可靠性，以解决背景技术中提到的技术问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种软弱围岩钢拱架的锁脚装置，包括钢拱架、若干个锚管和锁脚组件，所述锁脚组件包括加劲垫板和锁紧螺母，所述钢拱架和所述加劲垫板上均开设有多个供所述锚管通过的通孔，所述锚管的第一端设有与所述锁紧螺母配合的外螺纹，所述锚管的第二端依次穿设于所述加劲垫板及钢拱架上的通孔并锚固于所述软弱围岩中。

进一步地，所述钢拱架为工字型拱架，所述钢拱架包括第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板，所述第一竖向钢板和所述第二竖向钢板平行设置，所述连接钢板的第一端与所述第一竖向钢板连接，所述连接钢板的第二端与所述第二竖向钢板连接。

进一步地，所述第一竖向钢板、连接钢板和第二竖向钢板的长度相等。

进一步地，所述通孔对称开设于所述第一竖向钢板和所述第二竖向钢板上。

进一步地，所述锁紧螺母和所述加劲垫板之间设有垫圈，所述垫圈有为钢制圈，所述垫圈的直径大于所述锁紧螺母的外径。

进一步地，所述的加劲垫板为钢制垫板，所述加劲垫板的厚度为1.5～2.0mm。

进一步地，所述锚管的数量为4个并分成两组，每组所述锚管分别依次穿设于所述加劲垫板及钢拱架上的通孔并锚固于所述软弱围岩。

进一步地，所述锚管的第二端成尖椎型。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的软弱围岩钢拱架的锁脚装置，其钢拱架和锚管之间通过锁脚组件实现连接，即是采用机械组装的方式代替传统的焊接连接方式，锁脚组件可加强钢拱架与软弱围岩之间的连接强度进而加强软弱围岩钢拱架整体的稳定性，当软弱围岩压力增大时，锚管和钢拱架之间形成的整体能够承受足够的压力不会发生断裂的现象，从而能抵抗围岩变形，加强了整体稳定性，简化了施工工序，降低了施工时间，也提高了施工安全性；第一竖向钢板和所述第二竖向钢板上端通孔采用对称的方式排布，所述通孔用于插设锚管，锚管是锚固于软弱围岩中，因此锚管亦是对称式连接于所述第一竖向钢板和所述第二竖向钢板上，以实现限制钢拱架和软弱围岩之间的位移的作用。

附图说明

图1为本实用新型软弱围岩钢拱架的锁脚装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型软弱围岩钢拱架的锁脚装置的侧视图；

图中，1-钢拱架，101-第一竖向钢板，102-连接钢板，103-第二竖向钢板，2-锚管，3-加劲垫板，4-锁紧螺母，5-通孔，6-软弱围岩，7-垫圈。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：

请参照图1-2，一种软弱围岩6钢拱架1的锁脚装置，包括钢拱架1、若干个锚管2和锁脚组件，所述锁脚组件包括加劲垫板3和锁紧螺母4，所述钢拱架1和所述加劲垫板3上均开设有多个供所述锚管2通过的通孔5，所述锚管2的第一端设有与所述锁紧螺母4配合的外螺纹，所述锚管2的第二端依次穿设于所述加劲垫板3及钢拱架1上的通孔5并锚固于所述软弱围岩6中。

本实用新型的软弱围岩6钢拱架1的锁脚装置，其钢拱架1和锚管2之间通过锁脚组件实现连接，即是采用了机械组装的方式代替传统的焊接连接方式，锁脚组件可加强钢拱架1与软弱围岩6之间的连接强度进而加强软弱围岩6钢拱架1整体的稳定性，当软弱围岩6压力增大时，锚管2和钢拱架1之间形成的整体能够承受足够的压力不会发生断裂的现象，从而能抵抗围岩变形，加强整体的稳定性，简化施工工序，降低施工时间，也能提高施工安全性。

请参照图1，所述钢拱架1为工字型拱架，所述钢拱架1包括第一竖向钢板101、连接钢板102和第二竖向钢板103，所述第一竖向钢板101和所述第二竖向钢板103平行设置，所述连接钢板102的第一端与所述第一竖向钢板101连接，所述连接钢板102的第二端与所述第二竖向钢板103连接。

本实用新型工字型拱架采用第一竖向钢板101、连接钢板102和第二竖向钢板103相互连接的方式，可增加钢拱架1的整体结构的稳定性，而且便于安装锚管2及锁脚装置。

请参照图1，所述第一竖向钢板101、连接钢板102和第二竖向钢板103的长度相等。

本实用新型的工字型拱架的三个组成部件，即第一竖向钢板101、连接钢板102和第二竖向钢板103的长度相等，可保证各个工字型拱架之间连接安装时的稳定性，且连接钢板102能加强单榀工字型钢拱架本身的强度。

请参照图1，所述通孔5对称开设于所述第一竖向钢板101和所述第二竖向钢板103上。

本实用新型第一竖向钢板101和所述第二竖向钢板103上端通孔5采用对称的方式排布，所述通孔5用于插设锚管2，锚管2是锚固于软弱围岩6中，因此锚管2亦是对称式连接于所述第一竖向钢板101和所述第二竖向钢板103上，以实现限制钢拱架1和软弱围岩6之间的位移的作用。

请参照图1-2，所述锁紧螺母4和所述加劲垫板3之间设有垫圈7，所述垫圈7有为钢制圈，所述垫圈7的直径大于所述锁紧螺母4的外径。

本实用新型的垫圈7可增加锁紧螺母4与加劲垫板3的接触面积，让垫圈7和接触物能紧密的连接在一起，那么作用的力也会相应的比较小，也更加的容易松动，同时也更加容易启动锁紧的作用。

优选地，所述的加劲垫板3为钢制垫板，所述加劲垫板3的厚度为1.5～2.0mm。

本实用新型采用厚度为1.5～2.0mm的钢制垫板制作加劲垫板3，可保证足够的强度和硬度。

优选地，所述锚管2的数量为4个并分成两组，每组所述锚管2分别依次穿设于所述加劲垫板3及钢拱架1上的通孔5并锚固于所述软弱围岩6。

本实用新型4个锚管2分成对称的两组，依次穿设所述加劲垫板3及钢拱架1上的通孔5并锚固于所述软弱围岩6，实现钢拱架1和软弱围岩6之间的稳定连接。

优选地，所述锚管2的第二端成尖椎型。

本实用新型锚管2第二端设置成尖椎型，是为了快速地锚固于软弱围岩6之后之中。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。