本發(fā)明涉及一種隧道初期支護(hù)裝置，屬于隧道施工工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，復(fù)合式襯砌在我國隧道工程中廣泛應(yīng)用，根據(jù)新奧法設(shè)計(jì)理念，初期支護(hù)是主要承載結(jié)構(gòu)。隧道初期支護(hù)是由噴射混凝土、錨桿、鋼架等組成的聯(lián)合支護(hù)體系，其中鋼架具有較大的支護(hù)強(qiáng)度和剛度，能夠顯著增強(qiáng)初期支護(hù)能力。為了增加每榀鋼架的整體穩(wěn)定性，相鄰鋼架間常采用縱向連接鋼筋進(jìn)行連接；為了將鋼架錨固在圍巖深部，充分發(fā)揮鋼架的剛度和強(qiáng)度，鋼架臺(tái)階腳部常設(shè)置鎖腳錨管。傳統(tǒng)的縱向連接鋼筋及鎖腳與鋼架采用焊接連接，現(xiàn)有的技術(shù)存在以下問題：

1、隧道內(nèi)焊接存在施工速度慢的問題，不符合軟弱圍巖隧道施工十八字方針中“早封閉”的要求；

2、焊接產(chǎn)生大量有毒氣體，污染環(huán)境，不利于施工人員的職業(yè)健康；

3、由于現(xiàn)場焊接有仰焊、且作業(yè)空間狹窄，焊接質(zhì)量難以保證；

4、瓦斯隧道中進(jìn)行焊接作業(yè)對通風(fēng)要求較高，存在一定安全隱患。

在中國實(shí)用新型專利CN 205477642U中公開了一種長大深埋瓦斯突出隧道無焊支護(hù)結(jié)構(gòu)，由初期支護(hù)鋼架和超前支護(hù)鋼骨架構(gòu)成，初期支護(hù)鋼架由多榀拱架組成，拱架通過錨固在隧道壁上的鎖腳錨管和螺母固定連接；相鄰拱架之間通過縱向連接拉桿和螺母固定連接；所述超前支護(hù)鋼骨架包括多根前伸并灌漿錨固的無縫鋼管形成管棚結(jié)構(gòu)，每根無縫鋼管對應(yīng)一灌漿孔，多個(gè)灌漿孔沿隧道控制輪廓線的上部和左右?guī)头植汲蓛膳牛瑑膳殴酀{孔相互錯(cuò)位，且無縫鋼管在遇煤層時(shí)具有穿出煤層的部分，超前支護(hù)鋼骨架還包括沿隧道壁向外傾斜40～50°插入巖層或煤層并灌漿錨固的多根花管結(jié)構(gòu)的超前小導(dǎo)管。該結(jié)構(gòu)存在通用性較差、不能根據(jù)鎖腳錨管的實(shí)際工況調(diào)整錨管與鋼拱架之間的傾角、不能保證錨管與鋼拱架的穩(wěn)定連接的技術(shù)問題，同時(shí)也無法實(shí)現(xiàn)鋼拱架縱向的快速穩(wěn)定的連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的就是要解決上述背景技術(shù)的不足，提供一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)，其不僅結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便，而且能夠有效地避免了隧道焊接施工引起的施工速度慢、污染、質(zhì)量難保證等相關(guān)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了這樣一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)，其包括沿著隧道縱向間隔布置的多榀格柵鋼拱架，每榀所述格柵鋼拱架通過鎖腳錨管連接裝置錨固在隧道壁上；相鄰所述格柵鋼拱架之間通過縱向連接裝置相互連接；所述鎖腳錨管連接裝置包括固接在所述格柵鋼拱架上的導(dǎo)向鋼板，所述導(dǎo)向鋼板上設(shè)有供鎖腳錨管穿過的導(dǎo)向孔；所述導(dǎo)向鋼板中的導(dǎo)向孔上安裝有錨固接頭；所述錨固接頭由錨頭專用螺栓、螺母和兩組楔形墊片組成；所述錨頭專用螺栓穿過導(dǎo)向孔，所述兩組楔形墊片套在錨頭專用螺栓上并分別位于所述導(dǎo)向鋼板的內(nèi)外兩面，所述螺母擰緊在錨頭專用螺栓上，將兩組楔形墊片與導(dǎo)向鋼板內(nèi)外兩面緊密貼合，所述錨頭專用螺栓的中心軸線與所述導(dǎo)向鋼板的端面傾斜；所述錨頭專用螺栓的軸線方向設(shè)置有貫穿注漿管道；所述錨頭專用螺栓的內(nèi)端與鎖腳錨管相連；所述鎖腳錨管安裝于隧道壁內(nèi)；每榀所述格柵鋼拱架沿隧道縱向的兩側(cè)端面上均預(yù)焊有多個(gè)沿其環(huán)向等距布置的連接鋼板；所述連接鋼板上設(shè)置有用于連接所述縱向連接裝置的長圓孔；所述縱向連接裝置為兩頭均設(shè)置有外螺紋的縱向連接鋼筋；所述縱向連接鋼筋的兩端分別穿過相鄰兩個(gè)所述格柵鋼拱架上對稱布置的連接鋼板上的長圓孔并通過鎖緊螺母實(shí)現(xiàn)與所述連接鋼板固接。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述每組楔形墊片包括楔形橡膠墊板和平鋼墊板；所述楔形橡膠墊板和所述平鋼墊板同軸套裝在所述錨頭專用螺栓上；所述平鋼墊板的一端面與所述楔形橡膠墊板的楔形端面貼合，所述平鋼墊板的另一端面與所述導(dǎo)向鋼板的導(dǎo)向孔端面貼合；所述楔形橡膠墊板的平端面通過連接在所述錨頭專用螺栓上的螺母限位固定。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述楔形橡膠墊板內(nèi)端面與墊板軸線傾斜，外端面與墊板軸線垂直。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述錨頭專用螺栓包括六角螺栓頭；所述六角螺栓頭位于錨頭專用螺栓外端；所述螺母與錨頭專用螺栓內(nèi)端外螺紋配合，所述兩組楔形墊片和導(dǎo)向鋼板的導(dǎo)向孔位于螺母與錨頭專用螺栓的六角螺栓頭之間。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述錨頭專用螺栓的外端布置有與所述注漿管道連通的注漿接頭。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述格柵鋼拱架包括同軸布置的內(nèi)拱架和外拱架，所述內(nèi)拱架和所述外拱架之間設(shè)置有八字結(jié)；所述導(dǎo)向鋼板預(yù)焊于所述外拱架上且與隧道壁面平行布置；所述導(dǎo)向孔對稱設(shè)置于隧道鋼架兩旁的導(dǎo)向鋼板上。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，所述錨頭專用螺栓的內(nèi)端的外螺紋與鎖腳錨管外端的內(nèi)螺紋相配合。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，布置于同一格柵鋼拱架的兩側(cè)端面上的連接鋼板相互交錯(cuò)布置。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，縱向連接鋼筋的長度為鋼架縱向間距+鋼架安裝縱向允許偏差值。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，連接鋼板上的長圓孔為腰型孔。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，焊接于同一格柵鋼拱架同側(cè)的相鄰兩個(gè)連接鋼板2之間的間距等于縱向連接鋼筋3的長度/2。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便，通過格柵鋼拱架與鎖腳錨管之間的拼裝連接，免除了焊接，避免了焊接引起的施工速度慢、污染、質(zhì)量難保證等相關(guān)問題；同時(shí)通過在格柵鋼拱架預(yù)焊鋼板，并在鋼板上預(yù)留孔洞，可利用孔洞進(jìn)行導(dǎo)向鉆孔，方便施工；而專門設(shè)計(jì)的錨固接頭可以根據(jù)具體要求替換楔度不同的楔形橡膠墊板從而實(shí)現(xiàn)鋼架與鎖腳錨管傾角的調(diào)整；通過設(shè)置錨固接頭并在錨固接頭內(nèi)預(yù)留注漿孔，方便連接與施工，加快安裝速度，通過設(shè)置縱向連接裝置對格柵鋼拱架進(jìn)行限位固定，提高了安裝速度，矯正靈活方便，確保在鋼架安裝允許偏差范圍內(nèi)連接的可調(diào)性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的沿隧道縱向的主視圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的沿隧道縱向的俯視圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的鎖腳錨管連接裝置的導(dǎo)向鋼板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的鎖腳錨管連接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的鎖腳錨管連接裝置爆炸示圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的鎖腳錨管連接裝置的錨固接頭結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的鎖腳錨管連接裝置的錨頭專用螺栓的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的縱向連接裝置與格柵鋼拱架的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的縱向連接裝置的縱向連接鋼筋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的縱向連接裝置的連接鋼板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：A-格柵鋼拱架，B-鎖腳錨管連接裝置，C-縱向連接裝置，A-1-內(nèi)拱架，A-2-外拱架，A-3-八字結(jié)，B-2導(dǎo)向鋼板，B-2-1-導(dǎo)向圓孔；B-3-錨固接頭；B-3-1-錨頭專用螺栓；B-3-2-楔形橡膠墊板；B-3-3-平鋼墊板；B-3-4-螺母；B-3-1-1-注漿接頭；B-3-1-2-專用螺栓頭部；B-3-1-3-預(yù)留中空注漿管道；B-3-1-4-專用螺栓螺紋；B-4-鎖腳錨管；B-4-1-鎖腳錨管端頭設(shè)置內(nèi)螺紋，C-2-連接鋼板，C-3-長圓孔，C-4-縱向連接鋼筋，C-5-鎖緊螺母，C-6-外螺紋。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

由圖1至圖2所示的一種用于隧道初支施工的格柵鋼架免焊快速裝配支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖可知，本發(fā)明主要用于隧道初期施工時(shí)的承載，其包括沿著隧道縱向間隔布置的多榀格柵鋼拱架A，每榀格柵鋼拱架A通過鎖腳錨管連接裝置B錨固在隧道壁上；相鄰格柵鋼拱架A之間通過縱向連接裝置C相互連接；為了便于本發(fā)明每榀格柵鋼拱架A的快速固定，用于固定格柵鋼拱架的鎖腳錨管連接裝置B包括固接在格柵鋼拱架A上的導(dǎo)向鋼板B-2，導(dǎo)向鋼板B-2上設(shè)有供鎖腳錨管B-4穿過的導(dǎo)向孔B-2-1；導(dǎo)向鋼板B-2中的導(dǎo)向孔B-2-1上安裝有錨固接頭B-3；錨固接頭B-3由錨頭專用螺栓B-3-1、螺母B-3-4和兩組楔形墊片組成；錨頭專用螺栓B-3-1穿過導(dǎo)向孔B-2-1，兩組楔形墊片套在錨頭專用螺栓B-3-1上并分別位于導(dǎo)向鋼板B-2的內(nèi)外兩面，螺母B-3-4擰緊在錨頭專用螺栓B-3-1上，將兩組楔形墊片與導(dǎo)向鋼板B-2內(nèi)外兩面緊密貼合，錨頭專用螺栓B-3-1的中心軸線與導(dǎo)向鋼板B-2的端面傾斜；錨頭專用螺栓B-3-1的軸線方向設(shè)置有貫穿注漿管道B-3-1-3；錨頭專用螺栓B-3-1的內(nèi)端與鎖腳錨管B-4相連；鎖腳錨管B-4安裝于隧道壁內(nèi)，每組楔形墊片包括楔形橡膠墊板B-3-2和平鋼墊板B-3-3；楔形橡膠墊板B-3-2和平鋼墊板B-3-3同軸套裝在錨頭專用螺栓B-3-1上；平鋼墊板B-3-3的一端面與楔形橡膠墊板B-3-2的楔形端面貼合，平鋼墊板B-3-3的另一端面與導(dǎo)向鋼板B-2的導(dǎo)向孔B-2-1端面貼合；楔形橡膠墊板B-3-2的平端面通過連接在錨頭專用螺栓B-3-1上的螺母B-3-4限位固定；楔形橡膠墊板B-3-2內(nèi)端面與墊板軸線傾斜，外端面與墊板軸線垂直；錨頭專用螺栓B-3-1包括六角螺栓頭；六角螺栓頭位于錨頭專用螺栓B-3-1外端；螺母B-3-4與錨頭專用螺栓B-3-1內(nèi)端外螺紋配合，兩組楔形墊片和導(dǎo)向鋼板2的導(dǎo)向孔B-2-1位于螺母B-3-4與錨頭專用螺栓B-3-1的六角螺栓頭之間；錨頭專用螺栓B-3-1的外端布置有與注漿管道B-3-1-3連通的注漿接頭B-3-1-1；格柵鋼拱架A包括同軸布置的內(nèi)拱架A-1和外拱架A-2，內(nèi)拱架A-1和外拱架A-2之間設(shè)置有八字結(jié)A-3；導(dǎo)向鋼板B-2預(yù)焊于外拱架A-2上且與隧道壁面平行布置；導(dǎo)向孔B-2-1對稱設(shè)置于隧道鋼架B-1兩旁的導(dǎo)向鋼板B-2上；錨頭專用螺栓B-3-1的內(nèi)端的外螺紋與鎖腳錨管B-4外端的內(nèi)螺紋相配合。本發(fā)明的每榀格柵鋼拱架A沿隧道縱向的兩側(cè)端面上均預(yù)焊有多個(gè)沿其環(huán)向等距布置的連接鋼板C-2；連接鋼板C-2上設(shè)置有用于連接縱向連接裝置C的長圓孔C-3；縱向連接裝置C為兩頭均設(shè)置有外螺紋的縱向連接鋼筋C-4；縱向連接鋼筋C-4的兩端分別穿過相鄰兩個(gè)格柵鋼拱架A上對稱布置的連接鋼板C-2上的長圓孔C-3并通過鎖緊螺母C-5實(shí)現(xiàn)與連接鋼板C-2固接，為了便于縱向連接鋼筋C-4的合理布置，布置于同一格柵鋼拱架A的兩側(cè)端面上的連接鋼板C-2相互交錯(cuò)布置；縱向連接鋼筋C-4的長度為鋼架縱向間距加上鋼架安裝縱向允許偏差值，連接鋼板C-2上的長圓孔為腰型孔，焊接于同一格柵鋼拱架同側(cè)的相鄰兩個(gè)連接鋼板C-2之間的間距等于縱向連接鋼筋C-4的長度/2。

其本發(fā)明的裝配步驟如下：

步驟一：加工過程：在加工廠內(nèi)，加工導(dǎo)向鋼板B-2并于兩側(cè)預(yù)留導(dǎo)向孔B-2-1，中空鎖腳錨管B-4靠鋼架側(cè)端頭設(shè)置內(nèi)螺紋B-4-1，加工帶有長圓孔C-3的連接鋼板C-2，根據(jù)施工工法及臺(tái)階高度要求，在格柵鋼拱架A預(yù)焊導(dǎo)向鋼板B-2和連接鋼板C-2。

步驟二：鉆孔過程：施工現(xiàn)場開挖，開挖面超欠挖處理后，施作初噴混凝土，格柵鋼拱架A就位，安裝縱向連接裝置，安裝質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，利用導(dǎo)向鋼板B-2上預(yù)留的導(dǎo)向孔B-2-1進(jìn)行鉆孔，一般按與水平方向30—45°角度向下打設(shè)，鉆研深度大于錨管長度一定距離。

步驟三，裝管過程：鉆孔完成后，鎖腳錨管B-4從導(dǎo)向孔B-2-1中穿過插入鉆孔。

步驟四，拼裝過程：錨頭專用螺栓B-3-1先通過楔形橡膠墊板B-3-2、平鋼墊板B-3-3、導(dǎo)向孔B-2-1、螺母B-3-4與導(dǎo)向鋼板B-2拼裝夾持，接著旋轉(zhuǎn)專用螺栓頭部B-3-1-2使螺栓底部與鎖腳錨管B-4端頭連接，然后旋轉(zhuǎn)螺母B-3-4使錨頭B-3與鋼板B-2鎖緊，最后通過設(shè)置錨頭專用螺栓B-3-1上的注漿接頭B-3-1-1進(jìn)行注漿作業(yè)，最終完成鎖腳錨管按設(shè)計(jì)位置及角度定位同時(shí)又能保證鎖腳錨管能與鋼架有效成為一體。

步驟五，復(fù)噴過程：完成上述作業(yè)后，經(jīng)驗(yàn)收合格后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行復(fù)噴作業(yè)，接著進(jìn)行下循環(huán)開挖及支護(hù)作業(yè)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。