[发明专利]一种隧道超前支护式锁脚锚杆结构及其施工方法

说明书

一种隧道超前支护式锁脚锚杆结构及其施工方法，结构中锁脚锚杆（1）穿过上部型钢拱架（2）的预留孔（203）顶部插入对应的钻孔中，锁脚锚杆（1）穿过预留孔（203）处上侧和下侧的锚固底板（5）分别通过旋紧锚具Ⅰ（3）和旋紧锚具Ⅱ（4）抵固在腹板（202）上，锁脚锚杆（1）中插有加强杆（6）；方法首先在围岩上钻孔，然后布置上部型钢拱架（2）使钻孔与对应预留孔（203）对齐，再锁脚锚杆（1）都插入到围岩的钻孔并旋紧旋紧锚具Ⅰ（3）后借助注浆泵的压力将浆液通过锁脚锚杆（1）渗入、扩散到岩层孔隙或裂隙中，最后将加强杆件（6）插入到锁脚锚杆（1）中。极大的提高了隧道围岩的自稳能力，超前支护效果好。

技术领域

本发明涉及一种混凝土浇筑装置，更具体的说涉及一种隧道超前支护式锁脚锚杆结构及其施工方法，属于隧道施工技术领域。

背景技术

随着我国公路、铁路隧道的蓬勃发展，隧道占比日渐增大；在隧道工程建设中，遇到的隧道安全支护问题越来越多，所以保证隧道围岩稳定对隧道建设具有重要意义。锁脚锚杆是通过钻孔将锚杆压入钢格栅或型钢里的地层中，借助注浆泵的压力使浆液通过锚杆渗入、扩散到岩层孔隙或裂隙中，以改善岩体物理力学性能，有效地限制岩层松弛变形从而达到提高开挖面岩层自稳能力和延长岩自稳的目的。锁脚锚杆通常用于台阶法开挖支护，在上台阶开挖支护完成开挖下断面前、在隧道横截面于拱脚斜向下打入锁脚锚杆，即可稳定拱脚、减少初期支护悬空引起的沉降，又可对下部开挖起到超前支护作用。相比于其它支护结构，锁脚锚杆的经济实用性和加固效果都更好；由于其简单易行，经济、效果明显，大大地提高了施工效率，省去了其他辅助施工措施，节约了人力、物力，因此，在国内外的大断面隧道施工中得到了广泛的运用。

在实际施工中，锁脚锚杆和上部型钢拱架焊接在一起形成锁脚锚杆与钢拱架联合承载机制，共同承载围岩压力；但是，该种连接方式在承受一定围岩压力时，通常当锁脚锚杆和钢拱架本身还未达到极限承载力时，锚杆端头焊接部位却超过了焊接强度而易发生破坏。同时，在施工过程中，焊接劳动强度大；且在隧道内由于空间有限，焊接所产生的有害气体，对施工人员造成一定的伤害。此外，在隧道横截面，于拱脚处斜向下打入锁脚锚杆的传统施工方法，仅可对下部开挖起到超前支护作用，没有对前方开挖起到超前支护的作用，不能满足支护需求。

发明内容

本发明的目的在于针对存在的上述技术问题，提供一种隧道超前支护式锁脚锚杆结构及其施工方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种隧道超前支护式锁脚锚杆结构，包括锁脚锚杆和上部型钢拱架，所述的上部型钢拱架包括两端的翼缘和中间的腹板，所述的腹板上设置有若干个预留孔，围岩上对应预留孔设置有多个钻孔，所述锁脚锚杆穿过预留孔顶部插入对应的钻孔中。

所述腹板上的预留孔按0.6m-0.8m距离设置。

所述围岩上的钻孔轴线指向隧道中心并与隧道轴线夹角为40°-50°。

所述的锁脚锚杆穿过预留孔处上侧和下侧分别设置有锚固底板，所述的锚固底板为中部开有孔洞、截面为梯形的棱柱体，锁脚锚杆穿过锚固底板中部的孔洞，预留孔上侧的锚固底板通过旋紧锚具Ⅰ抵固在腹板上，预留孔下侧的锚固底板通过旋紧锚具Ⅱ抵固在腹板上。

所述的旋紧锚具Ⅰ为空心圆柱体，旋紧锚具Ⅰ内孔设置有卡固螺纹Ⅰ，所述的旋紧锚具Ⅱ为空心圆柱体，旋紧锚具Ⅱ内孔设置有卡固螺纹Ⅱ，旋紧锚具Ⅱ底部设置有底板，所述的锁脚锚杆中下部设置有预制螺纹Ⅰ，锁脚锚杆底端部设置有预制螺纹Ⅱ，锁脚锚杆穿过旋紧锚具Ⅰ内孔和旋紧锚具Ⅱ内孔，锁脚锚杆中下部的预制螺纹Ⅰ与卡固螺纹Ⅰ螺纹配合连接，锁脚锚杆底端的预制螺纹Ⅱ与卡固螺纹Ⅱ螺纹配合连接。

所述的锁脚锚杆为空心钢管，锁脚锚杆中插有加强杆，所述的加强杆顶部深入围岩一定距离。

所述的加强杆顶部深入围岩的深度为1.5-2倍锁脚锚杆外露的长度。

一种隧道超前支护式锁脚锚杆结构的施工方法，包括下面的步骤：