隧道初期支護鋼架制造技術

本實用新型專利技術隧道初期支護鋼架，屬于隧道施工領域，目的是提高初期支護鋼架承受圍巖變形的能力。沿隧道環向，由至少兩段鋼管節段經過連接接頭串接而成，且相鄰兩段鋼架節段分別為鋼管節段一和鋼管節段二；連接接頭包括軸向伸縮的伸縮裝置；伸縮裝置安裝于鋼管節段一和鋼管節段二的相對端頭之間。本實用新型專利技術，將伸縮裝置壓縮安裝到隧道內后，釋放伸縮裝置，伸縮裝置自主伸長，初期支護鋼架沿其徑向向外擴張抵靠隧道圍巖，縮短了初期支護的啟動時間，使得初期支護鋼架更早更及時的起到支護作用，并且隧道圍巖變形對初期支護鋼架的瞬時沖擊力大大減小。隨著伸縮裝置壓縮量增大，其恢復形變的彈力越大，能更好的適應隧道圍巖變形。能更好的適應隧道圍巖變形。能更好的適應隧道圍巖變形。

【技術實現步驟摘要】
隧道初期支護鋼架


[0001]本技術屬于隧道施工領域，具體的是隧道初期支護鋼架。

技術介紹

[0002]隧道在開挖過程中，為控制圍巖變形，防止隧道坍塌，開挖后必須立即進行初期支護的施工，并將其作為永久承載結構的一部分。隧道初期支護主要由系統錨桿、初期支護鋼架和噴射混凝土等組合而成。傳統初期支護鋼架主要為格柵鋼架和型鋼鋼架，其中格柵鋼架制作工藝繁瑣，人工焊接工作量大；型鋼鋼架重量大，人工施工困難。近年來桿件輕、施工迅速、承載能力強的鋼管和鋼管混凝土在隧道初期支護中得到應用。在相鄰鋼管節段的接頭處通過高強度螺栓或者對焊進行連接，但是，該初期支護鋼管變形能力差，不能很好的適應圍巖變形，在圍巖變形作用下，易在接頭處發生較大變形甚至折斷。

技術實現思路

[0003]本技術的目的是為了解決現有初期支護鋼架支護接頭受力性能差的問題，提供一種隧道初期支護鋼架，提高其承受圍巖變形的能力。
[0004]本技術采用的技術方案是：隧道初期支護鋼架，沿隧道環向，由至少兩段鋼管節段經過連接接頭串接而成，且相鄰兩段鋼架節段分別為鋼管節段一和鋼管節段二；所述連接接頭包括軸向伸縮的伸縮裝置；所述伸縮裝置安裝于鋼管節段一和鋼管節段二的相對端頭之間。
[0005]進一步的，所述伸縮裝置一端自由抵靠鋼管節段一的端頭，另一端自由抵靠鋼管節段二的端頭；并設置有限定伸縮裝置與相鄰兩端鋼架節段相對位置的限位裝置。
[0006]進一步的，所述限位裝置包括彈性定位板、套筒一和套筒二，所述套筒一活動套裝于鋼管節段一的外壁，所述套筒二活動套裝于鋼管節段二的外壁；環繞伸縮裝置的外周設置有至少兩塊所述彈性定位板，且彈性定位板的一端延伸至鋼管節段一的外壁，并插入套筒一內，另一端延伸至鋼管節段二的外壁，并插入套筒二內；沿套筒徑向，所述套筒一和套筒二的內壁與彈性定位板擠壓配合；沿著套筒軸向，所述套筒一和套筒二可動套裝于彈性定位板外壁，并與彈性定位板擠壓配合。
[0007]進一步的，所述彈性定位板包圍形成中間向兩端逐漸縮小的橄欖球形。
[0008]進一步的，所述伸縮裝置包括伸縮彈簧、限位套管和限位板；
[0009]所述限位套管上設置有沿其徑向向內凸出的限位塊，并套裝于伸縮彈簧外，所述限位板上設置有與限位塊適配的缺口，并垂直于伸縮彈簧軸向固定于伸縮彈簧；所述限位板沿限位套管軸向與限位套管活動配合；所述伸縮彈簧繞限位套管軸向與限位套管活動連接；由限位塊抵靠限位板構成伸縮彈簧壓縮狀態的軸向限位。
[0010]進一步的，還包括外部托座，所述托座包括托起部一和托起部二，在托起部一和托起部二上均設置有兩端貫通的凹槽；所述托起部一和托起部二的槽口相對可拆卸連接，并由托起部一和托起部二的缺口包圍形成限位孔。
[0011]進一步的，所述限位孔為臺階孔，包括中部的與套筒適配的接頭段和兩端的容鋼管節段一和鋼管節段二通過的施力段，所述接頭段的直徑大于施力段。
[0012]本技術的有益效果是：本技術，通過伸縮裝置的伸長和壓縮，使得將伸縮裝置壓縮安裝到隧道內后，釋放伸縮裝置，伸縮裝置自主伸長，初期支護鋼架沿其徑向向外擴張直至抵靠隧道圍巖，使得在隧道開挖至隧道圍巖與初期支護鋼架抵靠的這段行程，由隧道圍巖變形與初期支護鋼架向外擴張同時共同分擔，隧道圍巖變形產生的位移縮短，縮短了初期支護的啟動時間，使得初期支護鋼架更早更及時的起到支護作用，并且由于隧道圍巖變形位移縮短，其對初期支護鋼架的瞬時沖擊力大大減小，對初期支護鋼架起到保護作用。隨著隧道圍巖變形的持續進行，伸縮裝置受壓收縮，伸縮裝置壓縮量越大，其恢復形變的彈力越大，提高隧道初期支護鋼架的支護能力，使其能更好的適應隧道圍巖變形，有效降低連接接頭因圍巖變形破壞的概率。
附圖說明
[0013]圖1為采用本技術的隧道初期支護鋼架整體示意圖；
[0014]圖2為隧道初期支護鋼架擴張狀態示意圖；
[0015]圖3為隧道初期支護鋼架收縮狀態示意圖；
[0016]圖4為隧道初期支護鋼架收縮鎖定狀態示意圖；
[0017]圖5為圖3的A
?
A剖視圖；
[0018]圖6為伸縮裝置伸長伸長狀態示意圖；
[0019]圖7為伸縮裝置收縮狀態示意圖。
[0020]圖中，鋼管節段一1、鋼管節段二2、連接接頭3、伸縮裝置31、伸縮彈簧311、限位套管312、限位塊313、限位板314、缺口315、彈性定位板32、套筒一33、套筒二34、托座4、托起部一41、托起部二42、限位孔43、接頭段431、施力段432、錨桿5。
具體實施方式
[0021]下面結合附圖對本技術做進一步的說明如下：
[0022]隧道初期支護鋼架，如圖1、圖3和圖5所示，沿隧道環向，由至少兩段鋼管節段經過連接接頭3串接而成，且相鄰兩段鋼架節段分別為鋼管節段一1和鋼管節段二2；其特征在于：所述連接接頭3包括軸向伸縮的伸縮裝置31；所述伸縮裝置31安裝于鋼管節段一1和鋼管節段二2的相對端頭之間。
[0023]本技術公開的隧道初期支護鋼架，鋼管節段一1和鋼管節段二2均由圓鋼管制成，通過連接接頭3將鋼管節段一1和鋼管節段二2拼裝成與隧道適配的拱形，以使其能對隧道圍巖起到支護作用。
[0024]傳統的方式，通常包括分別焊接在鋼管節段一1和鋼管節段二2拼接端頭的連接鋼板，經連接螺栓將連接鋼板把合在一起，從而實現鋼管節段一1和鋼管節段二2的串接，但是，該連接方式屬于剛性連接，不能適應隧道變形而發生變形。
[0025]本技術公開的連接接頭3，其伸縮裝置31為可沿其軸向伸縮或縮短的彈性結構，通過伸縮裝置31將鋼管節段一1和鋼管節段二2的端頭相連接，使得鋼管節段一1和鋼管節段二2之間的距離可以沿著隧道初期支護鋼架的環向延長或縮短，即，使得隧道初期支護
鋼架可沿其徑向擴張或內縮。如圖2所示，當伸縮裝置31伸長時，鋼管節段一1和鋼管節段二2 之間的距離延長，隧道初期支護鋼架沿其徑向擴張；反之，如圖4所示，當伸縮裝置31壓縮時，鋼管節段一1和鋼管節段二2之間的距離縮短，隧道初期支護鋼架沿其徑向內縮。從而，使得該隧道初期支護鋼架的變形性能好，能夠很好的適應隧道圍巖變形，并能根據隧道圍巖變形增加其承載能力。
[0026]在隧道開挖至初期支護鋼架抵靠隧道圍巖的過程中，傳統的初期支護鋼架由于不具備向外擴張的能力，其被動等待隧道圍巖變形，兩者擠壓，初期支護鋼架才啟動支護作用，單方的隧道圍巖變形，隧道圍巖變形的位移較大，不僅延長了初期支護的啟動時間，無法很快起到支護作用，而且，對初期支護鋼架的瞬時沖擊力大。
[0027]本技術，由于伸縮裝置31可伸長也可壓縮，那么當隧道開挖后，將伸縮裝置31壓縮安裝到隧道內后，釋放伸縮裝置31，伸縮裝置31自主伸長，初期支護鋼架沿其徑向向外擴張直至抵靠隧道圍巖。即，在隧道開挖至隧道圍巖與初期支護鋼架抵靠的這段行程，由隧道圍巖變形與初期支護鋼架向外擴張同時共同分擔，故，此過程本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.隧道初期支護鋼架，沿隧道環向，由至少兩段鋼管節段經過連接接頭(3)串接而成，且相鄰兩段鋼架節段分別為鋼管節段一(1)和鋼管節段二(2)；其特征在于：所述連接接頭(3)包括軸向伸縮的伸縮裝置(31)；所述伸縮裝置(31)安裝于鋼管節段一(1)和鋼管節段二(2)的相對端頭之間。2.如權利要求1所述的隧道初期支護鋼架，其特征在于：所述伸縮裝置(31)一端自由抵靠鋼管節段一(1)的端頭，另一端自由抵靠鋼管節段二(2)的端頭；并設置有限定伸縮裝置(31)與相鄰兩端鋼架節段相對位置的限位裝置。3.如權利要求2所述的隧道初期支護鋼架，其特征在于：所述限位裝置包括彈性定位板(32)、套筒一(33)和套筒二(34)，所述套筒一(33)活動套裝于鋼管節段一(1)的外壁，所述套筒二(34)活動套裝于鋼管節段二(2)的外壁；環繞伸縮裝置(31)的外周設置有至少兩塊所述彈性定位板(32)，且彈性定位板(32)的一端延伸至鋼管節段一(1)的外壁，并插入套筒一(33)內，另一端延伸至鋼管節段二(2)的外壁，并插入套筒二(34)內；沿套筒徑向，所述套筒一(33)和套筒二(34)的內壁與彈性定位板(32)擠壓配合；沿著套筒軸向，所述套筒一(33)和套筒二(34)可動套裝于彈性定位板(32)外壁，并與彈性定位板(32)擠壓配合。4.如權利要求3所述的隧道初期支護鋼架，其特征在于：所述彈性定位板(32)包圍形成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊楓，鄭金龍，田志宇，林國進，張兆杰，葛正輝，田尚志，唐協，李泳伸，王維嘉，徐升，李蔚蹊，劉科麟，
申請(專利權)人：四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，
類型：新型
國別省市：