隧道初期支护中带钢板连接的锁脚小导管（论文）.pdf

·116 · 在软弱围岩隧道施工过程中，减少、预防和处治隧道初期 支护拱顶下沉、周边收敛、过大变形、坍塌尤其重要。相关人 员在长期的理论研究和工程施工实践中，总结了一些工程措 施 ：采取分台阶、分部开挖隧道 ；采取注浆加固软弱围岩体 的措施 ；采取提高隧道初期支护刚度的措施 ；采取增设长锚杆、 锁脚锚杆或锁脚导管等措施。其中，锁脚锚杆的作用机理容 易让人理解和接受，其施工简单易行，成本经济，作用效率高， 效果明显。尤其在软弱、含水量大的Ⅳ、Ⅴ级围岩地质条件下， 设置锁脚锚杆对控制地面和初期支护拱顶整体下沉、周边收 敛严重、变形效果非常明显。但锁脚锚杆在施工中也存在问题： （1）常规施工锁脚锚杆基本呈水平角，选用注浆或砂浆填充时， 水平孔注浆或灌浆很难灌满，施工很不便，故大部分采用锚 固剂锚杆，而锚固剂锚杆虽然施工方法简单，辅助设施投入 少，但质量难以保证，常导致锚杆的抗拔力不足且水泥浆加 固围岩效应不明显。（2）锁脚锚杆与初期支护中的工字钢连 接不牢固，因接触面积小，经常采用点焊连接，质量难以保证， 稍有外力就造成连接处焊点脱落而失去支撑、锁脚的作用。 针对强风化、节理裂隙发育、地下水丰富的Ⅴ级及以下 软弱围岩地质条件的隧道施工，需解决施工引起坍塌、拱顶 整体下沉、收敛严重、工期紧等问题。根据锁脚锚杆作用机 理的研究，并经过多次公路隧道施工的实践，以加快施工进度、 保证施工安全、提高施工质量为目的，推荐一种隧道初期支 护的构件 —— 带钢板连接的锁脚小导管。 1 思路和原理 装配技术是随着对产品质量的要求不断提高和生产批量 增大而发展起来的。根据一定的技术要求和装配顺序，将若 干个零件、组件及部件等进行配合和连接，使之成为半成品 或成品的过程，称为装配。装配要求按照设计、工艺要求及 有关规定和标准进行装配，所有零件、组件及部件必须检验 合格方能进行装配。 参照装配式结构的工艺原理，把一个完整功能性结构（带 钢板连接的锁脚小导管）拆分为不同的构件（锁脚小导管、锁 脚钢板和限位圈），分别进行构件（部件或组件）的生产及组装， 最后组合成所要求的结构。 2 带钢板连接的锁脚小导管的组成 带钢板连接的锁脚小导管，由 2根锁脚小导管（材料一 般 为， 42×4无缝钢管）、 1块锁脚钢板（常用长 ×宽 ×厚为 400 mm ×130 mm ×10 mm 的矩形钢板）和 2个限位圈（材料一 般为 6的钢筋圈）组成，如图 1所示。 锁脚小导管 工字钢 工字钢 锁脚钢板 锁脚钢板 A大样 限位圈 导管 限位圈 锁脚小 h （a） （b） 图1 带钢板连接的锁脚小导管示意 （a）整体；（b）A大样 锁脚小导管的一头加工成三角尖头，身上按梅花形打设 小孔作为注浆孔 ；在矩形钢板上对称钻 2个 55 的圆洞，把钢 板按对称位置焊在需要锁脚的工字钢上 ；采用钻孔设备穿过 锁脚钢板的圆洞按设计角度施作锚杆孔，并安设锁脚小导管 ； 以 6的钢筋加工成， 48 的圆圈，套在锁脚小导管外露的头上， 并作为矩形钢板与锁脚小导管焊接固定的连接物。 围岩与锁脚小导管通过注浆紧密连接，锁脚小导管与初 期支护中的工字钢通过锁脚钢板采用焊接方式牢固连接，形 成一个整体，共同受力，使拱顶围岩的垂直力和水平力均能 传递到拱脚的围岩，约束初期支护在水平和垂直方向的变形， 达到控制收敛、拱顶和地面整体下沉的目的。 3 施工操作要点 3.1 ¦] MöÌý•、 M准1P、?基? （1）加工锁脚小导管。采用长度 3~6 m的， 42×4的无缝 钢管，用切割机把钢管前端做成尖楔状，便于插入孔中，按 ［摘 要］ B
zY/? M? &?-? ?d ???? ，?c?