CN202031617U - 轮毂式锚杆垫（托）板装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了轮毂式锚杆垫（托）板装置，该装置由辐条、内环、外环、锚杆、螺母及垫圈组成，内环、外环之间与辐条连接，内环内腔通过螺母及垫圈与锚杆一端连接，锚杆另一端***连接在围岩中。具有结构简单，使用方便，承载能力大，重量轻，通过辐条间的空隙，有效填充喷射混凝土，明显改善隧道围岩受力状态；垫（托）板有效地与钢筋网和喷射混凝***同作用，增强托锚效果，托板受载后将力传递给锚杆杆体，增大锚杆剪锚力，充分发挥锚杆作用。特别是在软弱围岩中，喷射混凝土能完全覆盖空洞，有效地防止锚杆端部附近围岩坍塌。用锚杆+钢筋网+喷射混凝土联合支护，增强支护有效性。广泛用于铁路隧道、煤矿、冶金、水利、国防等地下工程。

Description

轮毂式锚杆垫(托)板装置

技术领域

本实用新型涉及采用喷锚措施对岩土进行加固的隧道及地下工程初期支护垫（托）板，尤其对于仅采取锚杆+钢筋网（或加钢带）+喷射混凝土的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级硬质围岩的隧道初期支护，具体涉及轮毂式锚杆垫（托）板装置。

背景技术

锚杆是由杆体、锚固粘结体和托板三者组成，托板对锚杆作用的发挥有重要影响，托板是产生托锚力的主要构件，同时对剪锚力也产生重要影响。托板的作用主要有两方面：一方面托板通过挤压围岩表面提供托锚力、可明显改善隧道围岩受力状态；另一方面，托板受载后将力传递给锚杆杆体，增大锚杆剪锚力，充分发挥锚杆的作用。特别是在软弱围岩中，没有托板常常不能有效地防止锚杆端部附近围岩的坍塌。托板对锚杆与围岩相互作用关系产生重要影响，如没有托板或托板安装不良，锚杆就会失去作用。

当前，隧道及地下工程一般均采取“新奥法”原理，衬砌型式一般为复合式衬砌，初期支护型式一般为锚杆+喷射混凝土+钢筋网，围岩差的，可加钢架。其中锚杆是初期支护的重要组成，它起到将初期支护与围岩连接在一起，共同作用，共同承载，达到支护的目的。锚杆的形式随着科技的发展，不断更新，目前使用的有普通砂浆锚杆、中空注浆锚杆、自进式锚杆等，不论哪种锚杆，锚杆垫板均是锚杆的不可缺少的部件，在各种规范及验收标准以及设计图中，均明确要求锚杆必须设置垫板，但是，由于传统的锚杆垫板（托板）型式为150mm×150mm或200mm×200mm的钢板或铸铁板，一般规定隧道开挖后，先喷约4cm厚混凝土，后安装锚杆，锚杆垫板与初喷混凝土密贴。由于隧道开挖受当前技术条件限制，平整度不理想，尤其围岩节理发育的情况下，即使喷射一层混凝土，平整度也不理想，这样锚杆垫板就难以与喷射混凝土密贴，如果垫板与初喷混凝土不密贴，由于垫板型式为整体结构，即使补喷混凝土，喷射混凝土受到垫板的阻挡而无法回填密实，这就是质量、安全隐患。其实，传统的锚杆支护是作为临时措施使用的，锚杆垫板下垫有方木块，由于木块的柔性可以作到垫板与围岩之间的密贴，而“新奥法”原理设计的锚杆是作为初期支护使用的，是永久结构，不容许使用方木块。

图1所示，现有技术的垫板是一块整体式垫板，由于围岩4在开挖时，其表面很难成为一个平整表面，多多少少会出现凸凹不平的表面，一块整体式垫（托）板与围岩4接触时，垫板与围岩4之间总会出现空洞3，当用混凝土喷射管1向围岩4喷射混凝土2时，由于受到整体垫板的阻挡而无法向围岩4的空洞3内喷射混凝土2，存在围岩4的凸凹不平的表面无法填充喷射混凝土2，围岩4的凸凹不平表面的空洞3无法得到有效支护的缺陷，这样增加了施工安全风险。目前，由于上述锚杆垫板缺陷，施工现场多不安装垫板，这样也损害规范和标准的权威性、严肃性。

发明内容

本实用型的目的是提供一种结构简单，使用方便，与围岩有效接触消除空洞，承载能力大，重量轻，通过辐条间的空隙，有效填充喷射混凝土的轮毂式锚杆垫（托）板装置。

    为了克服现有技术的不足，本实用型的技术方案是这样解决的：轮毂式锚杆垫（托）板装置由辐条、内环、外环、锚杆、螺母及垫圈组成，本实用型的特殊之处在于所述内环、外环之间与辐条连接，所述内环的内腔通过螺母及垫圈与锚杆的一端连接，锚杆另一端***连接在围岩中。

所述辐条的材质为Q235钢材或铸铁。

所述至少3根辐条两端间隔分别连接在内环与外环上。

所述的内环断面为圆柱形，外环断面为圆形或方形，辐条本体为楔形。

所述单根锚杆抗拉力不小于150kN，材质为钢板或铸铁。

所述内环为内钢环，其内钢环直径φ为40mm～45 mm，壁厚为9mm钢管，钢管长为28 mm～32mm，材质为Q235钢材或铸铁。

所述外环为外钢环，其外钢环直径为φ8mm～φ12 mm钢筋，材质为Q235钢材或铸铁。

本实用型与现有技术相比，具有结构简单，使用方便，与围岩有效接触，承载能力大，重量轻，通过辐条间的空隙，能有效填充喷射混凝土的特点，现有技术带锚杆孔的整块垫板阻止了喷射混凝土覆盖空洞，而改进的轮毂式锚杆垫（托）板中间至少有四处空间可以填充喷射混凝土，从而保证了托板通过挤压围岩表面提供托锚力，可明显改善隧道围岩受力状态；另一方面，托板受载后将力传递给锚杆杆体，增大锚杆剪锚力，充分发挥锚杆的作用。特别是在软弱围岩中，由于喷射混凝土能完全覆盖空洞，有效地防止锚杆端部附近围岩的坍塌。广泛用于铁路隧道、煤矿、冶金、水利、国防等地下工程。

附图说明

图1为传统锚杆垫板施工效果图；

图2为本实用型施工效果图；

图3为轮毂式锚杆垫（托）板俯视结构示意图；

图4为图3的Ⅰ－Ⅰ剖视结构示意图。

具体实施方式

附图为本实用型的实施例。

下面结合附图对发明内容作进一步说明：

参照图2、图3、图4所示，一种轮毂式锚杆垫（托）板装置由辐条、内环、外环、锚杆、螺母及垫圈组成，所述内环6、外环8之间与辐条7连接，所述内环6的内腔通过螺母及垫圈10与锚杆9的一端连接，锚杆9另一端***连接在围岩4中。

所述辐条的材质为Q235钢材或铸铁。

所述至少3根辐条两端间隔分别连接在内环与外环上。

所述的内环断面为圆柱形，外环断面为圆形或方形，辐条本体为楔形。

所述单根锚杆抗拉力不小于150kN，材质为钢板或铸铁。

所述内环为内钢环，其内钢环直径φ为40mm～45 mm，壁厚为9mm钢管，钢管长为28 mm～32mm，材质为Q235钢材或铸铁。

所述外环为外钢环，其外钢环直径为φ8mm～φ12 mm钢筋，材质为Q235钢材或铸铁。

综上所述，本装置有足够大的空洞可以满足喷射混凝土通过，实现将锚杆9端头、垫板与钢筋网以及围岩4、喷混凝土2连接成为一体，喷混凝土2通过混凝土喷射管1将混凝土喷射到围岩4表面，喷射混凝土能完全覆盖空洞3，有效地防止锚杆端部附近围岩的坍塌。该装置的制作既可以现场采取切割、焊接工艺，也可以采取铸造的模式，其材质与传统锚杆垫板相同，既可以为钢材Q235（钢板、钢管、钢筋） 也可以为铸铁。其成本与传统相当，但消除了传统锚杆垫板所存在的质量、安全隐患。

可分别采用现场焊接和工厂铸造两种工艺。

第一种：由6根辐条及内外钢环组成，辐条2材质采用10mm厚钢板，内钢环6采用Φ42×9mm钢管，外钢环8采用φ10mm钢筋，所有部件焊接连接，焊缝高度不小于10mm；

第二种：按照设计图尺寸，整体铸造。

安装：

同传统锚杆垫板安装相同。

Claims (7)

1.一种轮毂式锚杆垫（托）板装置，该锚杆垫（托）板装置由辐条、内环、外环、锚杆、螺母及垫圈组成，其特征在于所述内环（6）、外环（8）之间与辐条（7）连接，所述内环（6）的内腔通过螺母及垫圈（10）与锚杆（9）的一端连接，锚杆（9）另一端***连接在围岩（4）中。

2.根据权利要求1所述的轮毂式锚杆垫（托）板装置，其特征在于所述辐条（7）的材质为Q235钢材或铸铁。

3.根据权利要求1所述的轮毂式锚杆垫（托）板装置，其特征在于所述至少3根辐条（7）两端间隔分别连接在内环（6）与外环（8）上。

4.根据权利要求1所述的轮毂式锚杆垫（托）板装置，其特征在于所述的内环断面为圆柱形，外环断面为圆形或方形，辐条本体为楔形。

5.根据权利要求1所述的轮毂式锚杆垫（托）板装置，其特征在于所述单根锚杆抗拉力不小于150kN，材质为钢板或铸铁。

6.根据权利要求1所述的轮毂式锚杆垫（托）板装置，其特征在于所述内环为内钢环，其内钢环直径φ为40mm～45 mm，壁厚为9mm钢管，钢管长为28 mm～32mm，材质为Q235钢材或铸铁。

7.根据权利要求1所述的轮毂式锚杆垫（托）板装置，其特征在于所述外环为外钢环，其外钢环直径为φ8mm～φ12 mm钢筋，材质为Q235钢材或铸铁。

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