[0001]

本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領域，具體涉及一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法。

背景技術(shù)：

[0002]

鎖腳錨桿是指隧道開挖采用先拱后墻的方式開挖時，為確保安全，在進行下一步施工開挖(即下斷面開挖)之前，在拱腳處垂直巖壁打入的錨桿，防止拱頂收縮、掉拱。隧道鎖腳錨管鉆孔及安裝施工特點是鉆機鉆孔過程中阻力大，鉆桿易擺動，鉆孔位置及外插角偏差大；施工環(huán)境惡劣，鉆孔過程中需要人員輔助固定鉆機，作業(yè)人員勞動強度大，操作隨意性強，鎖腳錨管施工質(zhì)量難以保證。因此改良常規(guī)工藝，選擇合理的施工方法，才能高效、安全、優(yōu)質(zhì)地完成鎖腳錨管鉆孔施工。目前新奧法為隧道工程常規(guī)施工方法，以隧道工程經(jīng)驗和巖體力學的理論為基礎，主要采用噴錨支護限制圍巖變形，保證支護的及時性和有效性。ⅳ、

ⅴ

級圍巖初期支護鋼架采用鎖腳錨管錨固在巖體中，鎖腳錨管的施工質(zhì)量影響初期支護的效果。鋼架鎖腳錨管鉆孔時，外插角難以控制，位置有所偏差，與鋼架連接質(zhì)量較差，影響鋼架穩(wěn)定性，容易造成隧道收斂或沉降變形，引發(fā)掉拱等安全質(zhì)量事故。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[0003]

本發(fā)明的目的在于提供一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，采用該方法可以滿足隧道鎖腳錨管鉆孔及安裝的需要。

[0004]

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，使用鎖腳錨管鉆孔定位裝置引導鉆機鉆桿鉆孔方向，包括以下步驟：

[0005]

步驟一：掌子面爆破開挖，掌子面鉆孔完成后進行爆破作業(yè)，通風出渣后進行找頂清危，保證后續(xù)施工安全；

[0006]

步驟二：放樣布點，測量組按設計里程及斷面對鋼架位置進行測量放樣；

[0007]

步驟三：鋼架安裝；將加工成型的小節(jié)段鋼架從拱墻一側(cè)向另外一側(cè)安裝，并依次進行下一榀鋼架安裝，同步安裝鋼筋網(wǎng)片，焊接鋼架連接筋固定鋼架；

[0008]

步驟四：鎖腳錨管鉆孔，安裝鎖腳錨管定位裝置，使用鉆機進行鎖腳錨管鉆孔；

[0009]

步驟五：鎖腳錨管安裝，鎖腳錨管按照設計要求提前加工成型，清孔后，采用鉆機將鎖腳錨管頂入孔內(nèi)，焊接鎖腳錨管連接筋，與鋼架有效連接；

[0010]

步驟六：鎖腳錨管注漿；拌制漿液并完成鎖腳錨管注漿。

[0011]

進一步，步驟六中使用注漿機完成鎖腳錨管注漿。

[0012]

進一步，鎖腳錨管定位裝置包括導向管、夾具和固定架，導向管與固定架固定連接，夾具與固定架連接。

[0013]

進一步，所述導向管包括內(nèi)管和外管，所述內(nèi)管位于外管內(nèi)且與外管滑動配合。

[0014]

進一步，所述內(nèi)管上設有刻度。

[0015]

進一步，所述內(nèi)管遠離外管的一端設有固定殼體。

[0016]

進一步，所述固定殼體呈圓臺形。

[0017]

進一步，所述內(nèi)管內(nèi)設有定位環(huán)。

[0018]

進一步，定位環(huán)的數(shù)量為多個而且沿內(nèi)管均勻分布。

[0019]

進一步，定位環(huán)的直徑能夠調(diào)節(jié)。

[0020]

采用本方案的原理和有益效果在于：本發(fā)明通過在鋼架上安裝鉆孔定位裝置，鉆孔位置精確，鉆孔間距均勻，外插角一致，有效保證了超前小導管、洞身中管棚及鎖腳錨管的鉆孔質(zhì)量，且節(jié)省了鉆機鉆孔定位的時間，便于鋼管安裝或連接筋焊接。定位裝置松開夾具即可取下，可循環(huán)使用，安裝及拆卸快速簡便。

[0021]

采用此技術(shù)施工在保證施工質(zhì)量安全的基礎上，提高了施工效率，節(jié)約了成本，取得了良好的社會效益。

附圖說明

[0022]

圖1為本發(fā)明一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法實施例一的主視圖；

[0023]

圖2為本發(fā)明一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法實施例一的側(cè)視圖；

[0024]

圖3為本發(fā)明一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法實施例二中導向管的立體圖；

[0025]

圖4為本發(fā)明一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法實施例二中內(nèi)管的立體圖；

[0026]

圖5為本發(fā)明一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法實施例二的內(nèi)管的正視圖；

[0027]

圖6為本發(fā)明一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

[0028]

下面通過具體實施方式進一步詳細說明：

[0029]

說明書附圖中的附圖標記包括：外管1、內(nèi)管2、固定殼體3、連接桿4、定位環(huán)5、扣件6、夾具7、導向管8、連接筋9、固定架10、轉(zhuǎn)動管11、連接板12、弧形槽13、凸起14、定位分環(huán)15。

[0030]

實施例基本如附圖1和圖2所示：一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，使用鎖腳錨管鉆孔定位裝置引導鉆機鉆桿鉆孔方向，包括以下步驟：

[0031]

步驟一：掌子面爆破開挖，掌子面鉆孔完成后進行爆破作業(yè)，通風出渣后進行找頂清危，保證后續(xù)施工安全；

[0032]

步驟二：放樣布點，測量組按設計里程及斷面對鋼架位置進行測量放樣；

[0033]

步驟三：鋼架安裝；將加工成型的小節(jié)段鋼架從拱墻一側(cè)向另外一側(cè)安裝，并依次進行下一榀鋼架安裝，同步安裝鋼筋網(wǎng)片，焊接鋼架連接筋固定鋼架；

[0034]

步驟四：鎖腳錨管鉆孔，安裝鎖腳錨管定位裝置，將帶有導向管的組合扣件6對稱安裝在鋼架兩側(cè)，調(diào)整建筑構(gòu)件位置，使用夾具固定扣件，調(diào)整鎖腳錨管導向管外插角，并使用夾具將導管固定在鋼架連接筋處；將鉆孔伸入導向管中，進行所腳錨管鉆孔，鉆孔完成后松開夾具拆除工裝，重復以上步驟依次進行其他鎖腳錨管鉆孔；

[0035]

步驟五：鎖腳錨管安裝，鎖腳錨管按照設計要求提前加工成型，清孔后，采用鉆機將鎖腳錨管頂入孔內(nèi)，焊接鎖腳錨管連接筋，與鋼架有效連接；

[0036]

步驟六：鎖腳錨管注漿。拌制漿液并完成鎖腳錨管注漿。其中，步驟六中使用注漿

機完成鎖腳錨管注漿。鎖腳錨管定位裝置包括導向管、夾具和固定架，導向管與固定架固定連接，夾具與固定架連接。

[0037]

本實施例中所述的掌子面即開挖隧道時不斷向前推進的工作面。

[0038]

如圖1和圖2所示，鎖腳錨管定位裝置包括導向管8、夾具7和固定架10，導向管8與固定架10固定連接，夾具7與固定架10連接。

[0039]

本發(fā)明通過在鋼架上安裝鎖腳錨管定位裝置，鉆孔位置精確，鉆孔間距均勻，外插角一致，有效保證了超前小導管、洞身中管棚及鎖腳錨管的鉆孔質(zhì)量，且節(jié)省了鉆機鉆孔定位的時間，便于鋼管安裝或連接筋9焊接。定位裝置松開夾具即可取下，可循環(huán)使用，安裝及拆卸快速簡便。

[0040]

具體效益如下：

[0041]

(1)操作簡便，降低勞動輕度，提高施工效率。以ⅳ級圍巖為例，傳統(tǒng)工藝工法施工時配置10人鉆孔，每循環(huán)超前小導管、鎖腳錨管鉆孔及安裝時間約6h，鉆孔過程中需要人工手扶鉆桿輔助定位；使用鉆孔定位工裝后，配置8人作業(yè)，其中1人重復安裝拆卸定位工裝即可，每循環(huán)耗時約5.2h。每月施工25個循環(huán)(75m)，可節(jié)約460個工時，節(jié)省人工費17250元，平均每延米節(jié)省人工費230元。

ⅴ

級圍巖施工時平均每延米節(jié)省人工費325元。

[0042]

(2)控制超前小導管或管棚外插角，保證超前支護的有效性，對控制隧道超挖起至關(guān)重要的作用，節(jié)省噴射混凝土用量，節(jié)約施工成本。通過對開挖斷面掃描及噴射混凝土用量統(tǒng)計分析，在ⅳ級圍巖施工階段，傳統(tǒng)工藝工法施工時平均線性超挖約20cm；使用定位工裝后，平均線性超挖控制在15cm左右，相比之下，每延米節(jié)約噴射混凝土1.58m3，節(jié)省費用1395.5元；在

ⅴ

級圍巖施工階段，傳統(tǒng)工藝工法施工時平均線性超挖約30cm；使用定位工裝后，平均線性超挖控制在22cm左右，相比之下，每延米節(jié)約噴射混凝土2.57m3，節(jié)省費用2269.8元；

[0043]

(3)保證超前支護的情況下，機械化大斷面施工時可加大開挖進尺，從而充分發(fā)揮設備優(yōu)勢，提高施工效率。

[0044]

采用此技術(shù)施工在保證施工質(zhì)量安全的基礎上，提高了施工效率，節(jié)約了成本，取得了良好的社會效益。

[0045]

實施例二

[0046]

如圖3、圖4和圖5所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于，本實施例中的鎖腳錨管定位裝置中的導向管8包括內(nèi)管2和外管1，內(nèi)管2位于外管1內(nèi)且與外管1滑動配合，具體的，在外管1內(nèi)壁沿軸向開有滑槽，內(nèi)管2外側(cè)沿軸向方向設有凸條，凸條位于滑槽內(nèi)且與滑槽滑動配合。內(nèi)管2上設有刻度。內(nèi)管2遠離外管1的一端設有固定殼體3，固定殼體3呈圓臺形。內(nèi)管2內(nèi)設有定位環(huán)5，定位環(huán)5通過連接桿4與內(nèi)管2內(nèi)壁連接，定位環(huán)5的數(shù)量為多個而且沿內(nèi)管2軸向均勻分布。

[0047]

在鉆孔過程中，多個定位環(huán)5可以對鉆桿進行支撐和定位，避免在鉆孔過程中鉆桿在內(nèi)管2內(nèi)發(fā)生角度偏移。

[0048]

實施例三

[0049]

如圖6所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于，本實施例中定位環(huán)5的直徑可調(diào)節(jié)。具體的，在內(nèi)管2周向均勻開有多個通孔，本實施例中通孔的數(shù)量和連接桿4的數(shù)量相同，均為三個。定位環(huán)5由三個形狀相同的定位分環(huán)15構(gòu)成，三個定位分環(huán)15可圍成圓形的定位環(huán)

5。三個連接桿4分別穿過通孔且連接桿4位于內(nèi)管2內(nèi)的端部與定位分環(huán)15連接，其連接方式可以采用螺紋連接、卡接或其他連接方式。在內(nèi)管2的外端設有轉(zhuǎn)動管11，轉(zhuǎn)動管11與外管1滑動連接，其具體連接方式同實施例二。轉(zhuǎn)動管11與內(nèi)管2同軸，且在內(nèi)管2和外管1間設有環(huán)形的連接板12，且沿連接板12周向均勻設有三個弧形槽13。每個連接桿4均設有凸起14，每個凸起14分別卡入弧形槽13內(nèi)。

[0050]

當在施工過程中需要采用不同直徑的錨管時，可以調(diào)節(jié)定位環(huán)5的直徑，從而適用于不同直徑的錨管的施工。具體實施過程如下：當需要調(diào)節(jié)定位環(huán)5的直徑時，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動管11，使轉(zhuǎn)動管11與內(nèi)管2產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。因為轉(zhuǎn)動管11與連接板12固接，所以轉(zhuǎn)動板在轉(zhuǎn)動時也會帶動連接板12轉(zhuǎn)動，即連接板12與內(nèi)管2也產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，設置在連接板12上的弧形槽13也隨連接板12一起轉(zhuǎn)動。因為連接桿4的凸起14卡入凹槽內(nèi)，所以當轉(zhuǎn)動管11順時針轉(zhuǎn)動時，連接桿4會向轉(zhuǎn)動管11方向移動，從而使幾個定位分環(huán)15所圍成的圓的直徑變大，從而適用于直徑較大的錨管的鉆孔。反之，當錨管的直徑較小時，逆時針轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動管11時，使三個定位分環(huán)15所圍成的圓的直徑變小，從而可以減少定位環(huán)5與鉆桿之間的間隙，避免間隙過大而導致鉆孔過程中鉆桿位置出現(xiàn)較大的偏移。

[0051]

以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體技術(shù)方案和/或特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。技術(shù)特征：

1.一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：使用鎖腳錨管鉆孔定位裝置引導鉆機鉆桿鉆孔方向，包括以下步驟：步驟一：掌子面爆破開挖，掌子面鉆孔完成后進行爆破作業(yè)，通風出渣后進行找頂清危，保證后續(xù)施工安全；步驟二：放樣布點，測量組按設計里程及斷面對鋼架位置進行測量放樣；步驟三：鋼架安裝；將加工成型的小節(jié)段鋼架從拱墻一側(cè)向另外一側(cè)安裝，并依次進行下一榀鋼架安裝，同步安裝鋼筋網(wǎng)片，焊接鋼架連接筋固定鋼架；步驟四：鎖腳錨管鉆孔，安裝鎖腳錨管定位裝置，使用鉆機進行鎖腳錨管鉆孔；步驟五：鎖腳錨管安裝，鎖腳錨管按照設計要求提前加工成型，清孔后，采用鉆機將鎖腳錨管頂入孔內(nèi)，焊接鎖腳錨管連接筋，與鋼架有效連接；步驟六：鎖腳錨管注漿；拌制漿液并完成鎖腳錨管注漿。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：步驟六中使用注漿機完成鎖腳錨管注漿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：鎖腳錨管定位裝置包括導向管、夾具和固定架，導向管與固定架固定連接，夾具與固定架連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：所述導向管包括內(nèi)管和外管，所述內(nèi)管位于外管內(nèi)且與外管滑動配合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：所述內(nèi)管上設有刻度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：所述內(nèi)管遠離外管的一端設有固定殼體。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：所述固定殼體呈圓臺形。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：所述內(nèi)管內(nèi)設有定位環(huán)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：定位環(huán)的數(shù)量為多個而且沿內(nèi)管均勻分布。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，其特征在于：定位環(huán)的直徑能夠調(diào)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及建筑施工技術(shù)領域，公開了一種隧道鎖腳錨桿精確定位及施工方法，使用鎖腳錨管鉆孔定位裝置引導鉆機鉆桿鉆孔方向，包括以下步驟：步驟一：掌子面爆破開挖；步驟二：放樣布點，測量組按設計里程及斷面對鋼架位置進行測量放樣；步驟三：鋼架安裝；將加工成型的小節(jié)段鋼架從拱墻一側(cè)向另外一側(cè)安裝，并依次進行下一榀鋼架安裝，同步安裝鋼筋網(wǎng)片；步驟四：鎖腳錨管鉆孔，安裝鎖腳錨管定位裝置，使用鉆機進行鎖腳錨管鉆孔；步驟五：鎖腳錨管安裝，鎖腳錨管按照設計要求提前加工成型，清孔后，采用鉆機將鎖腳錨管頂入孔內(nèi)，焊接鎖腳錨管連接筋；步驟六：鎖腳錨管注漿。采用該方法可以滿足隧道鎖腳錨管鉆孔及安裝的需要。隧道鎖腳錨管鉆孔及安裝的需要。隧道鎖腳錨管鉆孔及安裝的需要。

技術(shù)研發(fā)人員：顧劉東 張恒 唐華 許清 謝遠 嚴光路

受保護的技術(shù)使用者：中鐵八局集團有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.10.26

技術(shù)公布日：2021/1/26