專利名稱：一種黃土隧道錨桿支護裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及隧道支護領域，特別是涉及一種黃土隧道錨桿支護裝置。
背景技術：
錨桿是當代煤礦當中巷道支護的最基本的組成部分，它將巷道的圍巖束縛在一起，使圍巖自身支護自身?，F(xiàn)在錨桿不僅用于礦山，也用于工程技術中，對邊坡，隧道，壩體進行主動加固。雖然錨桿在巖質隧道中取得了巨大成功，但在土砂質隧道中的支護性能相對較弱?，F(xiàn)行錨桿計算理論中，對于加固土層效果均采用提高圍巖物性指標，但沒有考慮錨桿打入過程中對圍巖應力的擾動反而降低了圍巖的強度和穩(wěn)定，故不適用于現(xiàn)行黃土隧道錨桿的研究。施工現(xiàn)場量測，對研究黃土圍巖中錨桿的承載能力及受力情況，含抗拔力、界面粘結強度和軸向荷載傳遞規(guī)律等，系統(tǒng)錨桿在大斷面黃土隧道中的錨固效果，系統(tǒng)錨桿的設計參數(shù)等具有顯著的效果，有利于評估與優(yōu)化隧道的支護設計參數(shù)，提高工程設計與施工的安全性與合理性。國內(nèi)部分研究表明，在土質隧道中，系統(tǒng)錨桿的拱部、拱腰錨桿受力均很小，錨桿的作用效果及作用機制的不明確，這給黃土隧道的設計帶來很大困擾。關于錨桿在黃土隧道支護中的作用，存在兩種觀點一種認為，拱部錨桿對黃土隧道不起作用，可不設錨桿； 另一種認為，錨桿對黃土隧道有重要作用，應設置錨桿。錨桿的作用機制不明、計算理論不完善不但給黃土隧道設計帶來很大困難，也給黃土隧道施工支護造成混亂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種黃土隧道錨桿支護裝置，以解決現(xiàn)行黃土隧道中錨桿應用的混亂情況。為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種黃土隧道錨桿支護裝置，包括在拱部130°范圍以下至墻腳的錨桿部分；在拱腳及邊墻處的鎖腳錨管部分；所述的拱部130°范圍為中心線與兩側邊墻各65°的范圍。優(yōu)選的，所述的錨桿長度為3米至5米。優(yōu)選的，所述的錨桿間隔1米設置1根。優(yōu)選的，所述的鎖腳錨管長度為3米至5米。優(yōu)選的，所述的鎖腳錨管的外插角大于或者等于45°。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點首先，本發(fā)明提供了一種黃土隧道錨桿支護裝置。在拱部130°范圍以下至墻腳設置錨桿，取消了同類隧道結構在拱部130°范圍的系統(tǒng)錨桿，所述的拱部130°范圍為中心線與兩側邊墻各65°的范圍，并且在拱腳及邊墻處設置鎖腳錨管。本發(fā)明的新型隧道結構與同類隧道結構相比，結構更加簡單，更加適合在黃土隧道中使用。其次，本發(fā)明創(chuàng)造性的取消了拱部130°范圍的系統(tǒng)錨桿，減少了直接的工程費用，同時減少了施工工序，提高了施工工效，顯著的提高了經(jīng)濟效益，可有效的降低工程造價。再次，本發(fā)明創(chuàng)造性的提出了一種黃土隧道錨桿支護裝置，具有較大的工程應用價值及學術價值，對以后相似圍巖情況的隧道的設計與施工有極大的推廣與參考價值。


圖1是本發(fā)明實施例中所述的結構示意圖2是本發(fā)明實施例所述的第--種隧道施工步驟示意圖3是本發(fā)明實施例所述的第--種隧道圍巖壓力分布圖4是本發(fā)明實施例所述的第--種隧道鋼拱架外側應力圖5是本發(fā)明實施例所述的第--種隧道鋼拱架內(nèi)側應力圖6是本發(fā)明實施例所述的第--種隧道錨桿軸力分布圖7是本發(fā)明實施例所述的第二種隧道施工步驟示意圖8是本發(fā)明實施例所述的第二種隧道圍巖壓力分布圖9是本發(fā)明實施例所述的第二種隧道鋼拱架外側應力圖10是本發(fā)明實施例所述的第:二種隧道鋼拱架內(nèi)側應力圖
圖11是本發(fā)明實施例所述的第:二種隧道錨桿軸力分布圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。針對現(xiàn)行黃土隧道中錨桿應用的混亂情況的問題，本發(fā)明創(chuàng)造性地提出了一種黃土隧道錨桿支護裝置，是針對現(xiàn)有黃土隧道錨桿支護裝置的改進，使其結構更加簡單，更加適合在黃土隧道中應用。參照圖1，給出了本發(fā)明實施例中所述的結構示意圖。包括在拱部130°范圍以下至墻腳設置錨桿1，和在拱腳及邊墻處設置鎖腳錨管 2，所述的拱部130°范圍為中心線與兩側邊墻各65°的范圍。本發(fā)明通過理論分析，確定所設置的錨桿和鎖腳錨管的具體參數(shù)。首先，確定錨桿的具體參數(shù)根據(jù)錨桿微元水平方向的受力平衡并結合數(shù)值計算得出的隧道圍巖深部位移的解析表達式，即可推導出錨桿內(nèi)力的理論表達式，錨桿軸力可表達為 N = a{x)nR2 = K (u- A1 )x +K (A1-A2 )dxη。
ln(e α' +l)-ln(ed' +1)
(1)根據(jù)該計算方法，可以確定出錨桿的設錨范圍參數(shù)。以淺埋、深埋為例，分別在拱頂、拱腳、邊墻、墻腳等處進行錨桿軸力計算，得表1。大斷面黃土隧道與中心線成不同夾角處最大計算軸力(kN)表權利要求
1.一種黃土隧道錨桿支護裝置，其特征在于，包括 在拱部130°范圍以下至墻腳的錨桿部分；在拱腳及邊墻處的鎖腳錨管部分；所述的拱部130°范圍為中心線與兩側邊墻各65°的范圍。
2.根據(jù)權利要求1所述的黃土隧道錨桿支護裝置，其特征在于，包括 所述的錨桿長度為3米到5米。
3.根據(jù)權利要求1所述的黃土隧道錨桿支護裝置，其特征在于，包括 所述的錨桿間隔1米設置1根。
4.根據(jù)權利要求1所述的黃土隧道錨桿支護裝置，其特征在于，包括 所述的鎖腳錨管長度為3米至5米。
5.根據(jù)權利要求1所述的黃土隧道錨桿支護裝置，其特征在于，包括 所述的鎖腳錨管的外插角大于或者等于45°。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種黃土隧道錨桿支護裝置，以解決現(xiàn)行黃土隧道中錨桿應用的混亂情況。所述的裝置為，在拱部130°范圍以下至墻腳的錨桿部分，以及在拱腳及邊墻處的鎖腳錨管部分，所述的拱部130°范圍為中心線與兩側邊墻各65°的范圍。本發(fā)明的新型隧道結構與同類隧道結構相比，結構更加簡單，更加適合在黃土隧道中使用。并且減少了施工工序，提高了施工工效，可有效的降低工程造價。
文檔編號E21D21/00GK102226408SQ201110167379
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2011年6月21日
發(fā)明者李健, 譚忠盛 申請人:北京交通大學