本實(shí)用新型涉及用于瓦斯隧道的初期支護(hù)鋼架，尤其涉及一種用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架。

背景技術(shù)：

在瓦斯隧道的施工過(guò)程中，隧道洞內(nèi)的瓦斯（CH4）容易聚集，一旦遇到火源則極易發(fā)生爆炸或者引起火災(zāi)，以致造成重大施工安全事故。由于現(xiàn)有瓦斯隧道施工所需要的初期支護(hù)鋼架的鎖腳和縱向鋼架連接鋼筋均是在隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，這顯然存在著重大安全隱患。因此，如何避免所述在高瓦斯隧道洞內(nèi)的焊接作業(yè)并有力保障瓦斯隧道安全施工，就成為該技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)課題。

專利號(hào)為ZL201620188615.6的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種長(zhǎng)大深埋瓦斯突出隧道無(wú)焊支護(hù)結(jié)構(gòu)，由初期支護(hù)鋼架和超前支護(hù)鋼骨架構(gòu)成，初期支護(hù)鋼架由多榀拱架組成，拱架通過(guò)錨固在隧道壁上的鎖腳錨桿和螺母固定連接；相鄰拱架之間通過(guò)縱向連接拉桿和螺母固定連接；所述超前支護(hù)鋼骨架包括多根前伸并灌漿錨固的無(wú)縫鋼管形成管棚結(jié)構(gòu)，每根無(wú)縫鋼管對(duì)應(yīng)一灌漿孔，多個(gè)灌漿孔沿隧道控制輪廓線的上部和左右?guī)头植汲蓛膳?，兩排灌漿孔相互錯(cuò)位，且無(wú)縫鋼管在遇煤層時(shí)具有穿出煤層的部分，超前支護(hù)鋼骨架還包括沿隧道壁向外傾斜40～50°插入巖層或煤層并灌漿錨固的多根花管結(jié)構(gòu)的超前小導(dǎo)管。該實(shí)用新型的有益效果是，可有效減少隧道掘進(jìn)動(dòng)火頻次及時(shí)間，隧道掘進(jìn)安全，煤系地層通過(guò)快速。但該實(shí)用新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且需要使用大量緊固件和無(wú)縫鋼管，施工成本高，經(jīng)濟(jì)性較差，同時(shí)施工效率也較低，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。

專利號(hào)為ZL201520181117.4的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種斜井進(jìn)正洞挑頂結(jié)構(gòu)，至少包括棚架支護(hù)、混凝土回填區(qū)、棚架航道、支護(hù)鋼架、正洞、鋼支撐柱、斜井、鋼支撐板、套拱拱架和鋼架；所述扇形棚架支護(hù)下端設(shè)置棚架航道；所述棚架航道之間設(shè)置混凝土回填區(qū)且混凝土回填區(qū)上端被棚架支護(hù)覆蓋；所述混凝土回填區(qū)下端設(shè)置支護(hù)鋼架；所述支護(hù)鋼架底端設(shè)置正洞且正洞一側(cè)設(shè)置鋼支撐柱；所述鋼支撐柱一側(cè)設(shè)置斜井且一端焊接鋼支撐板；所述鋼支撐板一側(cè)設(shè)置有套拱拱架且套拱拱架外表面焊接棚架航道；所述套拱拱架頂端焊接鋼架且鋼架與弧形棚架支護(hù)緊密相連；該斜井進(jìn)正洞挑頂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接緊密，承載力高，施工方便，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，易于推廣使用。但該實(shí)用新型的所述支護(hù)鋼架仍需在隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，存有重大安全隱患，特別是在瓦斯隧道的施工過(guò)程中，隧道洞內(nèi)的瓦斯（CH4）容易聚集，一旦遇到如所述焊接作業(yè)產(chǎn)生的火花等火源則極易發(fā)生爆炸或者引起火災(zāi)，以致造成重大施工安全事故，故亟待改進(jìn)。

專利號(hào)為ZL201510036482.0的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種淺埋暗挖隧道上臺(tái)階中隔壁施工方法，該方法步驟流程包括超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、測(cè)量放線、上臺(tái)階拱部超前支護(hù)、上臺(tái)階留核心土開挖、上臺(tái)階施作初期支護(hù)、下臺(tái)階留核心土開挖、上臺(tái)階中隔壁拆除、隧底開挖、臨時(shí)仰拱拆除、仰拱及仰拱混凝土填充、拱墻二襯施工。該發(fā)明簡(jiǎn)化了施工工序，節(jié)約了臨時(shí)支護(hù)材料，使施工進(jìn)度提高到45～60m/月，減少了勞動(dòng)力成本，有效地縮短了施工工期，節(jié)省了工程造價(jià)，解決了淺埋暗挖隧道施工輔助工序多、施工進(jìn)度慢、結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜等諸多難題，減小了對(duì)周邊環(huán)境的影響，取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。但該發(fā)明的所述上臺(tái)階施作初期支護(hù)結(jié)構(gòu)仍需在隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，存在著重大安全隱患，特別是在瓦斯隧道的施工過(guò)程中，隧道洞內(nèi)的瓦斯（CH4）容易聚集，一旦遇到如所述焊接作業(yè)產(chǎn)生的火花等火源則極易發(fā)生爆炸或者引起火災(zāi)，以致造成重大施工安全事故，故亟待改進(jìn)。

專利號(hào)為ZL201510104292.8的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種小凈距立體交叉隧道環(huán)形導(dǎo)坑施工方法，通過(guò)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、測(cè)量放線、拱部超前支護(hù)、上部環(huán)形導(dǎo)坑開挖、上部環(huán)形導(dǎo)坑初期支護(hù)、中下部環(huán)形導(dǎo)坑開挖、中下部環(huán)形導(dǎo)坑初期支護(hù)、核心土開挖、底部及仰拱開挖、仰拱超前支護(hù)、底部及仰拱初期支護(hù)、注漿和監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行施工，有效的強(qiáng)化了隧道圍巖的受力能力，保證了立體交叉影響區(qū)段的安全跨越。但該發(fā)明的所述上部環(huán)形導(dǎo)坑初期支護(hù)結(jié)構(gòu)仍需在隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)，仍存在著重大安全隱患，特別是在瓦斯隧道的施工過(guò)程中，隧道洞內(nèi)的瓦斯（CH4）容易聚集，一旦遇到如所述焊接作業(yè)產(chǎn)生的火花等火源則極易發(fā)生爆炸或者引起火災(zāi)，以致造成重大施工安全事故，故亟待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有用于瓦斯隧道的初期支護(hù)鋼架存在的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型的連接鋼筋安裝不動(dòng)火施工技術(shù)方案如下：

一種用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架，包括鋼架腹板和連接鋼筋，所述鋼架腹板包括第一預(yù)制鋼架腹板和第二預(yù)制鋼架腹板，所述第一預(yù)制鋼架腹板上焊接有第一鋼花管，所述第二預(yù)制鋼架腹板上焊接有第二鋼花管，所述連接鋼筋采用預(yù)制連接鋼筋，所述預(yù)制連接鋼筋采用U字形，所述預(yù)制連接鋼筋的兩端分別套裝在所述第一鋼花管和第二鋼花管內(nèi)。

優(yōu)選的是，所述第一鋼花管的內(nèi)徑大于所述預(yù)制連接鋼筋的外徑2-5mm。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第二鋼花管的內(nèi)徑大于所述預(yù)制連接鋼筋的外徑2-5mm。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述焊接作業(yè)均在隧道洞外進(jìn)行。

本實(shí)用新型的鎖腳安裝不動(dòng)火施工技術(shù)方案如下：

一種用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架，包括鋼架腹板、鋼架翼板、第一L形筋板、第二L形筋板、第一鎖腳錨管和第二鎖腳錨管，所述第一L形筋板和第二L形筋板緊鄰并焊接在所述鋼架翼板上，所述第一L形筋板上焊接有第三鋼花管，所述第二L形筋板上焊接有第四鋼花管，所述第三鋼花管的兩端和第四鋼花管的兩端均為開口結(jié)構(gòu)且在管內(nèi)分別套裝有第一鎖腳錨管和第二鎖腳錨管，在所述鋼花管內(nèi)壁與鎖腳錨管外壁之間的空隙內(nèi)填充有錨固劑。

優(yōu)選的是，所述第三鋼花管的內(nèi)徑大于所述第一鎖腳錨管的外徑2-5mm。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第四鋼花管的內(nèi)徑大于所述第二鎖腳錨管的外徑2-5mm。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第三鋼花管長(zhǎng)度至少為20cm。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述第四鋼花管長(zhǎng)度至少為20cm。

在上述任一方案中優(yōu)選的是，所述焊接作業(yè)均在隧道洞外進(jìn)行。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是：本實(shí)用新型將現(xiàn)有需在瓦斯隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接作業(yè)的初期支護(hù)鋼架中的縱向鋼架連接鋼筋和鎖腳改進(jìn)為在洞外加工完成預(yù)制件，隨后再運(yùn)輸?shù)蕉磧?nèi)進(jìn)行拼合安裝，從而大幅減少了洞內(nèi)焊接作業(yè)，使得所述初期支護(hù)鋼架在洞內(nèi)的焊接點(diǎn)減少約90%左右，此舉大幅降低了因在高瓦斯隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接所存在的爆炸或火災(zāi)事故的安全隱患，有效保障了瓦斯隧道的施工安全。

附圖說(shuō)明

圖1作為按照本實(shí)用新型的用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架的連接鋼筋安裝不動(dòng)火施工一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2作為按照本實(shí)用新型的用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架的圖1所示實(shí)施例中的預(yù)制連接鋼筋一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的連接鋼筋安裝洞內(nèi)動(dòng)火施工的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4作為按照本實(shí)用新型的用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架的鎖腳安裝不動(dòng)火施工一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5作為按照本實(shí)用新型的用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架的圖4所示實(shí)施例中的L形筋板一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6作為按照本實(shí)用新型的用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架的圖4所示實(shí)施例的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為現(xiàn)有技術(shù)中的鎖腳安裝洞內(nèi)動(dòng)火施工的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為現(xiàn)有技術(shù)中的L形筋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為現(xiàn)有技術(shù)中的鎖腳安裝洞內(nèi)動(dòng)火施工圖7所示實(shí)施例的側(cè)向結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1第一預(yù)制鋼架腹板；2第二預(yù)制鋼架腹板；3預(yù)制連接鋼筋；4第一鋼花管；5第二鋼花管；6第一焊接鋼架腹板；7第二焊接鋼架腹板；8現(xiàn)場(chǎng)焊接連接鋼筋；9第一焊接翼板；10第二焊接翼板；11第三焊接翼板；12第四焊接翼板；13鋼架翼板；14第一L形筋板；15第三鋼花管；16第二L形筋板；17第四鋼花管；18翼板焊接面；19鋼花管焊接面；20鋼架腹板；21第一鎖腳錨管；22第二鎖腳錨管；23錨固劑；24錨管焊接面。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例僅為一優(yōu)選技術(shù)方案，其中所涉及的各個(gè)組成部件以及連接關(guān)系并不限于該實(shí)施例所描述的以下這一種實(shí)施方案，該優(yōu)選方案中的各個(gè)組成部件的設(shè)置以及連接關(guān)系可以進(jìn)行任意的排列組合并形成完整的技術(shù)方案。

本實(shí)用新型的連接鋼筋安裝不動(dòng)火施工技術(shù)方案如圖1-2所示，一種用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架，包括鋼架腹板和連接鋼筋，所述鋼架腹板包括第一預(yù)制鋼架腹板1和第二預(yù)制鋼架腹板2，第一預(yù)制鋼架腹板1上焊接有第一鋼花管4，第二預(yù)制鋼架腹板2上焊接有第二鋼花管5，所述連接鋼筋采用預(yù)制連接鋼筋3，預(yù)制連接鋼筋3采用U字形，預(yù)制連接鋼筋3的兩端分別套裝在第一鋼花管4和第二鋼花管5內(nèi)。第一鋼花管4的內(nèi)徑大于預(yù)制連接鋼筋3的外徑2-5mm，第二鋼花管5的內(nèi)徑大于預(yù)制連接鋼筋3的外徑2-5mm。所述焊接作業(yè)均在隧道洞外進(jìn)行。

該連接鋼筋安裝不動(dòng)火施工技術(shù)方案是將現(xiàn)有初期支護(hù)鋼架的連接鋼筋洞內(nèi)焊接作業(yè)改進(jìn)為在洞外先行加工預(yù)制件并完成相關(guān)的焊接作業(yè)，之后運(yùn)輸?shù)蕉磧?nèi)進(jìn)行組裝，從而大幅減少了洞內(nèi)焊接工序，使洞內(nèi)火源顯著降低，有效保障瓦斯隧道的施工安全。

現(xiàn)有的連接鋼筋安裝洞內(nèi)動(dòng)火施工方案如圖3所示，包括第一焊接鋼架腹板6、第二焊接鋼架腹板7、現(xiàn)場(chǎng)焊接連接鋼筋8、第一焊接翼板9、第二焊接翼板10、第三焊接翼板11和第四焊接翼板12，由于現(xiàn)場(chǎng)焊接連接鋼筋8與兩側(cè)的第一焊接鋼架腹板6和第二焊接鋼架腹板7之間沒有設(shè)置套裝結(jié)構(gòu)件，因此只能在瓦斯隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接安裝連接鋼筋8，致使洞內(nèi)動(dòng)火施工存在重大安全事故隱患。

本實(shí)用新型的鎖腳安裝不動(dòng)火施工技術(shù)方案如圖4-6所示，一種用于瓦斯隧道的不動(dòng)火預(yù)制初期支護(hù)鋼架，包括鋼架腹板20、鋼架翼板13、第一L形筋板14、第二L形筋板16、第一鎖腳錨管21和第二鎖腳錨管22，第一L形筋板14和第二L形筋板16緊鄰并焊接在鋼架翼板13上，第一L形筋板14上焊接有第三鋼花管15，第二L形筋板16上焊接有第四鋼花管17，第三鋼花管15的兩端和第四鋼花管17的兩端均為開口結(jié)構(gòu)且在管內(nèi)分別套裝有第一鎖腳錨管21和第二鎖腳錨管22，在所述鋼花管內(nèi)壁與鎖腳錨管外壁之間的空隙內(nèi)填充有錨固劑23。第三鋼花管15的內(nèi)徑大于第一鎖腳錨管21的外徑2-5mm，第四鋼花管17的內(nèi)徑大于第二鎖腳錨管22的外徑2-5mm。第三鋼花管15長(zhǎng)度至少為20cm，第四鋼花管17長(zhǎng)度至少為20cm。所述焊接作業(yè)均在隧道洞外進(jìn)行。

該鎖腳安裝不動(dòng)火施工技術(shù)方案是將現(xiàn)有初期支護(hù)鋼架的鎖腳洞內(nèi)焊接作業(yè)改進(jìn)為在洞外先行加工預(yù)制件并完成相關(guān)的焊接作業(yè)，之后運(yùn)輸?shù)蕉磧?nèi)進(jìn)行組裝，鋼架立架后順著第三鋼花管15和第四鋼花管17的管口方向分別安裝第一鎖腳錨管21和第二鎖腳錨管22即可，此舉大幅減少了洞內(nèi)焊接工序，使洞內(nèi)火源顯著降低，有效保障瓦斯隧道的施工安全。

現(xiàn)有的鎖腳安裝洞內(nèi)動(dòng)火施工方案如圖7-9所示，包括鋼架腹板20、鋼架翼板13、第一L形筋板14、第二L形筋板16、第一鎖腳錨管21和第二鎖腳錨管22，由于第一鎖腳錨管21和第二鎖腳錨管22與兩側(cè)的第一焊接鋼架腹板6和第二焊接鋼架腹板7與鋼架腹板20以及鋼架翼板13之間沒有設(shè)置套裝結(jié)構(gòu)件，因此只能在瓦斯隧道洞內(nèi)進(jìn)行焊接安裝第一鎖腳錨管21和第二鎖腳錨管22，致使洞內(nèi)動(dòng)火施工存在重大安全事故隱患。

在采用礦山法進(jìn)行暗挖施工時(shí)，圍巖支護(hù)一般分為初期支護(hù)和二次襯砌，二次襯砌一般是混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。在二次襯砌施作之前，剛開挖之后立即進(jìn)行的支護(hù)形式稱之為初期支護(hù)，一般有噴射混凝土、噴射混凝土加錨桿、噴射混凝土錨桿與鋼架聯(lián)合支護(hù)等形式。隧道開挖后，為控制圍巖應(yīng)力適量釋放和變形，增加結(jié)構(gòu)安全度和方便施工，隧道開挖后立即施作剛度較小并作為永久承載結(jié)構(gòu)一部分的結(jié)構(gòu)層。

所述錨固劑在建筑行業(yè)中又稱為結(jié)構(gòu)錨固膠，用于鋼筋、螺栓的錨固。所述錨固劑的主要技術(shù)性能：早期強(qiáng)度高，半小時(shí)強(qiáng)度可達(dá)12—18MPa，4小時(shí)達(dá)25—30MPa，28天可達(dá)50—60MPa；施工性能好，不受場(chǎng)地限制；對(duì)鋼筋沒有銹蝕作用，抗?jié)B性良好。