[發明專利]一種巖體小斷面通道的頂管管節

有效

• 申請號: 201910099631.6
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109854272B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 馬鵬;樸春德;王檔良;于永濤;李玉泉;王磊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;中鐵十四局集團大盾構工程有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種巖體小斷面通道的頂管管節，其特征在于：它包括前承力環鐵(1)、減摩涂層(2)、外襯層(3)、輕質填充料填充區(5)、內襯層(6)、注漿孔(7)、應力應變傳感器(8)、縱向傳力梁(9)、應力緩沖墊圈(10)、滑槽(11)、后承力環鐵(12)、環向傳力梁(13)；

其中前承力環鐵(1)和后承力環鐵(12)分別設置在前后兩端，前承力環鐵(1)和后承力環鐵(12)之間設有頂管龍骨，頂管龍骨外側設有外襯層(3)、內側設有內襯層(6)，外襯層(3)外側設有減摩涂層(2)，外襯層(3)和內襯層(6)之間填充有輕質填充料層(5)，外襯層(3)上開有貫穿輕質填充料層(5)和內襯層(6)的注漿孔(7)。

2.根據權利要求1所述的巖體小斷面通道的頂管管節，其特征在于：所述頂管龍骨包括3-6根橫向設有縱向傳力梁(9)，縱向傳力梁(9)的數量根據施工深度、圍巖應力擾動強度及預測頂力進行確定，縱向傳力梁(9)上設有多根環向傳力梁(13)，環向傳力梁(13)與縱向傳力梁(9)接觸處設有應力緩沖墊圈圈(10)。

3.根據權利要求2所述的巖體小斷面通道的頂管管節，其特征在于：所述縱向傳力梁(9)為曲面四邊形柱狀結構，縱向傳力梁(9)兩端設有弧型四邊形柱狀凸起結構的縱向傳力梁榫頭(14)，其中縱向傳力梁(9)外側和內側分別為外弧面和內弧面，其余兩面為矩形側面(16)矩形側面(16)，縱向傳力梁(9)的兩個矩形側面(16)上各開設有2至5個接觸凹槽(15)，與環向傳力梁(13)的一個環向傳力梁端面匹配，形成管節完整的承力骨架，接觸凹槽(15)內設有應力緩沖墊圈(10)，應力緩沖墊圈(10)中間設有應力緩沖墊圈中心孔(22)。

4.根據權利要求2或3所述的巖體小斷面通道的頂管管節，其特征在于：所述應力緩沖墊圈(10)為橡膠材料，其厚度為20mm、寬度為40mm、長度為40mm，應力緩沖墊圈中心孔(22)半徑為15mm。

5.根據權利要求1或3所述的巖體小斷面通道的頂管管節，其特征在于：所述前承力環鐵(1)和后承力環鐵(12)為外低內高的臺階結構，前承力環鐵(1)包括高位的前承力環鐵頂面(18)和低位的前承力環鐵凹面(19)，后承力環鐵(12)包括高位的后承力環鐵凸起面(21)和低位的后承力環鐵凹面(20)，前承力環鐵(1)和后承力環鐵(12)與縱向傳力梁(9)連接處設有與縱向傳力梁榫頭(14)匹配的承力環鐵凹槽(17)，前承力環鐵(1)和后承力環鐵(12)內側對稱設有四道滑槽(14)用于鋪設線路和設備滑動運輸。

6.根據權利要求5所述的巖體小斷面通道的頂管管節，其特征在于：所述前承力環鐵頂面(18)寬度為30mm、前承力環的凹面深度為50mm；環鐵底端面厚度為100mm；環鐵總高度為100mm；承力環鐵凹槽(17)深度為30mm，凹槽寬度為60mm；后承力環鐵(12)的承力環鐵凸起面(21)與前承力環鐵的凹面(19)匹配傳遞頂力；承力環鐵凸起面(21)與前承力環鐵的凹面(19)預留直徑差15mm；前承力環鐵(1)和后承力環鐵(12)匹配設計，各項參數保持一直，環高度為100mm；承力環鐵凸起面(21)距后承力環鐵凹面(20)距離為50mm；所述的環向傳力梁(13)呈弧形狀，環向傳力梁端面(4)呈矩形，環向傳力梁端面長與寬與矩形側面(16)上設置的的接觸凹槽(15)的尺寸一致，分別為寬度為40mm，長度為50mm；匹配深度為20mm。

7.根據權利要求1所述的巖體小斷面通道的頂管管節，其特征在于：所述的減摩涂層(2)為MOLYKOTE減摩涂層或納米硫化亞鐵自潤滑涂層，減摩涂層(2)厚度根據材料特點為0.5mm-3mm；所述的內襯層(6)、外襯層(3)均采用輕質的具有較高強度的玻璃纖維復合材料，內襯層(6)厚度10mm、內襯層厚度18mm；輕質填充料(5)為樹脂或橡膠制品，實現管節環向應力傳遞，注漿孔(7)設計在管節中間部位，每個管節布置3個注漿孔，實現減摩漿液的注入。