[實用新型]一種巖體小斷面通道的頂管管節(jié)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920181214.1
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN210068170U
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樸春德;于永濤;李玉泉;王磊;張偉;郭永剛;張凱;莫利;盧楊;李偉東;黃藝;杜復英;李光增;陳金良;朱元平;趙大博
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學;中鐵十四局集團大盾構(gòu)工程有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 李悅聲

一種巖體小斷面通道的頂管管節(jié)，適用于擾動巖體情境下的地下隧道工程技術(shù)領(lǐng)域。管節(jié)前承力環(huán)鐵和后承力環(huán)鐵之間設(shè)有頂管龍骨，頂管龍骨外側(cè)設(shè)有外襯層、內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)襯層，外襯層外側(cè)設(shè)有減摩涂層，外襯層和內(nèi)襯層之間填充有輕質(zhì)填充料層，外襯層上開有貫穿輕質(zhì)填充料層和內(nèi)襯層的注漿孔。管節(jié)施工基于地下工程的空間資源特性，進行集約設(shè)計，利用可移動機械進行快速布置、靈活遞裝。其解決了擾動巖體下頂管施工卡管、管節(jié)破損問題，結(jié)構(gòu)簡單、易加工，管節(jié)具備讓壓性能，為地下巖體小斷面通道的高效、無人化施工提供了有力支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種巖體小斷面通道的頂管管節(jié)，尤其適用于擾動巖體情境下的地下隧道工程技術(shù)領(lǐng)域使用的巖體小斷面通道的頂管管節(jié)。

背景技術(shù)

拓展城市地下空間及開發(fā)深部賦存資源是當前經(jīng)濟社會發(fā)展的重要手段，越來越多的地下巖體工程在城市立體化建設(shè)和資源獲取中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。頂管推進施工方法以其獨特的非開挖特點，對環(huán)境和鄰近交通及地下構(gòu)筑物影響小、施工安全性高，在市政工程及隧道開挖領(lǐng)域有廣泛應用。近些年來，隨著硬巖頂管機的不斷革新和發(fā)展，頂管推進技術(shù)在深部巖體工程中應用需求和實施案例也在不斷涌現(xiàn)。由于目前對深部巖體中頂管管節(jié)的研究較少，對巖體頂管施工中管節(jié)的支護功能以及與圍巖的接觸機制認識不清，缺乏針對性產(chǎn)品；已經(jīng)實施的深部巖體頂管工程任然采用土層及淺埋條件下的鋼筋混凝土管節(jié)或鋼管節(jié)，存在頂進過程中因管節(jié)強度不足導致頂力傳遞不暢；施工后期在圍巖壓力作用下頂管與圍巖發(fā)生接觸而損壞的情況。對深部巖體工程來說，目前缺乏重量輕、承載能力強的針對性產(chǎn)品設(shè)計；部分已經(jīng)施工的頂管工程將土層混凝土頂管用于深部巖體，由于不具備讓壓能力，在圍巖變形中發(fā)生破壞的情形，因此，需要結(jié)合深部巖體工程特性，設(shè)計和制作適用于巖體頂管推進施工的新型管節(jié)。另外，地下工程空間狹小，采用電動葫蘆吊裝管節(jié)反而使施工繁瑣，需要改進。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：針對上述技術(shù)的不足之處，提供一種生產(chǎn)成本低、重量輕、減摩性能好，具有讓壓能力，對深部巖體環(huán)境的適應性強，且在深部巖體頂管施工中管節(jié)頂力傳遞強，不容易與圍巖接觸而發(fā)生破損的巖體小斷面通道的頂管管節(jié)。

技術(shù)方案：為解決上述問題，本實用新型的巖體小斷面通道的頂管管節(jié)，包括前承力環(huán)鐵、減摩涂層、外襯層、輕質(zhì)填充料填充區(qū)、內(nèi)襯層、注漿孔、應力應變傳感器、縱向傳力梁、應力緩沖墊圈、滑槽、后承力環(huán)鐵、環(huán)向傳力梁；

其中前承力環(huán)鐵和后承力環(huán)鐵分別設(shè)置在前后兩端，前承力環(huán)鐵和后承力環(huán)鐵之間設(shè)有頂管龍骨，頂管龍骨外側(cè)設(shè)有外襯層、內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)襯層，外襯層外側(cè)設(shè)有減摩涂層，外襯層和內(nèi)襯層之間填充有輕質(zhì)填充料層，外襯層上開有貫穿輕質(zhì)填充料層和內(nèi)襯層的注漿孔。

所述頂管龍骨包括3-6根橫向設(shè)有縱向傳力梁，縱向傳力梁的數(shù)量根據(jù)施工深度、圍巖應力擾動強度及預測頂力進行確定，縱向傳力梁上設(shè)有多根環(huán)向傳力梁，環(huán)向傳力梁與縱向傳力梁接觸處設(shè)有應力緩沖墊圈圈。

所述縱向傳力梁為曲面四邊形柱狀結(jié)構(gòu)，縱向傳力梁兩端設(shè)有弧型四邊形柱狀凸起結(jié)構(gòu)的縱向傳力梁榫頭，其中縱向傳力梁外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別為外弧面和內(nèi)弧面，其余兩面為矩形側(cè)面矩形側(cè)面，縱向傳力梁的兩個矩形側(cè)面上各開設(shè)有2至5個接觸凹槽，與環(huán)向傳力梁的一個環(huán)向傳力梁端面匹配，形成管節(jié)完整的承力骨架，接觸凹槽內(nèi)設(shè)有應力緩沖墊圈，應力緩沖墊圈中間設(shè)有應力緩沖墊圈中心孔。

所述應力緩沖墊圈為橡膠材料，其厚度為20mm、寬度為40mm、長度為40mm，應力緩沖墊圈中心孔半徑為15mm。

所述前承力環(huán)鐵和后承力環(huán)鐵為外低內(nèi)高的臺階結(jié)構(gòu)，前承力環(huán)鐵包括高位的前承力環(huán)鐵頂面和低位的前承力環(huán)鐵凹面，后承力環(huán)鐵包括高位的后承力環(huán)鐵凸起面和低位的后承力環(huán)鐵凹面，前承力環(huán)鐵和后承力環(huán)鐵與縱向傳力梁連接處設(shè)有與縱向傳力梁榫頭匹配的承力環(huán)鐵凹槽，前承力環(huán)鐵和后承力環(huán)鐵內(nèi)側(cè)對稱設(shè)有四道滑槽用于鋪設(shè)線路和設(shè)備滑動運輸。