[发明专利]一种岩体小断面通道的顶管管节

权利要求书

1.一种岩体小断面通道的顶管管节，其特征在于：它包括前承力环铁(1)、减摩涂层(2)、外衬层(3)、轻质填充料填充区(5)、内衬层(6)、注浆孔(7)、应力应变传感器(8)、纵向传力梁(9)、应力缓冲垫圈(10)、滑槽(11)、后承力环铁(12)、环向传力梁(13)；

其中前承力环铁(1)和后承力环铁(12)分别设置在前后两端，前承力环铁(1)和后承力环铁(12)之间设有顶管龙骨，顶管龙骨外侧设有外衬层(3)、内侧设有内衬层(6)，外衬层(3)外侧设有减摩涂层(2)，外衬层(3)和内衬层(6)之间填充有轻质填充料层(5)，外衬层(3)上开有贯穿轻质填充料层(5)和内衬层(6)的注浆孔(7)。

2.根据权利要求1所述的岩体小断面通道的顶管管节，其特征在于：所述顶管龙骨包括3-6根横向设有纵向传力梁(9)，纵向传力梁(9)的数量根据施工深度、围岩应力扰动强度及预测顶力进行确定，纵向传力梁(9)上设有多根环向传力梁(13)，环向传力梁(13)与纵向传力梁(9)接触处设有应力缓冲垫圈圈(10)。

3.根据权利要求2所述的岩体小断面通道的顶管管节，其特征在于：所述纵向传力梁(9)为曲面四边形柱状结构，纵向传力梁(9)两端设有弧型四边形柱状凸起结构的纵向传力梁榫头(14)，其中纵向传力梁(9)外侧和内侧分别为外弧面和内弧面，其余两面为矩形侧面(16)矩形侧面(16)，纵向传力梁(9)的两个矩形侧面(16)上各开设有2至5个接触凹槽(15)，与环向传力梁(13)的一个环向传力梁端面匹配，形成管节完整的承力骨架，接触凹槽(15)内设有应力缓冲垫圈(10)，应力缓冲垫圈(10)中间设有应力缓冲垫圈中心孔(22)。

4.根据权利要求2或3所述的岩体小断面通道的顶管管节，其特征在于：所述应力缓冲垫圈(10)为橡胶材料，其厚度为20mm、宽度为40mm、长度为40mm，应力缓冲垫圈中心孔(22)半径为15mm。

5.根据权利要求1或3所述的岩体小断面通道的顶管管节，其特征在于：所述前承力环铁(1)和后承力环铁(12)为外低内高的台阶结构，前承力环铁(1)包括高位的前承力环铁顶面(18)和低位的前承力环铁凹面(19)，后承力环铁(12)包括高位的后承力环铁凸起面(21)和低位的后承力环铁凹面(20)，前承力环铁(1)和后承力环铁(12)与纵向传力梁(9)连接处设有与纵向传力梁榫头(14)匹配的承力环铁凹槽(17)，前承力环铁(1)和后承力环铁(12)内侧对称设有四道滑槽(14)用于铺设线路和设备滑动运输。

6.根据权利要求5所述的岩体小断面通道的顶管管节，其特征在于：所述前承力环铁顶面(18)宽度为30mm、前承力环的凹面深度为50mm；环铁底端面厚度为100mm；环铁总高度为100mm；承力环铁凹槽(17)深度为30mm，凹槽宽度为60mm；后承力环铁(12)的承力环铁凸起面(21)与前承力环铁的凹面(19)匹配传递顶力；承力环铁凸起面(21)与前承力环铁的凹面(19)预留直径差15mm；前承力环铁(1)和后承力环铁(12)匹配设计，各项参数保持一直，环高度为100mm；承力环铁凸起面(21)距后承力环铁凹面(20)距离为50mm；所述的环向传力梁(13)呈弧形状，环向传力梁端面(4)呈矩形，环向传力梁端面长与宽与矩形侧面(16)上设置的的接触凹槽(15)的尺寸一致，分别为宽度为40mm，长度为50mm；匹配深度为20mm。

7.根据权利要求1所述的岩体小断面通道的顶管管节，其特征在于：所述的减摩涂层(2)为MOLYKOTE减摩涂层或纳米硫化亚铁自润滑涂层，减摩涂层(2)厚度根据材料特点为0.5mm-3mm；所述的内衬层(6)、外衬层(3)均采用轻质的具有较高强度的玻璃纤维复合材料，内衬层(6)厚度10mm、内衬层厚度18mm；轻质填充料(5)为树脂或橡胶制品，实现管节环向应力传递，注浆孔(7)设计在管节中间部位，每个管节布置3个注浆孔，实现减摩浆液的注入。