CN100473884C - 玻璃钢夹砂顶管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃钢夹砂顶管，其包括管头、管身和管尾，管身以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，管头和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，其中所述管头和管尾端部为楔形结构。通过楔形结构间的贴合连接，可省去现有玻璃钢夹砂顶管连接时使用的钢套环，降低了生产成本，也方便施工，同时大大改善顶管间连接的密封性能。

Description

玻璃钢夹砂顶管

技术领域

本发明涉及一种玻璃钢夹砂顶管，特别是一种市政管道工程用的端部为楔形结构的玻璃钢夹砂顶管。

背景技术

在市政管道铺设工程中，现在一般有两种方式：一种是开放式大开挖方式，即可将地面全面挖开，把管子相互套设连接放置下去，再重新回填即可，这种方式需要的管子是预制好的，连接和铺设时不承受压力或顶力，施工较为简单方便；另一种方式是当受到具体环境的限制，诸如建筑物等，而不能够采用大开挖方式铺设管道，只能预挖工作坑，在工作坑作业时，将管子一段一段在地下一定的深度位置向前顶进穿过，这种作业环境需要管子的端部设有顶管部分，管子之间的连接通过套环密封连接。

玻璃钢夹砂顶管作为一种新型的复合材料管道，具有质轻、高强、耐腐蚀、寿命长等特点，现已广泛应用于顶管工程中。现有技术的玻璃钢夹砂顶管一般由管头、管身和管尾组成，其中管头、管尾在施工时通过套环连接，管身采用纤维层和石英砂或碳酸钙层结构，管头和管尾采用纤维层结构。在上述结构中，管身的纤维层和石英砂或碳酸钙层结构主要用于提供所需的环向刚度，并降低生产成本，管头和管尾采用的纤维层结构主要用于提供顶进时所需的轴向强度。

为了能够相互连接，现有顶管在其两端设有凹台，在凹台内设有钢套环，通过钢套环将两相邻顶管连接。这种连接的方式存在的问题之一是需要额外的钢套环，增加成本。问题之二是由于顶管生产过程中并不能保证管头和管尾的外径尺寸完全一致，在套环和管头管尾的外壁间常会出现较大缝隙，即使采用的密封圈来进行密封，还是难以完全避免顶管内液体的通过缝隙向顶管外泄漏。

发明内容

本发明的主要目的是解决现有玻璃钢顶管采用钢套环连接存在的成本高和密封性差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种玻璃钢夹砂顶管，包括管头、管身和管尾，管身以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，管头和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，其中所述管头和管尾端部为楔形结构，所述管头和/或管尾端部楔形结构的斜面贴设有加强金属层。

所述玻璃钢夹砂顶管的管头端部为外凸楔形结构，管尾端部为内凹楔形结构，玻璃钢夹砂顶管间能够通过所述外凸楔形结构和内凹楔形结构相互贴合连接；或所述玻璃钢夹砂顶管的管头和管尾端部均为外凸楔形结构或内凹楔形结构，管头和管尾端部均为外凸楔形结构的玻璃钢夹砂顶管与管头和管尾端部均为内凹楔形结构的玻璃钢夹砂顶管间能够通过所述外凸楔形结构和内凹楔形结构相互贴合连接。

为了增加所述管头和/或管尾端部楔形结构顶端的强度，可在该顶端设置金属端盖，该金属端盖还可设有伸向管壁的榫件，以增强金属端盖与顶管端部的结合。所述斜面设有的加强金属层和所述顶端设有的金属端盖为一体成型结构，以方便加工和增加强度。所述的加强金属层为金属板，优选设有多个通孔的金属板。在该金属板朝向管壁的表面设有拉毛或齿槽结构，形成凸凹不平表面，以增加与树脂和玻璃纤维的结合强度。为了进一步增加顶管间连接的密封性，在所述楔形结构的斜面设有用于套设橡胶密封圈的一个或多个凹槽。所述的橡胶密封圈可为楔型橡胶密封圈或椭圆型遇水膨胀橡胶密封圈。另外，所述的楔形结构还可设有用于注浆减阻的一个或多个注浆孔。

由上述可知，本发明的优点在于：

1、省去钢套环；

2、顶管间通过楔形的管端相互连接，密封性能大大改善；

3、楔形结构设有的加强金属层和金属端盖大大增加了顶管端部强度。

以下结合附图对本发明做进一步地详细说明。

附图说明

图1是本发明玻璃钢夹砂顶管实施例之一的结构剖面图。

图2是本发明玻璃钢夹砂顶管实施例之二的结构剖面图。

图3是本发明在斜面具有加强金属层的楔形结构剖面图。

图4是本发明斜面设有加强金属层和顶端设有金属端盖的楔形结构剖面图。

图5是本发明具榫件金属端盖示意图。

图6a、6b为本发明玻璃钢夹砂顶管加强金属层的结构示意图。

图7是本发明玻璃钢夹砂顶管凹槽示意图。

图8是本发明玻璃钢夹砂顶管连接示意图。

具体实施方式

参见图1，为本发明玻璃钢夹砂顶管实施例之一结构剖面图，该玻璃钢夹砂顶管包括管头1、管身2以及管尾3，管身2以树脂为基体，玻璃纤维为增强材料层4，以石英砂或碳酸钙为填料层5，管头1和管尾3以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层4，管头1和管尾3端部为能够相互贴合连接的楔形结构。其中填料层5可根据工程情况设置一层或多层，或设置不同的厚度。施工时相邻两顶管通过管头1和管尾3端部的楔形结构相互贴合连接，省去了现有玻璃钢夹砂顶管不得不使用的钢套环。图2是本发明玻璃钢夹砂顶管实施例之二的结构剖面图，其中第一玻璃钢夹砂顶管A的管头和管尾端部均为外凸楔形结构，第二玻璃钢夹砂顶管B的管头和管尾端部均为内凹楔形结构，而管身结构与实施例之一的玻璃钢夹砂顶管的相同。第一玻璃钢夹砂顶管A的外凸楔形结构和第二玻璃钢夹砂顶管B的内凹楔形结构能够紧密贴合连接。施工时通过所述外凸楔形结构和内凹楔形结构的连续相互连接，也可省去现有玻璃钢夹砂顶管不得不使用的钢套环。上述楔形结构的尺寸设计成当顶管连接后顶管端部的外径和内径与管身的外径和内径保持一致

由于采用楔形结构连接，即使本发明的管头和管尾在生产时尺寸不能保证完全相同，顶管间连接处缝隙也比钢套环连接明显减小，从而密封性能也大大增强。施工时顶进过程中，轴向力主要通过后面顶管端部楔形结构的顶端8与其前面顶管的立面9的接触面传递(参见图7和图8)。

为了进一步增加玻璃钢夹砂顶管间的密封性和楔形结构强度，可在楔形结构的斜面设置加强金属层6，如图3所示。为了同时增加玻璃钢夹砂顶管顶进过程中接触面的强度，如图4可在顶端8设置金属端盖。该金属端盖还可设有伸向管壁的榫件11，以增强金属端盖与顶管端部的结合，如图5所示。为了方便加工和增加楔形结构强度，楔形结构斜面设置的加强金属层6和顶端8设置的金属端盖为一体成型结构。为了进一步增加玻璃钢夹砂顶管顶进过程中接触面的强度，可在立面9也设置加强金属层(图中未示出)。本实用新型采用的加强金属层6的结构为金属板，优选设有多个通孔的金属板，分别如图6a、6b所示。为了增加金属加强层与顶管中其它成分的结合，在金属板的朝向管壁的表面可设置拉毛或齿槽结构，以形成凸凹不平的表面。其中的金属加强层优选钢质材料。

见图7和图8，为了进一步增加顶管连接时的密封性，在楔形结构的斜面设有用于套设橡胶密封圈10的一个或多个凹槽7。橡胶密封圈10可采用楔型橡胶密封圈或椭圆型遇水膨胀橡胶密封圈。本发明两玻璃钢夹砂顶管连接时，先在凹槽7内套设橡胶密封圈10，然后通过相互连接的管头管尾楔形结构斜面压迫橡胶密封圈10来密封管头管尾间的缝隙，防止顶管内液体的外漏。为了减小顶管顶进过程中的外壁与土壤层之间的摩擦阻力，可在管头和/或管尾端部楔形结构内设有用于注浆减阻的一个或多个注浆孔(图中未示出)。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1、一种玻璃钢夹砂顶管，包括管头、管身和管尾，管身以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，管头和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，其中所述管头和管尾端部为楔形结构，其特征在于，所述管头和/或管尾端部楔形结构的斜面贴设有加强金属层。

2、根据权利要求1所述的玻璃钢夹砂顶管，其中所述的管头端部为外凸楔形结构，所述的管尾端部为内凹楔形结构，玻璃钢夹砂顶管间能够通过外凸楔形结构和内凹楔形结构相互贴合连接。

3、根据权利要求1所述的玻璃钢夹砂顶管，其中所述的管头和管尾端部均为外凸楔形结构或内凹楔形结构，管头和管尾端部均为外凸楔形结构的玻璃钢夹砂顶管与管头和管尾端部均为内凹楔形结构的玻璃钢夹砂顶管间能够通过所述外凸楔形结构和内凹楔形结构相互贴合连接。

4、根据权利要求1、2或3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于：所述管头和/或管尾端部楔形结构的顶端还设有金属端盖。

5、根据权利要求4所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于：所述的金属端盖设有伸向管壁的榫件。

6、根据权利要求4所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于：所述的加强金属层和金属端盖为一体成型结构。

7、根据权利要求1所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于：所述的加强金属层为金属板。

8、根据权利要求7所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于：所述的金属板为设有多个通孔的金属板。

9、根据权利要求7所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于：所述的金属板朝向管壁的表面具有拉毛或齿槽结构。

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