CN104989888B - 一种城市智能大口径综合涵管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种城市智能大口径综合涵管，该涵管为圆形管，截面直径达4m以上，包括管壁及设置在管壁内部的骨架，管壁由里层向外层依次为第一纤维布层(1)、玄武岩纤维筋骨架层(2)、第二纤维布层(5)。管壁及设置在管壁内部的骨架由短切纤维增强的氯氧镁水泥一体浇筑而成。本发明主要用于地埋管，提高了普通圆形涵管的机械强度、防火、隔热保温、环保等性能，实现了涵管口径的大尺寸化，多功能化，可满足国内市政建设和国防建设对大口径涵管以及涵管具有防火防水保温隔热功能要求的需求。

Description

一种城市智能大口径综合涵管
技术领域
本发明涉及一种城市智能大口径综合涵管，用于地下埋管，集排水、燃气管道、自来水管道、供热管道、通讯电缆(光缆)、地下电缆安装于一体。
背景技术
涵管被广泛应用于水利、公路、铁路、市政工程中，随着国内市政建设和国防建设的发展，需要大量的大口径排水管，原GB11836-89标准制订时，排水管的直径范围为Φ200mm～Φ2400mm，而制订GB11836-99标准时，根据调研情况，直径范围已扩展到Φ200mm～Φ3000mm，甚至有的工程已使用Φ3000mm以上的管子。对排水管行业来说，目前小口径管市场已受到各种塑料管材的强烈冲击。而大口径排水管，目前主要为钢筋水泥管，钢筋作为增强体有着易锈蚀、比重大、与水泥混凝土的膨胀系数不一致等缺陷。
21世纪，环保是人类共同的话题，对涵管行业来说，主要要从两个方面考虑：一是产品的原材料，二是产品的使用性能。从产品原材料考虑，要尽可能采用低能耗和少或无环境污染的原料，但是目前的主流原料是普通硅酸盐水泥，硅酸盐水泥既是耗能大户，又是排污大户，据统计测算，生产1吨水泥，将排放1吨CO2，同时还要排放粉尘和其他有害气体。
当前涵管一般都埋于地底下，用来汇流及排废水，涵管内也可设置各种地下线路，线路通过扣具固定于涵管内的不同轴向位置处，时间长了，涵管内流过的废水容易腐蚀线路，造成线路的损坏，在卸下整段线路时，势必要先卸下所有的扣具，如此造成线路在维修保养上的不便，亟待改进。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种城市智能大口径综合涵管，该涵管以短切纤维增强的氯氧镁水泥取代普通硅酸盐水泥与混凝土，采用纤维布增韧，玄武岩纤维筋骨架取代钢筋骨架增强，管体包含管壁、管内平台、连接加强筋、数个线路孔，在普通圆形涵管基础上加以改进，提高了涵管机械强度、防火、保温隔热、环保等性能，实现了涵管的大口径化、多功能化。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种城市智能大口径综合涵管，包括管壁及设置在管壁内部的骨架，管壁由里层向外层依次为第一纤维布层、玄武岩纤维筋骨架层、第二纤维布层。
所述的骨架包括将管内空间分为上下两部分的管内平台和加强筋，加强筋位于管内平台的下方，管内平台通过加强筋支撑于内管壁。平台以下用于排水，平台上可供小型检修车辆等的行驶，实现管内的干湿分离，平台位置的高低、厚度、强度，可根据排水量与满足小型检修车辆等行驶来设计调整。
在管内平台上方的内管壁上设有管线筒，管线筒上设有数个轴向贯穿管体的线路孔，线路孔的横截面为圆形。线路孔位于管内平台上方，可有效避免线路受到平台下废水的伤害，该线路孔可用于安装燃气管、自来水管、供热管、通讯电缆(光缆)、地下电缆等，各种管道、电缆独立分开，互不影响，每个线路孔具体用于安装何种管道或电缆，可根据实际需要，进行设计调整。
玄武岩纤维筋骨架层包含环形网格骨架层和氯氧镁水泥浆料芯层，环形网格骨架层为多根玄武岩纤维筋交错缠绕于氯氧镁水泥浆料芯层形成笼状，使得浇筑后的水泥涵管有足够的强度。特别是玄武岩纤维筋与钢筋相比，具有无毒、无腐蚀不生锈、比重小(不到钢筋的1/3)、强度高(抗拉强度是普通钢筋的3倍)、性能稳定、使用寿命长等优点。
在涵管的一端设有突起，另一端设有与突起相吻合的凹槽。两两涵管管节之间的连接方式为凹凸槽连接。在多节涵管管节对接好后可再涂有一层氯氧镁水泥浆料层。
所述涵管为圆形管，截面直径达4m以上，管壁厚达10cm以上。
优选的，所述玄武岩纤维筋骨架层的厚度为管壁总厚度的70～80％，可保证玄武岩纤维筋骨架层对整个涵管结构起到足够的增强作用。
涵管管壁、管壁内部的骨架(包括管内平台、平台下加强筋)可由短切纤维增强的氯氧镁水泥一体浇筑而成。用于氯氧镁水泥增强的短切纤维为耐碱短切玻璃纤维、短切碳纤维。优选的，所述短切纤维增强的氯氧镁水泥的密度≥1.5t/m3。
氯氧镁水泥作为一种典型的气硬性胶凝材料，比普通硅酸盐水泥有很多优势，如节能节耗：不仅生产工艺简单，且无需窑炉、蒸养池、干燥器等热工设备；使用安全：无毒无味；快凝：使涵管的生产周期大大缩短；固体废弃物掺量大，利用率高：粉煤灰、锯末等的掺量可达30～60％；抗盐卤腐蚀等。此外氯氧镁水泥的防火(A1级)、保温隔热性能更优于普通硅酸盐水泥。
涵管第一纤维布层和第二纤维布层的厚度分别为0.5～5mm，所述纤维布层中的纤维可为耐碱玻璃纤维或碳纤维，纤维布层在该厚度范围可起到有效的增韧效果，防止管面裂纹的产生，且不影响涵管的整体强度。
本发明的有益效果是：本发明涵管通过纤维布层的增韧，玄武岩纤维筋骨架的增强，以短切纤维增强的氯氧镁水泥取代普通硅酸盐水泥与混凝土，显著提高了涵管机械强度、防火、保温隔热、环保等性能，简化了生产工序，降低了生产成本，实现了涵管口径的大尺寸化；管内平台的设置有效实现了管内干湿分离，平台下排水，平台上的管壁部分设置数个线路孔，避免了废水对管路、电缆等的伤害，且方便了线路检修；多个线路孔的设置，使得该涵管集排水、燃气管道、自来水管道、供热管道、通讯电缆(光缆)、地下电缆等安装于一体，实现了涵管的多功能智能化；涵管与涵管之间以凹凸槽的方式连接，安装、施工方便快捷，可满足国内市政建设和国防建设对大口径涵管以及涵管具有防火防水保温隔热多功能要求的需求。
附图说明
图1是本发明城市智能大口径综合涵管断面结构示意图。
图中，1是第一纤维布层，2是玄武岩纤维筋骨架层，3是管内平台，4是加强筋，5是第二纤维布层，6是管线筒，7是线路孔，8是环形网格骨架层，9是氯氧镁水泥浆料芯层，10是突起，11是凹槽。
图2是本发明中玄武岩纤维筋骨架的结构示意图。
图3是本发明涵管侧面剖视视图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。本项发明的技术性范围并不局限于实施例的内容。
如图1-3所示，一种城市智能大口径综合涵管，包括管壁及设置在管壁内部的骨架，该涵管为圆形管，横截面直径达4m以上，管壁厚达10cm以上，管壁由里层向外层依次为第一纤维布层1、玄武岩纤维筋骨架层2、第二纤维布层5。骨架包含将管内空间分为上下两部分的管内平台3和加强筋4，加强筋4位于管内平台3的下方，管内平台3通过加强筋4支撑于内管壁，平台以下用于排水，平台上可供小型检修车辆等的行驶，在管内平台3上方的内管壁上设有管线筒6，管线筒6上设有数个轴向贯穿管体的线路孔7，线路孔7的横截面为圆形；涵管管壁、管内平台、平台下加强筋由短切纤维增强的氯氧镁水泥一体浇筑而成，所使用的短切纤维为耐碱短切玻璃纤维或短切碳纤维，短切纤维增强的氯氧镁水泥的密度≥1.5t/m3；玄武岩纤维筋骨架层2包含环形网格骨架层9和氯氧镁水泥浆料芯层8，环形网格骨架层9为多根玄武岩纤维筋交错缠绕于氯氧镁水泥浆料芯层8形成笼状，使得浇筑后的水泥涵管有足够的强度；在涵管的一端设有突起10，另一端设有与突起相吻合的凹槽11，管节之间的连接方式为凹凸槽连接，对接好后再刷涂氯氧镁水泥浆料。涵管第一纤维布层1和第二纤维布层5的厚度分别为0.5～5mm。玄武岩纤维筋骨架层2的厚度为管壁总厚度的70～80％。第一纤维布层1和第二纤维布层5所使用的纤维为耐碱玻璃纤维或者碳纤维。
本发明城市智能大口径综合涵管以短切纤维增强的氯氧镁水泥取代普通硅酸盐水泥与混凝土，采用纤维布增韧，玄武岩纤维筋骨架取代钢筋骨架增强，管体包含管壁、管内平台、连接加强筋、数个线路孔，显著提高了涵管机械强度、防火、保温隔热、环保等性能，实现了涵管的大口径化、多功能化。

Claims (6)

1.一种城市智能大口径综合涵管，包括管壁及设置在管壁内部的骨架，其特征在于：管壁由里层向外层依次为第一纤维布层(1)、玄武岩纤维筋骨架层(2)、第二纤维布层(5)；所述的骨架包含将管内空间分为上下两部分的管内平台(3)和加强筋(4)，加强筋(4)位于管内平台(3)的下方，管内平台(3)通过加强筋(4)支撑于内管壁；在管内平台(3)上方的内管壁上设有管线筒(6)，管线筒(6)上设有数个轴向贯穿管体的线路孔(7)，线路孔(7)的横截面为圆形；所述的玄武岩纤维筋骨架层(2)包含环形网格骨架层(9)和氯氧镁水泥浆料芯层(8)，环形网格骨架层(9)为多根玄武岩纤维筋交错缠绕于氯氧镁水泥浆料芯层(8)形成笼状；管壁、管壁内部的骨架由短切纤维增强的氯氧镁水泥一体浇筑而成，所述的短切纤维为耐碱短切玻璃纤维或短切碳纤维，短切纤维增强的氯氧镁水泥的密度≥1.5t/m3。
2.根据权利要求1所述的城市智能大口径综合涵管，其特征在于：在涵管的一端设有突起(10)，另一端设有与突起相吻合的凹槽(11)。
3.根据权利要求1所述的城市智能大口径综合涵管，其特征在于：所述涵管为圆形管，横截面直径达4m以上，管壁厚达10cm以上。
4.根据权利要求1所述的城市智能大口径综合涵管，其特征在于：涵管第一纤维布层(1)和第二纤维布层(5)的厚度分别为0.5～5mm。
5.根据权利要求1所述的城市智能大口径综合涵管，其特征在于：所述玄武岩纤维筋骨架层(2)的厚度为管壁总厚度的70～80％。
6.根据权利要求4所述的城市智能大口径综合涵管，其特征在于：第一纤维布层(1)和第二纤维布层(5)所使用的纤维为耐碱玻璃纤维或者碳纤维。
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