CN109654310A - 一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法及其连接接头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法及其连接接头，该连接方法通过分别对无缝钢管的两端进行改进，以实现与两侧的高压排水卷盘软管以钢管进行密封连接，避免出现高压脱退漏水现象；连接接头是根据上述连接方法设置的一款连接接头，以实现高压排水卷盘软管与钢管的快速连接，上述连接方法解决了施工过程中大扬程逆坡排水接头处经常退开严重漏水的难题，满足施工排水需要，节约了施工时间，值得在类似项目中推广使用。

Description

一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法及其连接接头

技术领域

本发明公开涉及管路连接的技术领域，尤其涉及一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法及其连接接头。

背景技术

在TBM大坡度、顺坡掘进施工过程中，生产废水需经过TBM高扬程排水卷盘软管输送到支洞排水钢管，再由中间固定接力水箱排出洞外，以满足TBM单级逆坡排水需求，但对于TBM施工而言，排水等级需要满足最大扬程150m，因此，TBM高扬程排水卷盘软管与支洞排水钢管连接处的承受压力只有能够达到1.5MPa，才能满足要求。

目前，TBM高扬程排水卷盘软管与支洞排水钢管的连接方式为：将连接头中与TBM高扬程排水卷盘软管连接的一端外侧缠绕多圈防水布后，插入排水卷盘软管中，再在排水卷盘软管的外部用钢丝紧固，该种连接方式，在常规的工作条件下，可以连接要求。但应用到TBM施工中发现，一旦压力超过1MPa，TBM高扬程排水卷盘软管与支洞排水钢管的接头处就会出现脱退漏水现象，无法满足排水要求。

因此，如何研发一种新型的连接方式以及连接接头，以解决上述问题，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法及其连接接头，以至少解决现有高压排水卷盘软管与钢管的连接方式，在高压排水过程中，容易出现脱退漏水现象，导致无法满足排水要求的问题。

本发明一方面提供了一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，该方法包括如下步骤：

1)取一段无缝钢管，在所述无缝钢管的一端外侧壁沿轴向间隔固定设置多个钢筋环，在所述无缝钢管的另一端固定焊接法兰盘；

2)在所述无缝钢管设置有钢筋环的一端外部包裹一层硫化胶料，并在所述硫化胶料的外侧进行绑扎固定，所述硫化胶料将相邻钢筋环之间的间距空档均包裹填满；

3)将所述无缝钢管中设置有钢筋环和硫化胶料的一端插入卷盘软管中，然后将卷盘软管与所述无缝钢管连接的部分外侧用钢筋紧固，并安装防脱开卡子；

4)加热无缝钢管，使其端部的硫化胶料熔化后，冷却，待硫化胶料定型后，将所述无缝钢管的另一端通过法兰盘与钢管密封连接。

优选，步骤1)中每个所述钢筋环均是采用圆钢筋围绕所述无缝钢管外壁全圆焊接形成。

进一步优选，步骤1)中所述钢筋环的个数为3～5个。

进一步优选，步骤1)中相邻两个钢筋环之间的距离为80～120mm。

进一步优选，步骤2)中硫化胶料的外侧采用镀锌线绑扎固定。

进一步优选，步骤3)中卷盘软管与无缝钢管连接的部分外侧紧固钢筋的位置与无缝钢管外侧壁上的钢筋环错位设置。

进一步优选，步骤4)中采用氧气乙炔火焰进行无缝钢管的加热。

本发明另一方面还提供了一种用于高压排水卷盘软管与钢管的连接接头，该连接接头包括：无缝钢管1、法兰盘2、粘结密封套3、多个钢筋环4以及多个防锈绑扎环5；

所述法兰盘2与所述无缝钢管1的一端固定焊接；

多个所述钢筋环4沿着所述无缝钢管1的轴向间隔固定套装于所述无缝钢管1的另一端；

所述粘结密封套3固定套装于所述无缝钢管1和多个所述钢筋环4的外部，将相邻钢筋环4之间的间距空档均包裹填满，所述粘结密封套3为硫化胶料粘结密封套，且所述粘结密封套3的长度为所述无缝钢管1长度的1/2～3/4；

多个所述防锈绑扎环5沿着所述粘结密封套3的轴向间隔紧固套装于所述粘结密封套3的外部。

优选，位于所述粘结密封套3和所述法兰盘2之间，在所述无缝钢管1的外侧壁上设置有安装板11，所述安装板11沿着所述无缝钢管1的径向向外延伸。

进一步优选，每个所述防锈绑扎环5的外部均设置有防锈层，所述防锈层为锌层。

本发明提供的高压排水卷盘软管与钢管的连接方法中，通过分别对无缝钢管的两端进行改进，以实现分别与两侧的高压排水卷盘软管以钢管进行密封连接，避免出现高压脱退漏水现象。具体而言，无缝钢管与钢管连接的一端设置有法兰盘，通过法兰盘实现与钢管之间的刚性密封连接，而无缝钢管与高压排水卷盘软管连接的一端设置有硫化胶料，形成再次成型的软连接过程，具体来说，通过加热无缝钢管使硫化胶料熔化，在无缝钢管与高压排水卷盘软管之间呈半液态流动，布满每个间隙，然后再进行冷却，使其按照无缝钢管与高压排水卷盘软管之间的间隙成型，完成无缝钢管与高压排水卷盘软管之间的密封连接，有效避免高压时，发生脱退漏水的现象发生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开实施例提供的一种高压排水卷盘软管与钢管的连接接头的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在TBM大坡度、顺坡掘进施工过程中，由于对于排水的最大扬程要求是需要达到150m，因此，相应的TBM高扬程排水卷盘软管与支洞排水钢管连接处的承受压力就要求能够达到1.5MPa，然而，在实际的施工过程中发现，已有的软管与钢管的连接方式，无法满足排水要求，于是研发了一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，具体如下：

1)取一段无缝钢管，作为高压排水卷盘软管与钢管之间连接接头的主体，在无缝钢管的一端外侧壁沿轴向间隔固定设置多个钢筋环，在无缝钢管的另一端固定焊接法兰盘；

2)在无缝钢管设置有钢筋环的一端外部包裹一层硫化胶料，该硫化胶料为硫化皮带的硫化胶料，并在硫化胶料的外侧进行绑扎固定，防止将其嵌入安装到高压排水卷盘软管的过程中发生松动脱落，同时为了提高与高压排水卷盘软管之间连接的牢固性和均匀性，要求硫化胶料将相邻钢筋环之间的间距空档均包裹填满；

3)将无缝钢管中设置有钢筋环和硫化胶料的一端插入卷盘软管中，然后将卷盘软管与无缝钢管连接的部分外侧用钢筋紧固，通常要求钢筋紧固达到三段以上，并安装防脱开卡子，防止接口脱退开；

4)加热无缝钢管，使其端部的硫化胶料熔化后，冷却，待硫化胶料定型后，将无缝钢管的另一端通过法兰盘与钢管密封连接，完成高压排水卷盘软管与钢管之间的连接。

其中，上述步骤1)中每个钢筋环均是采用圆钢筋围绕无缝钢管外壁全圆焊接形成，目的在于提高硫化胶料熔化再成型后与无缝钢管连接的牢固程度，避免高压脱开；通常而言，钢筋环的个数为3～5个就可以达到效果，而相邻两个钢筋环之间的距离为80～120mm。

考虑到TBM大坡度、顺坡掘进施工，多是处潮湿阴冷环境，因此，很多铁制品均容易发生生锈现象，影响使用寿命和连接的牢固程度，作为技术方案的改进，将步骤2)中硫化胶料外侧采用镀锌线绑扎固定，通过镀锌以实现内部绑扎线的保护，避免生锈。

为了进一步提高连接的牢固程度以及密封性，作为技术方案的改进，要求步骤3)中卷盘软管与无缝钢管连接的部分外侧紧固钢筋的位置与无缝钢管外侧壁上的钢筋环错位设置。

为了方便操作，步骤4)中采用氧气乙炔火焰进行无缝钢管的加热。

为了配合上述的连接方法，本实施方案提供了一种用于高压排水卷盘软管与钢管的连接接头，参见图1，该连接接头主要由无缝钢管1、法兰盘2、粘结密封套3、多个钢筋环4以及多个防锈绑扎环5构成，其中，法兰盘2与无缝钢管1的一端固定焊接，多个钢筋环4沿着无缝钢管1的轴向间隔固定套装于无缝钢管1的另一端，粘结密封套3固定套装于无缝钢管1和多个钢筋环4的外部，将相邻钢筋环4之间的间距空档均包裹填满，粘结密封套3为硫化胶料粘结密封套，且粘结密封套3的长度为无缝钢管1长度的1/2～3/4，多个防锈绑扎环5沿着粘结密封套3的轴向间隔紧固套装于粘结密封套3的外部。

通过上述高压排水卷盘软管与钢管的连接接头的设计，可实现其成品生产，以方便高压排水卷盘软管与钢管的连接，提高连接速度和质量，具体而言，通过将上述连接接头成品生产后，当需要进行高压排水卷盘软管与钢管的连接接头的连接，只需将套装有粘结密封套的一端插入高压排水卷盘软管中，并在高压排水卷盘软管的外侧用钢筋环固定，然后，加热无缝钢管使端部的粘结密封套熔化后，冷却，再将无缝钢管另一端的法兰盘与钢管密封连接，完成高压排水卷盘软管与钢管之间的快速连接。

为了方便将无缝钢管设置有粘结密封套的一端插入高压排水卷盘软管，参见图1，位于粘结密封套3和法兰盘2之间，在无缝钢管1的外侧壁上设置有安装板11，且安装板11沿着无缝钢管1的径向向外延伸，安装时，可以用锤敲击该安装板，以便将无缝钢管安装到高压排水卷盘软管的内部。

为了延长连接接头的使用寿命，作为技术方案的改进每个防锈绑扎环5的外部均设置有防锈层，所述防锈层为锌层。

具体实施例

下面以一个具体的实际案例，对本发明进行更近一步的详细说明。

以新疆喀双T3项目为例，该项目中TBM高压排水卷盘软管为DN200，沿线为6寸排水钢管，将TBM高压排水卷盘软管与排水钢管进行连接的具体施工方法如下：

1)取一段6寸无缝钢管长800mm左右，一端焊接法兰盘，用于与沿线排水钢管之间的连接，利用Φ8圆钢筋，在无缝钢管不带法兰盘的一端以100mm为间距围绕钢管全圆焊接3段，并除锈清洗干净；

2)选用硫化皮带的硫化胶料将在无缝钢管外部间隔围绕钢管全圆焊接的圆钢筋之间的间距空档包裹填满，并用14号镀锌线绑扎固定，防止嵌入安装过程松动脱落，制作处理的长度达到500mm左右；

3)将制作后的无缝钢管不带法兰盘一端插入软管中，用锤敲击使嵌入软管的长度达到500mm，取总长800mm，留取300mm是为了防止敲击过程中伤到法兰盘，这段可以焊接铁板作档方便锤击，用Φ8钢筋在软管接头上躲开内侧无缝钢管上的钢筋位置紧锢，至少紧锢三段以上，并安装卡子固定防止接口脱退开；

4)在无缝钢管另一侧，用氧气乙炔火焰缓慢加热无缝钢管钢管，使硫化胶料缓慢熔化，温度控制在150℃左右，使之完全熔化，加热过程大概需要20min，冷却后即可将其与沿线6寸排水钢管连接使用。

用此方法进行TBM高压排水卷盘软管与排水钢管之间的连接，在使用过程中：当排水扬程小于等于150m时，接头处没有漏水现象，排水效果非常理想。此接头工艺解决了施工过程中大扬程逆坡排水接头处经常退开严重漏水的难题，满足施工排水需要，节约了施工时间，值得在类似项目中推广使用。

采用本工艺进行连接和传统工艺连接的性能对比数据：

采用本工艺，从使用至今，历时32个月，没有出现一次脱退漏水。而在此之前，传统工艺连接，平均每五天即出现一次脱退漏水现象。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)取一段无缝钢管，在所述无缝钢管的一端外侧壁沿轴向间隔固定设置多个钢筋环，在所述无缝钢管的另一端固定焊接法兰盘；

2)在所述无缝钢管设置有钢筋环的一端外部包裹一层硫化胶料，并在所述硫化胶料的外侧进行绑扎固定，所述硫化胶料将相邻钢筋环之间的间距空档均包裹填满；

3)将所述无缝钢管中设置有钢筋环和硫化胶料的一端插入卷盘软管中，然后将卷盘软管与所述无缝钢管连接的部分外侧用钢筋紧固，并安装防脱开卡子；

4)加热无缝钢管，使其端部的硫化胶料熔化后，冷却，待硫化胶料定型后，将所述无缝钢管的另一端通过法兰盘与钢管密封连接。

2.根据权利要求1所述高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，其特征在于，步骤1)中每个所述钢筋环均是采用圆钢筋围绕所述无缝钢管外壁全圆焊接形成。

3.根据权利要求1所述高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，其特征在于，步骤1)中所述钢筋环的个数为3～5个。

4.根据权利要求1所述高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，其特征在于，步骤1)中相邻两个钢筋环之间的距离为80～120mm。

5.根据权利要求1所述高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，其特征在于，步骤2)中硫化胶料的外侧采用镀锌线绑扎固定。

6.根据权利要求1所述高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，其特征在于，步骤3)中卷盘软管与无缝钢管连接的部分外侧紧固钢筋的位置与无缝钢管外侧壁上的钢筋环错位设置。

7.根据权利要求1所述高压排水卷盘软管与钢管的连接方法，其特征在于，步骤4)中采用氧气乙炔火焰进行无缝钢管的加热。

8.一种用于高压排水卷盘软管与钢管的连接接头，其特征在于，包括：无缝钢管(1)、法兰盘(2)、粘结密封套(3)、多个钢筋环(4)以及多个防锈绑扎环(5)；

所述法兰盘(2)与所述无缝钢管(1)的一端固定焊接；

多个所述钢筋环(4)沿着所述无缝钢管(1)的轴向间隔固定套装于所述无缝钢管(1)的另一端；

所述粘结密封套(3)固定套装于所述无缝钢管(1)和多个所述钢筋环(4)的外部，将相邻钢筋环(4)之间的间距空档均包裹填满，所述粘结密封套(3)为硫化胶料粘结密封套，且所述粘结密封套(3)的长度为所述无缝钢管(1)长度的1/2～3/4；

多个所述防锈绑扎环(5)沿着所述粘结密封套(3)的轴向间隔紧固套装于所述粘结密封套(3)的外部。

9.根据权利要求8所述用于高压排水卷盘软管与钢管的连接接头，其特征在于，位于所述粘结密封套(3)和所述法兰盘(2)之间，在所述无缝钢管(1)的外侧壁上设置有安装板(11)，所述安装板(11)沿着所述无缝钢管(1)的径向向外延伸。

10.根据权利要求8所述用于高压排水卷盘软管与钢管的连接接头，其特征在于，每个所述防锈绑扎环(5)的外部均设置有防锈层，所述防锈层为锌层。