CN110485532A - 一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构及施工方法，所述排水管道结构包括基座、排水管道以及定位组件，所述基座卡入土体预留的沟槽内；所述排水管道包括排水管以及同轴套设于排水管外壁的弹性橡胶套筒，所述弹性橡胶套筒包括若干废旧轮胎和用于固定废旧轮胎的固定组件，所述排水管道置于基座的安装槽内，并通过定位组件实现排水管道、基座以及沟槽之间的固定；所述施工方法包括以下步骤：开挖的沟槽，然后预制基座置入沟槽内，安装排水管道并固定；进行防渗布置以及填满各种间隙，最后回填夯实。本发明的有益效果是：有效降低排水管道的建设费用，提高期使用寿命，循环利用废旧轮胎，具有重要的经济价值和工程意义，对改善生态环境具有重要的作用。

Description

一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构及施工方法，属于市政工程技术领域。

背景技术

排水系统是现代化城市必不可少的重要基础设施，是水污染防治和排渍防涝、防洪的重要工程。调查表明，城市生活住宅区、工矿企业的雨水和污水管道系统投资一般占整个排水系统投资的70％左右。因此，如何在满足各种技术规定的前提下，尽可能降低排水管道的建设费用和提高使用寿命是城市排水管道设计与施工的关键技术问题。

我国每年产生的废旧轮胎以8％至10％的速度递增，废旧轮胎的有效处理已然成为了当前社会普遍关注的问题。尤其随着科学技术的发展，当前汽车轮胎已朝着高强度、耐磨、稳定和耐老化的方向发展，但是这也造成了废弃后的轮胎长时期不能自然降解的问题，大量的废旧橡胶造成了比塑料污染(白色污染)更难处理的黑色污染，增大了回收处理的难度，也浪费了宝贵的橡胶资源。结合废旧轮胎高强度、耐磨、稳定、耐老化和高防渗性能，将废旧轮胎应用于城市排水管道的建设中，不仅能为大幅度降低基建费用，同时也将为废旧轮胎的循环利用创造新的途径，可明显提高空间利用率，具有经济合理、环境友好的技术优势。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种能为大幅度降低基建费用，同时也可循环利用废材的基于废旧轮胎的城市排水管道结构及施工方法。

本发明所述的一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构，其特征在于：包括基座、排水管道以及定位组件，所述基座卡入土体预留的沟槽内，基座上部设有用于固定排水管道的安装槽；所述排水管道包括排水管以及同轴套设于排水管外壁的弹性橡胶套筒，所述弹性橡胶套筒包括若干废旧轮胎和用于固定废旧轮胎的固定组件，所述废旧轮胎的胎圈部端面沿周向设有若干个供固定组件连接部贯穿的安装孔，所述废旧轮胎通过固定组件依次串连成一条可套设于排水管外部的弹性橡胶套管，其中相邻两废旧轮胎的胎圈部端面彼此贴紧；所述排水管道置于基座的安装槽内，并通过定位组件实现排水管道、基座以及沟槽之间的固定。

所述固定组件包括两片分设于排水管道两端部的环形垫板、若干根用于串连废旧轮胎的连接钢筋以及螺接于连接钢筋端部的固定螺母，两片所述的环形垫板套设于排水管两端部，两环形垫板的内端面分别与同侧最外端废旧轮胎的胎圈部端面贴紧；所述环形垫板沿周向设有定位孔，且定位孔与废旧轮胎的安装孔一一对应并与排水管中心轴平行；所述连接钢筋穿入废旧轮胎的安装孔内，并且连接钢筋的两端部从同侧环形垫板的定位孔穿出，落在环形垫板外侧的部分螺接固定螺母，实现废旧轮胎以及环形垫板之间的紧固。

所述定位组件包括环向定位带和铆钉，所述环向定位带沿长度方向设有若干个用于安装铆钉的预留孔，所述环向定位带沿排水管道周向环绕于排水管道的外壁底部，并通过铆钉与基座、沟槽固定。

所述基座由混凝土预制而成，呈圆形凹面结构，并且基座周向设有若干个可与环向定位带上预留孔一一对应的基座预留孔，并通过铆钉实现基座与排水管道、沟槽相互连接，形成一个整体结构，其中基座的安装槽为可与排水管道底部适配的圆形凹槽。

所述沟槽为一倒梯形凹槽，并且沟槽的底部宽度小于基座所在基圆对应的弦的长度，使得基座与沟槽底部之间留有间隙。

根据本发明所述一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)结合具体的工程地质和水位地质情况，根据城市排水管道的设计，采用机械或人工进行沟槽开挖并整平，在开挖的倒梯形凹槽表面铺设一层砂或碎石垫层，碾压夯实，然后采用混凝土进行回填摊铺；

(2)将预制的混凝土圆形凹面的基座沿沟槽长度方向均匀布置在沟槽结构上，通过喷射混凝土将基座与沟槽初步固定；

(3)将预制的排水管道放置于基座的安装槽上，并沿管道周向布置环向定位带，确保环向定位带的预留孔与基座的基座预留孔对齐，接着采用铆钉将基座与环形定位带连接，应保证铆钉打入沟槽的深度可使铆钉提供可靠的锚固力；

(4)在由废旧轮胎形成的排水管道外侧表面张贴防渗膜，然后采用水泥砂浆对排水管道外侧表面进行抹面，以达到管道防渗的目的；

(5)在由废旧轮胎形成的管道结构、基座和沟槽连接处进行水泥砂浆压浆，确保所有孔隙均被水泥砂浆填满，以使管道、沟槽和基座形成一个稳定的整体；

(6)采用砂或碎石对沟槽进行分层回填夯实，为确保管道结构的安全，每层回填后以人工夯实为宜，直到回填至设计高度为止。

本发明的有益效果：基于废旧轮胎的城市排水管道结构采用刚性环形垫板、螺母和含有螺纹的不锈钢筋将若干个规格相同的废旧轮胎由左而右沿中心线方向重叠排列形成空心管道结构，实现了废旧轮胎的循环利用，减轻了轮胎等固体废弃物堆放而造成的占地多、管理代价大、环境污染等方面的压力，提高了空间的利用效率，节省了城市排水管道的基础建设费用。废旧轮胎具有极强的抗拉抗张强度、较大的韧性、耐腐蚀性和耐老化性，与传统的钢筋混凝土管道相比，在具有足够强度的前提下，充分发挥了其橡胶的柔性特性，能够大幅提高管道受车辆、地震等振动荷载作用下的稳定性和安全性，同时废旧轮胎的高防渗性和耐腐蚀性，也有利于提高城市排水管道的使用寿命，并可大幅减小后期防渗维修的费用，本发明提供的基于废旧轮胎的城市排水管道结构及施工方法在满足各种技术规定的前提下，可有效降低排水管道的建设费用，提高期使用寿命，并且为废旧轮胎的循环利用提供了新的途径，具有重要的经济价值和工程意义，对改善生态环境也具有重要的作用。

附图说明

图1为本发明提供的基于废旧轮胎的城市排水管道结构示意图；

图2为由废旧轮胎所形成的排水管道示意图；

图3为由废旧轮胎所形成的排水管道平面图。

图中：1为沟槽，2为废旧轮胎，3为环形垫板，4为固定螺母，5为连接钢筋，6为排水管，7为环向定位带，8为铆钉，9为基座。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图：

实施例1本发明所述的一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构，包括基座9、排水管道以及定位组件，所述基座9卡入土体预留的沟槽1内，基座9上部设有用于固定排水管道的安装槽；所述排水管道包括排水管6以及同轴套设于排水管外壁的弹性橡胶套筒，所述弹性橡胶套筒包括若干废旧轮胎2和用于固定废旧轮胎的固定组件，所述废旧轮胎2的胎圈部端面沿周向设有若干个供固定组件连接部贯穿的安装孔，所述废旧轮胎2通过固定组件依次串连成一条可套设于排水管外部的弹性橡胶套管，其中相邻两废旧轮胎的胎圈部端面彼此贴紧；所述排水管道置于基座9的安装槽内，并通过定位组件实现二者之间的固定。

所述固定组件包括两片分设于排水管道两端部的环形垫板3、若干根用于串连废旧轮胎的连接钢筋5以及螺接于连接钢筋端部的固定螺母4，两片所述的环形垫板3套设于排水管6两端部，两环形垫板3的内端面分别与同侧最外端废旧轮胎2的胎圈部端面贴紧；所述环形垫板3沿周向设有定位孔，且定位孔与废旧轮胎2的安装孔一一对应并与排水管6中心轴平行；所述连接钢筋5穿入废旧轮胎的安装孔内，并且连接钢筋5的两端部从同侧环形垫板3的定位孔穿出，落在环形垫板外侧的部分螺接固定螺母，实现废旧轮胎以及环形垫板之间的紧固。

所述定位组件包括环向定位带7和铆钉8，所述环向定位带7沿长度方向设有若干个用于安装铆钉的预留孔，所述环向定位带7沿排水管道周向环绕于排水管道的外壁底部，并通过铆钉8与基座9、沟槽1固定。

所述基座9由混凝土预制而成，呈圆形凹面结构，并且基座周向设有若干个可与环向定位带上预留孔一一对应的基座预留孔，并通过铆钉实现基座与排水管道、沟槽相互连接，形成一个整体结构，其中基座的安装槽为可与排水管道底部适配的圆形凹槽。

所述沟槽1为一倒梯形凹槽，并且沟槽1的底部宽度小于基座9所在基圆对应的弦的长度，使得基座9与沟槽1底部之间留有间隙。

实施例2本发明提供了一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构：该管道结构包括基座9、排水管道以及定位组件，基座9安装于土体的沟槽1内，其中所述的沟槽1由机械或人工开挖成梯形的凹槽，并采用混凝土回填摊铺。

所述的排水管道可由工厂预制完成，废旧轮胎2外表面需经打毛处理以使其表面具有较大的摩擦性，若干个同规格的废旧轮胎2由左而右沿中心线方向重叠排列，左右两侧的轮胎胎圈端面处分别布置刚性的环形垫板3，通过废旧轮胎2安装孔和环形垫板3上的定位孔由连接钢筋5和固定螺母4将若干个废旧轮胎2和环形垫板3固定，形成整体呈空心圆柱的弹性套管。所述的废旧轮胎2尺寸应根据具体情况下的排水流量决定；所述的连接钢筋5两端设置有螺纹，与固定螺母4统一规格，长度略长于弹性套管长度，通过拧紧左右端的螺母4完成排水管道的整体固定；所述的环形垫板3由刚度较大的钢板筑成，环形部分的厚度略小于废旧轮胎2的断面高度，且预留有与连接钢筋5直径相同的定位孔。

所述的环向定位带7由条形钢片制作而成，并含有预留孔，具体施工中将环向定位带7环绕排水管道，采用铆钉8通过预留孔将废旧轮胎形成的排水管道与基座9相连接，以达到固定排水管道、限制其移动的目的。

所述的铆钉8为高强度预应力铆钉，主要起连接固定作用。

所述的基座9由混凝土预制而成，呈圆形凹面结构，通过铆钉8与排水管道和沟槽1相连接，形成一个整体结构。

实施例3根据实施例1所述一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构的施工方法，包括以下步骤：

(1)结合具体的工程地质和水位地质情况，根据城市排水管道的设计，采用机械或人工进行沟槽开挖并整平，在开挖的倒梯形凹槽表面铺设一层厚度为35cm的砂或碎石垫层，碾压夯实，然后采用混凝土进行回填摊铺；

(2)将预制的混凝土圆形凹面的基座沿沟槽长度方向均匀布置在沟槽结构上，通过喷射混凝土将基座与沟槽初步固定；

(3)将预制的排水管道放置于基座的安装槽上，并沿管道周向布置环向定位带，确保环向定位带的预留孔与基座的基座预留孔对齐，接着采用铆钉将基座与环形定位带连接，应保证铆钉打入沟槽的深度可使铆钉提供可靠的锚固力；

(4)在由废旧轮胎形成的排水管道外侧表面张贴防渗膜，然后采用水泥砂浆对排水管道外侧表面进行抹面，以达到管道防渗的目的；

(5)在由废旧轮胎形成的管道结构、基座和沟槽连接处进行水泥砂浆压浆，确保所有孔隙均被水泥砂浆填满，以使管道、沟槽和基座形成一个稳定的整体；

(6)采用砂或碎石对沟槽进行分层回填夯实，每层回填高度不宜大于30cm，为确保管道结构的安全，每层回填后以人工夯实为宜，直到回填至设计高度为止。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构，其特征在于：包括基座、排水管道以及定位组件，所述基座卡入土体预留的沟槽内，基座上部设有用于固定排水管道的安装槽；所述排水管道包括排水管以及同轴套设于排水管外壁的弹性橡胶套筒，所述弹性橡胶套筒包括若干废旧轮胎和用于固定废旧轮胎的固定组件，所述废旧轮胎的胎圈部端面沿周向设有若干个供固定组件连接部贯穿的安装孔，所述废旧轮胎通过固定组件依次串连成一条可套设于排水管外部的弹性橡胶套管，其中相邻两废旧轮胎的胎圈部端面彼此贴紧；所述排水管道置于基座的安装槽内，并通过定位组件实现排水管道、基座以及沟槽之间的固定。

2.如权利要求1所述的一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构，其特征在于：所述固定组件包括两片分设于排水管道两端部的环形垫板、若干根用于串连废旧轮胎的连接钢筋以及螺接于连接钢筋端部的固定螺母，两片所述的环形垫板套设于排水管两端部，两环形垫板的内端面分别与同侧最外端废旧轮胎的胎圈部端面贴紧；所述环形垫板沿周向设有定位孔，且定位孔与废旧轮胎的安装孔一一对应并与排水管中心轴平行；所述连接钢筋穿入废旧轮胎的安装孔内，并且连接钢筋的两端部从同侧环形垫板的定位孔穿出，落在环形垫板外侧的部分螺接固定螺母，实现废旧轮胎以及环形垫板之间的紧固。

3.如权利要求1所述的一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构，其特征在于：所述定位组件包括环向定位带和铆钉，所述环向定位带沿长度方向设有若干个用于安装铆钉的预留孔，所述环向定位带沿排水管道周向环绕于排水管道的外壁底部，并通过铆钉与基座、沟槽固定。

4.如权利要求3所述的一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构，其特征在于：所述基座由混凝土预制而成，呈圆形凹面结构，并且基座周向设有若干个可与环向定位带上预留孔一一对应的基座预留孔，并通过铆钉实现基座与排水管道、沟槽相互连接，形成一个整体结构，其中基座的安装槽为可与排水管道底部适配的圆形凹槽。

5.如权利要求4所述的一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构，其特征在于：所述沟槽为一倒梯形凹槽，并且沟槽的底部宽度小于基座所在基圆对应的弦的长度，使得基座与沟槽底部之间留有间隙。

6.根据权利要求1～5任意一项所述一种基于废旧轮胎的城市排水管道结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)结合具体的工程地质和水位地质情况，根据城市排水管道的设计，采用机械或人工进行沟槽开挖并整平，在开挖的倒梯形凹槽表面铺设一层砂或碎石垫层，碾压夯实，然后采用混凝土进行回填摊铺；

(2)将预制的混凝土圆形凹面的基座沿沟槽长度方向均匀布置在沟槽结构上，通过喷射混凝土将基座与沟槽初步固定；

(3)将预制的排水管道放置于基座的安装槽上，并沿管道周向布置环向定位带，确保环向定位带的预留孔与基座的基座预留孔对齐，接着采用铆钉将基座与环形定位带连接，应保证铆钉打入沟槽的深度可使铆钉提供可靠的锚固力；

(4)在由废旧轮胎形成的排水管道外侧表面张贴防渗膜，然后采用水泥砂浆对排水管道外侧表面进行抹面，以达到管道防渗的目的；

(5)在由废旧轮胎形成的管道结构、基座和沟槽连接处进行水泥砂浆压浆，确保所有孔隙均被水泥砂浆填满，以使管道、沟槽和基座形成一个稳定的整体；

(6)采用砂或碎石对沟槽进行分层回填夯实，为确保管道结构的安全，每层回填后以人工夯实为宜，直到回填至设计高度为止。