CN111577977A - 管节连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管节连接结构，包括:水平设置的钢顶管，钢顶管的顶部设有一洞口；竖直设置的第一顶升管节及第二顶升管节，第一顶升管节位于第二顶升管节的上方，且第一顶升管节部分伸出洞口，第二顶升管节位于洞口内；连接组件，包括连接件及多个连接销，连接件的一端与第一顶升管节的内壁接触，另一端与第二顶升管节的内壁连接，第一顶升管节的底端设置有多个连接孔，连接件上与连接孔对应的位置处设置有连接槽，连接槽由连接件的外壁延伸至连接件内，多个连接销分别贯穿不同的连接孔后卡入对应的连接槽内以连接第一顶升管节及第二顶升管节。通过插销的方式连接相邻的顶升管节，避免了焊接施工带来的施工难、耗时长及安全性差等问题。
Description
技术领域
本发明涉及顶管施工技术领域，尤其涉及一种管节连接结构。
背景技术
随着国家对于环保要求的进一步提高，沿海地区工业废水和城市生活污水需进行深海排放，长距离管道排污作用愈加明显。采用常规水下开挖埋管的工艺铺设排污管道，其弊端为造价高、污染大、环境影响大；而采用钢顶管工艺+垂直顶升工艺，可有效减小对环境的破坏，同时，工程造价相对于水下埋管工艺也更低。钢顶管工艺是指在工作坑内借助顶进设备产生的顶力，克服管道与周围土壤的摩擦力，将钢顶管按设计的坡度顶入土中。垂直顶升工艺是指利用垂直顶升设备在水平钢顶管内将多节顶升管节逐节向上顶起，连接相邻的顶升管节并使顶升管节露出海床泥面至设计标高。
现目前，相邻的顶升管节之间常通过焊接进行连接，但是，针对海底长距离且空间狭小的恶劣环境，顶升管节之间的焊接连接存在施工难度大，效率低、耗时长且安全风险高等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管节连接结构，解决焊接施工带来的施工难、耗时长及安全性差等问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种管节连接结构，包括：
水平设置的钢顶管，所述钢顶管的顶部设有一洞口；
竖直设置的第一顶升管节及第二顶升管节，所述第一顶升管节位于所述第二顶升管节的上方，且所述第一顶升管节部分伸出所述洞口，所述第二顶升管节位于所述洞口内；
连接组件，包括连接件及多个连接销，所述连接件的一端与所述第一顶升管节的内壁接触，另一端与所述第二顶升管节的内壁连接，所述第一顶升管节的底端设置有多个连接孔，所述连接件上与所述连接孔对应的位置处设置有连接槽，所述连接槽由所述连接件的外壁延伸至所述连接件内，多个所述连接销分别贯穿不同的所述连接孔后卡入对应的所述连接槽内以连接所述第一顶升管节及所述第二顶升管节。
可选的，所述连接件为环形，多个所述连接槽沿所述连接件的周向均匀分布。
可选的，所述连接件包括多个条形块，每个所述条形块上均设置有所述连接槽，多个所述条形块沿所述第二顶升管节的周向均匀分布。
可选的，所述连接销的一端卡入所述连接槽内，另一端与所述第一顶升管节的外壁齐平。
可选的，所述连接件与所述第一顶升管节的内壁之间还设置有若干密封圈。
可选的，所述管节连接结构还包括止水组件，所述止水组件包括钢外套及止水件，所述钢外套设置在所述洞口内，所述止水件位于所述钢外套的内侧且套设在所述第一顶升管节外，所述止水件包括沿竖直方向设置的预埋环及钢压环，所述预埋环位于所述钢压环的上方，所述预埋环靠近所述第一顶升管节的一侧设置有环形的第一止水槽，所述钢压环上设置有环形的第二止水槽，所述预埋环与所述钢压环之间设置有环形的第三止水槽，且所述第一止水槽内容纳有第一止水块，所述第二止水槽及所述第三止水槽内均容纳有第二止水块。
可选的，所述第一止水块和所述第二止水块沿竖直方向的截面形状分别为楔形和圆形。
可选的，所述管节连接结构还包括用于对所述第一顶升管节进行止退的临时止退组件，所述管节连接结构还包括用于对所述第一顶升管节进行止退的临时止退组件，所述临时止退组件包括止退环及多个紧固件，所述止退环套设在所述第一顶升管节外且位于所述钢压环的下方，所述止退环的侧壁沿周向设置有多个止退孔，所述第一顶升管节的外壁上设置有多个插槽，多个所述紧固件分别贯穿所述止退孔后伸入对应的所述插槽内。
可选的，所述止退孔和所述插槽具有旋向相同的内螺纹，所述紧固件为螺栓，所述螺栓与所述止退孔及所述插槽螺纹连接。
可选的，所述紧固件为插销，所述插销贯穿所述止退孔后伸入对应的所述插槽内。
本发明提供了一种管节连接结构，通过在第二顶升管节内设置连接件，且在所述连接件及第一顶升管节对应的位置处分别设置连接孔及连接槽，利用连接销贯穿不同的连接孔后卡入对应的连接槽进行连接，避免了焊接施工带来的施工难、耗时长及安全性差等问题，且所述连接件可预先与第二顶升管节连接好，现场直接安装即可，操作简单且快捷。
附图说明
图1为本发明实施例提供的管节连接结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的管节连接结构的局部放大图示意图；
其中，附图标记为：
10-钢顶管；21-第一顶升管节；22-第二顶升管节；31-连接件；32-连接销；40-止水闷板；50-氯丁橡胶密封圈；61-钢外套；62-预埋环；63-钢压环；71-第一止水块；72-第二止水块；81-止退环；82-紧固件；
610-加劲肋。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，本实施例提供了一种管节连接结构，包括：
水平设置的钢顶管10，所述钢顶管10的顶部设有一洞口；
竖直设置的第一顶升管节21及第二顶升管节22，所述第一顶升管节21位于所述第二顶升管节22的上方，且所述第一顶升管节21部分伸出所述洞口，所述第二顶升管节22位于所述洞口内；
连接组件，包括连接件31及多个连接销32，所述连接件31的一端与所述第一顶升管节21的内壁接触，另一端与所述第二顶升管节22的内壁连接，所述第一顶升管节21的底端设置有多个连接孔，所述连接件31上与所述连接孔对应的位置处设置有连接槽，所述连接槽由所述连接件31的外壁延伸至所述连接件31内，多个所述连接销32分别贯穿不同的所述连接孔后卡入对应的所述连接槽内以连接所述第一顶升管节21及所述第二顶升管节22。
具体的，所述水平设置的钢顶管10为排水主管道，通过顶管工艺进行施工埋设。所述钢顶管10的顶部设置有一洞口，顶升管穿过所述洞口并露出海床泥面至设计标高。本实施例中，所述洞口为圆形，所述洞口的轴线与所述顶升管节的轴线重合，且所述洞口的轴线与所述钢顶管10的轴线垂直相交以保证所述顶升钢管能够顺利顶升。
所述顶升管由多节顶升管节沿竖直方向堆叠形成，所述第一顶升管节21可以是位于所述顶升管最上方的一节顶升管节，也可以是位于所述顶升管中间的其中一节管节，本申请对此不作任何限制。本实施例中，所述顶升管高度为9米-10米，露出海床泥面1米，每节顶升管节的长度为0.8米-1米，材质为不锈钢。
所述第一顶升管节21为所述顶升管最上方的一节管节，且所述第一顶升管节21的顶部还设置有一止水闷板40，所述止水闷板40用于在顶升过程中进行导向及切土。所述止水闷板40的顶部不能高于所述水平钢顶管10的表面，避免影响水平钢顶管10的正常顶进。所述止水闷板40上设置有放气孔，用于将顶升管节内的气体排出，提高施工的安全性。
本实施例中，所述第一顶升管节21及所述第二顶升管节22的外壁均涂抹有熔结环氧粉末防腐涂层，涂层厚度不低于400微米。所述第一顶升管节21及所述第二顶升管节22的内壁均涂抹有两道防腐镀锌层涂层及两道改性环氧耐磨漆。所述顶升管节内外壁上的防腐涂层均可在钢管加工厂进行。
请继续参照图1及图2，所述连接组件用于连接相邻的两节顶升管节。所述连接组件包括连接件31及连接销32，所述连接件31的一端与所述第一顶升管节21的内壁接触，另一端与所述第二顶升管节22的内壁连接。本实施例中，所述连接件31为环形，多个所述连接槽沿所述连接件31的周向均匀分布。由于所述连接件31上设置有多个连接槽，所述第一顶升管节21的顶端对应设置有多个连接孔，所述连接销32贯穿所述连接孔后卡入所述连接槽内以连接所述第一顶升管节21及所述第二顶升管节22。通过将传统的焊接连接的方式转换为销连接，简化了顶升管节之间的连接方式，降低了连接难度，提高了施工效率。并且，所述连接件31可以在工厂内与所述第二顶升管节22连接好，直接运输到现场进行安装即可，实现了管节连接结构的预制化及装配化。应当理解的是，所述第二顶升管节22的底端也设置有多个用于连接下一顶升管节的连接孔。
可选的，所述连接件31包括多个条形块，每个所述条形块上均设置有所述连接槽，多个所述条形块沿所述第二顶升管节22的周向均匀分布。相当于所述第一顶升管节21和所述第二顶升管节22通过多个所述条形块连接，所述条形块的一端与所述第二顶升管节22的内壁焊接，另一端与所述第一顶升管节21的内壁接触，多个所述连接销32分别贯穿不同的条形块上的连接孔后卡入对应的所述连接槽内以连接所述第一顶升管节21及所述第二顶升管节22。
本实施例中，所述连接销的一端卡入所述连接槽内，另一端与所述第一顶升管节的外壁齐平。即所述连接销32的长度等于所述连接孔和所述连接槽的长度之和，以便于连接销32敲紧后与所述第一顶升管节21的外壁齐平，避免所述第一顶升管节21的顶升受到影响。
本实施例中，所述连接件31的一端与所述第二顶升管节22焊接，所述焊接的过程可以在工厂内预制完成。
请参照图2，所述连接件31的一端与所述第一顶升管节21的内壁之间还设置有若干密封圈以防止水从所述第一顶升管节21的连接孔处渗漏。本实施例中，所述连接件31的一端与所述第一顶升管节21的内壁之间设置有两圈氯丁橡胶密封圈50，氯丁橡胶具有良好的耐腐蚀、耐浸蚀及耐热性，能够在保证密封效果的情况下具有更长的使用寿命。
请继续参照图1及图2，所述管节连接结构还包括止水组件，所述止水组件包括钢外套61及止水件，所述钢外套61设置在所述洞口内，所述止水件位于所述钢外套61的内侧且套设在所述第一顶升管节21外，所述止水件包括沿竖直方向设置的预埋环62及钢压环63，所述预埋环62位于所述钢压环63的上方，所述预埋环62靠近所述第一顶升管节21的一侧设置有环形的第一止水槽，所述钢压环63上设置有环形的第二止水槽，所述预埋环62与所述钢压环63之间设置有环形的第三止水槽，且所述第一止水槽内容纳有第一止水块71，所述第二止水槽及所述第三止水槽内均容纳有第二止水块72。应当理解的是，为了便于所述第一顶升管节21的顶升，所述预埋环62与所述第一顶升管节21以及所述钢压环63与所述第一管节之间均具有一定的间隙，在第一顶升管节21的顶升过程中，洞口外的泥水容易通过所述间隙进入钢顶管10内，故通过设置第一止水块71及两个第二止水块72形成三道止水结构，止水效果更好。
本实施例中，所述钢外套61为环形且设置在所述洞口内侧，用于加强与所述水平钢顶管10的连接，减小水平钢顶管10局部开洞所造成的强度及刚度损失。请参照图1，所述钢外套61的外壁沿周向设置有若干加劲肋610，所述加劲肋610用于提升所述钢外套61的强度及刚度。
所述预埋环62用于将所述第一止水块71压紧在所述第一顶升管节21的外壁上，防止所述第一止水块71在所述第一顶升管节21在顶升过程中滑落，影响密封性能。
所述钢压环63用于将两道所述第二止水块72压紧在所述第一顶升管节21的外壁上，同样也是为了防止所述第二止水块72在所述第一顶升管节21在顶升过程中滑落，影响密封性能。之所以设置两道第二止水块72，是为了防止在第一止水块71失效的情况下，通过两道所述第二止水块72实现有效止水。
请继续参照图1，所述第一止水块71和所述第二止水块72沿竖直方向的截面形状分别为楔形和圆形。通过设置不同截面形状的第一止水块71和第二止水块72，进一步提高洞口的止水性能。本实施例中，所述第一止水块71和所述第二止水块72的材质均为氯丁橡胶。
请继续参照图1及图2，所述管节连接结构还包括用于对所述第一顶升管节21进行止退的临时止退组件，所述临时止退组件包括止退环81及多个紧固件82，所述止退环81套设在所述第一顶升管节21外且位于所述钢压环63的下方，所述止退环81的侧壁沿周向设置有多个止退孔，所述第一顶升管节21的外壁上设置有多个插槽，多个所述紧固件82分别贯穿所述止退孔并卡入对应的所述插槽内。所述临时止退组件用于连接所述第一顶升管节21及第二顶升管节22时临时承托住所述第一顶升管节21，防止所述第一顶升管节21下落。应当理解的是，在钢顶管10内进行垂直顶升时，先通过顶升装置将所述第一顶升管节21顶升至设定高度，然后利用所述临时止退组件承托住所述第一顶升管节21，此时所述顶升装置复位后再顶升所述第二顶升管节22，然后利用所述连接组件连接所述第一顶升管节21及第二顶升管节22后，松开紧固件82，并利用所述顶升装置继续顶升所述第二顶升管节22并带动所述第一顶升管节21上升。
本实施例中，所述插槽由所述第一顶升管节21的外壁向内凹陷，且多个所述插槽沿所述第一顶升管节21的周向均匀分布，以平衡各部分的受力。
本实施例中，所述止退孔和所述插槽具有旋向相同的内螺纹，所述紧固件82为螺栓，所述螺栓与所述止退孔及所述插槽螺纹连接。通过顶升装置将所述第一顶升管节21顶升至设定高度后，顺时针(逆时针)旋转螺栓以贯穿所述止退孔并旋入对应的所述插槽，以防止所述第一顶升管节21滑落，不需要进行止退时，逆时针(顺时针)旋出所述螺栓即可，结构简单，便于操作。
可选的，所述紧固件82为插销，所述插销贯穿所述螺纹孔并卡入对应的所述插槽内。
请继续参照图1，所述预埋环62、所述钢压环63及所述止退环81通过螺栓进行连接。本实施例中，所述预埋环62、所述钢压环63及所述止退环81均沿周向对应设置有若干螺纹孔，通过所述螺栓旋入不同的螺纹孔以实现螺纹连接。
综上，本发明提供了一种管节连接结构，包括：所述钢顶管的顶部设有一洞口；竖直设置的第一顶升管节及第二顶升管节，所述第一顶升管节位于所述第二顶升管节的上方，且所述第一顶升管节部分伸出所述洞口，所述第二顶升管节位于所述洞口内；连接组件，包括连接件及多个连接销，所述连接件的一端与所述第一顶升管节的内壁接触，另一端与所述第二顶升管节的内壁连接，所述第一顶升管节的底端设置有多个连接孔，所述连接件上与所述连接孔对应的位置处设置有连接槽，所述连接槽由所述连接件的外壁延伸至所述连接件内，多个所述连接销分别贯穿不同的所述连接孔后卡入对应的所述连接槽内以连接所述第一顶升管节及所述第二顶升管节。通过插销的方式来连接相邻的顶升管节，避免了焊接施工带来的施工难、耗时长及安全性差等问题，且所述连接件可预先与第二顶升管节连接好，现场直接安装即可，操作简单且快捷。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管节连接结构，其特征在于，包括：
水平设置的钢顶管，所述钢顶管的顶部设有一洞口；
竖直设置的第一顶升管节及第二顶升管节，所述第一顶升管节位于所述第二顶升管节的上方，且所述第一顶升管节部分伸出所述洞口，所述第二顶升管节位于所述洞口内；
连接组件，包括连接件及多个连接销，所述连接件的一端与所述第一顶升管节的内壁接触，另一端与所述第二顶升管节的内壁连接，所述第一顶升管节的底端设置有多个连接孔，所述连接件上与所述连接孔对应的位置处设置有连接槽，所述连接槽由所述连接件的外壁延伸至所述连接件内，多个所述连接销分别贯穿不同的所述连接孔后卡入对应的所述连接槽内以连接所述第一顶升管节及所述第二顶升管节。
2.如权利要求1所述的管节连接结构，其特征在于，所述连接件为环形，多个所述连接槽沿所述连接件的周向均匀分布。
3.如权利要求1所述的管节连接结构，其特征在于，所述连接件包括多个条形块，每个所述条形块上均设置有所述连接槽，多个所述条形块沿所述第二顶升管节的周向均匀分布。
4.如权利要求1所述的管节连接结构，其特征在于，所述连接销的一端卡入所述连接槽内，另一端与所述第一顶升管节的外壁齐平。
5.如权利要求1所述的管节连接结构，其特征在于，所述连接件与所述第一顶升管节的内壁之间还设置有若干密封圈。
6.如权利要求1所述的管节连接结构，其特征在于，所述管节连接结构还包括止水组件，所述止水组件包括钢外套及止水件，所述钢外套设置在所述洞口内，所述止水件位于所述钢外套的内侧且套设在所述第一顶升管节外，所述止水件包括沿竖直方向设置的预埋环及钢压环，所述预埋环位于所述钢压环的上方，所述预埋环靠近所述第一顶升管节的一侧设置有环形的第一止水槽，所述钢压环上设置有环形的第二止水槽，所述预埋环与所述钢压环之间设置有环形的第三止水槽，且所述第一止水槽内容纳有第一止水块，所述第二止水槽及所述第三止水槽内均容纳有第二止水块。
7.如权利要求6所述的管节连接结构，其特征在于，所述第一止水块和所述第二止水块沿竖直方向的截面形状分别为楔形和圆形。
8.如权利要求6所述的管节连接结构，其特征在于，所述管节连接结构还包括用于对所述第一顶升管节进行止退的临时止退组件，所述临时止退组件包括止退环及多个紧固件，所述止退环套设在所述第一顶升管节外且位于所述钢压环的下方，所述止退环的侧壁沿周向设置有多个止退孔，所述第一顶升管节的外壁上设置有多个插槽，多个所述紧固件分别贯穿所述止退孔后伸入对应的所述插槽内。
9.如权利要求8所述的管节连接结构，其特征在于，所述止退孔和所述插槽具有旋向相同的内螺纹，所述紧固件为螺栓，所述螺栓与所述止退孔及所述插槽螺纹连接。
10.如权利要求8所述的管节连接结构，其特征在于，所述紧固件为连接销，所述连接销贯穿所述止退孔后伸入对应的所述插槽内。
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