CN204459519U

CN204459519U - 节水灌溉管道

Info

Publication number: CN204459519U
Application number: CN201420809061.8U
Authority: CN
Inventors: 周振民; 周科; 王学超
Original assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Current assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Priority date: 2014-12-19
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2024-12-19

Abstract

本实用新型属于农业灌溉技术领域，具体涉及一种节水灌溉管道。本实用新型节水灌溉管道包括设置于基槽内的灰土填充层和固定于该灰土填充层中的复合柔性管，所述复合柔性管包括自外而内的柔性管基层、PVC涂塑层和PE薄膜层。本实用新型克服了传统因结构带来的管道破坏、堵水、难以运行等问题，具有节水、节能、节地、施工简单易行、工期短等优点，可以大面积推广，为我国农业节水提供了新的途径。

Description

节水灌溉管道

技术领域

本实用新型属于农业灌溉技术领域，具体涉及一种节水灌溉管道。

背景技术

我国是农业大国，农业灌溉用水占总用水量的70%以上，因此，实现精确灌溉，节约农业水资源，提高灌区农业产量是农田灌溉的一项十分迫切的任务。目前，管道灌溉是实现农业节水灌溉的重要技术之一，一般来说，管道灌溉可实现节水15%～30%。

近年来，各地各部门先后研制出薄壁PVC塑料管、双壁波纹塑料管、内衬塑膜外护烤工管及地埋塑料软管等。其中，柔性管道灌溉是一项投资少、见效快、节能、省工的先进灌水技术。但是，地埋柔性管道对其配套结构、施工的工艺技术、施工程序和质量要求较高。在施工中出现的稍微偏差，将会给后期运行管理带来诸多问题，甚至工程整体报废。由此带来巨大的经济损失。

我国自80年代以来开展地埋塑料软管节水灌溉，但是由于配套结构不合理、施工工艺不当，多数工程最后以失败为结束，严重影响了该项技术在农业节水中的推广应用。

发明内容

针对上述问题，并根据多年施工实践，本实用新型提供了一种节水灌溉管道，实践证明，本实用新型克服了传统因结构带来的管道破坏、堵水、难以运行等问题，具有节水、节能、节地、施工简单易行、工期短等优点，可以大面积推广，为我国农业节水提供了新的途径。

本实用新型技术方案如下：

设计一种节水灌溉管道，包括设置于基槽内的灰土填充层和固定于该灰土填充层中的复合柔性管，所述复合柔性管包括自外而内的柔性管基层、PVC涂塑层和PE薄膜层。

优选的，所述柔性管基层厚度为0.3～0.5mm，内径为100～180mm；所述灰土填充层厚度不小于100mm，所述PVC涂塑层厚度为0.1～0.2mm，所述PE薄膜层厚度为0.1～0.2mm。

所述柔性管基层可选用常规材料，优选由下述重量份的原料制成：聚丙烯腈纤维28～33份、液态硅胶8～12份、液态PVC稳定剂3～7份；所述灰土填充层可选用常规灰土材料，优选由下述重量份的原料混合制成:水泥2份、石灰3份、粗砂5份、水8～15份。

所述液态PVC稳定剂为液体钡锌复合稳定剂或液体钙锌复合稳定剂；所述粗砂粒径为0.5～2.0mm，所述水泥为42.5级硅酸盐水泥。

所述复合柔性管的制备方法包括以下步骤：

（1）按权利要求3中所述重量比配备聚丙烯腈纤维、液态硅胶和液体PVC稳定剂，混合均匀后整平压实，形成厚度为0.3～0.5mm的柔性管基层；

（2）在步骤（1）所得的柔性管基层表面涂塑喷浆聚氯乙烯，然后进行压平烘干固化处理，即在所述柔性管基层表面形成0.1～0.2mm厚的PVC涂塑层；

（3）采用覆膜工艺，在步骤（2）所得的PVC涂塑层外覆上PE塑料薄膜，即形成0.1～0.2mm厚的PE薄膜层；

（4）采用高频热合机将所得的三层复合柔性管道材料进行焊接，然后按管道直径裁剪成坯型、加工成管，最后得到复合柔性管成品。

上述节水灌溉管道的施工方法，包括以下步骤：

（1）材料选择：选择所述复合柔性管作为主管材，并选择相匹配的接头、三通和放水栓，备用；取灰土材料，备用；

（2）开挖基槽：沿预设的灌溉管道方向开挖宽0.3～0.5m、深0.9～1.2m的基槽；并将复合柔性管连接安装好，备用；

（3）灰土开槽：基槽挖好后，将所备灰土材料填于基槽内至厚度为20～25cm，进行压实并稳定后，用开沟器在灰土材料上开半圆槽，所开半圆槽直径≥复合柔性管直径；

（4）放管：将预先安装好的复合柔性管平放在半圆槽内，拉直、放平、检查、防止扭折，然后用准备好的支架稳固放水栓、三通和竖管部分；

（5）充水加压，做管路检查：灌水前，打开各放水栓，以便排除空气，然后向复合柔性管充水，待出水口溢水时，说明管路中气体排完，关闭各出水口，检查管路和各连接部位是否存在漏水现象，加压至设计压力，如无漏水，则将拌合好的灰土材料填至基槽的1/2深度处；

（6）水浸密实：沿着基槽的管路方向灌水，水量灌至可以从一端流向另一端为止，水渗完之后，压实并控制灰土材料含水量在14～17wt%，待灰土初凝后，再回填原土至基槽的2/3深度处，再次灌水，渗实后，再次回填原土至略高于地面，即得节水灌溉管道。

优选的，步骤（2）所述各段复合柔性管连接时，要在接头或三通的连接处缠上2～3层黄油布，再用铅丝捆扎，扎紧箍牢。

优选的，步骤（4）所述准备好的支架为混凝土块、石块或砖块。

优选的，步骤（5）所述设计压力为30～40KPa。

优选的，步骤（6）所述水浸密实过程中保持压力的时间不小于48h。

本实用新型技术方案带来的有益效果：

1. 本实用新型所用复合柔性管为三层结构，柔性管基层采用聚丙烯腈纤维、液态硅胶等制成，抗拉性能好，抗折皱性能好；PVC涂塑层可以防止管道渗水、漏水，提高管材的耐磨性，同时又可防止管道被腐蚀，并且涂塑层厚度小，不会过多的增加管材体积和重量；PE薄膜层除与柔性管基层、PVC涂塑层联合承受水压以减少管材的受力外，还能减少管材的变形量，由于PE薄膜层的弹性比PVC涂塑层好，在管材受水压作用时，如PVC涂塑层出现细小孔眼和小缝，PE薄膜层能防止因此产生渗水的问题，并且覆膜后管内壁光滑、摩阻力小，输水时的沿程损失小。

2. 本实用新型所用复合柔性管适应的工作压力在0.1～0.5MPa之间，最适宜作为地埋输水管道用，即使在地上输水使用其使用寿命也可以达到5年以上，管材的局部损坏容易修复；在断裂强度、耐酸碱性、抗低温性、断裂伸长率等性能指标上都具有十分显著的优势，是一种非常理想的灌溉输水管材，便于机械化施工，提高工作效率；便于输水灌溉中的运行维护、便于维修，确保可靠性供水。

3. 本实用新型采用聚丙烯腈纤维为柔性管基层的主要底质材料。聚丙烯腈纤维是以聚丙烯为原料，经特殊的生产工艺制造而成的，其外观为多根单丝相互交联构成，与PVC混合，具有极佳的分散性和良好的亲水性，同时可更有效地增强复合软管的韧性及抗拉强度，使复合后的软管耐久性、耐候性大幅度提高。

4. 本实用新型所用复合柔性管的制备方法工艺简单，生产成本低，生产出的管材与目前市场销售的各类地埋管材相比，质量更好、使用寿命更长，克服了现有同类管材存在的耐腐蚀性差、韧性及抗拉强度差、价格昂贵、抗裂抗冻性能差等缺陷，具有广阔的市场前景。

经上述结构设计及施工工艺后，本实用新型节水灌溉管道具有以下优点：

① 性能好：本实用新型现场配置灰土基槽，采取与复合柔性管相结合的办法，构成地下输水柔性管道，输水性能良好；② 节地：本实用新型节水灌溉管道同原灌溉渠道对比，节省土地资源为：12～15%；③ 节能：本实用新型节水灌溉管道建成后，同传统灌溉方法对比，可节省用电60%；④ 施工工期短：按照灌溉面积100亩地计算，本实用新型施工工期仅需3天，即可放水灌溉，而原地面灌溉渠道施工需要10天，减少到30%；⑤ 节省灌溉管理用工：同原渠道工程对比，本实用新型节省灌溉管理用工50%；⑥ 延长工程寿命：正常管理运行条件下，本实用新型节水灌溉管道寿命可达到5年；而现有地面灌溉渠道仅有3年。

附图说明

图1 为本实用新型节水灌溉管道结构示意图；

图中 1为灰土填充层，2为柔性管基层，3为PVC涂塑层，4为PE薄膜层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：

一种节水灌溉管道，见图1，包括设置于基槽内的灰土填充层和固定于该灰土填充层中的复合柔性管，所述复合柔性管包括自外而内的柔性管基层、PVC涂塑层和PE薄膜层。所述柔性管基层厚度为0.3mm，内径为100mm；所述灰土填充层厚度最小处100mm，所述PVC涂塑层厚度为0.2mm，所述PE薄膜层厚度为0.2mm。

本实施例节水灌溉管道的施工方法，包括以下步骤：

（1）材料选择：选择所述复合柔性管作为主管材，并选择相匹配的接头、三通和放水栓，备用；取灰土材料备用；

（2）开挖基槽：沿预设的灌溉管道方向开挖宽0.3m、深0.9m的基槽；并将复合柔性管连接安装好，备用；

（3）灰土开槽：基槽挖好后，将所备灰土材料填于基槽内至厚度为20cm，进行压实并稳定后，用开沟器在灰土材料上开半圆槽，所开半圆槽直径略大于复合柔性管直径；

（6）水浸密实：沿着基槽的管路方向灌水，水量灌至可以从一端流向另一端为止，水渗完之后，压实并控制灰土材料含水量在14wt%，待灰土初凝后，再回填原土至基槽的2/3深度处，再次灌水，渗实后，再次回填原土至略高于地面，即得节水灌溉管道，输水性能见表1中的规格（100×0.30）mm。

步骤（2）所述各段复合柔性管连接时，要在接头或三通的连接处缠上2～3层黄油布，再用铅丝捆扎，扎紧箍牢。步骤（4）所述准备好的支架为混凝土块、石块或砖块。步骤（5）所述设计压力为30～40KPa。步骤（6）所述水浸密实过程中保持压力的时间不小于48h。

表1 本实用新型节水灌溉管道低压输水性能一览表

。

实施例2：

一种节水灌溉管道，包括设置于基槽内的灰土填充层和固定于该灰土填充层中的复合柔性管，所述复合柔性管包括自外而内的柔性管基层、PVC涂塑层和PE薄膜层。所述柔性管基层厚度为0.4mm，内径为120mm；所述灰土填充层厚度最小处120mm，所述PVC涂塑层厚度为0.1mm，所述PE薄膜层厚度为0.1mm。

本实施例节水灌溉管道的施工方法，包括以下步骤：

（2）开挖基槽：沿预设的灌溉管道方向开挖宽0.36m、深1.0m的基槽；并将复合柔性管连接安装好，备用；

（3）灰土开槽：基槽挖好后，将所备灰土材料填于基槽内至厚度为22cm，进行压实并稳定后，用开沟器在灰土材料上开半圆槽，所开半圆槽直径略大于复合柔性管直径；

（6）水浸密实：沿着基槽的管路方向灌水，水量灌至可以从一端流向另一端为止，水渗完之后，压实并控制灰土材料含水量在15wt%，待灰土初凝后，再回填原土至基槽的2/3深度处，再次灌水，渗实后，再次回填原土至略高于地面，即得节水灌溉管道，输水性能见表1中的规格（120×0.40）mm。

实施例3：

一种节水灌溉管道，包括设置于基槽内的灰土填充层和固定于该灰土填充层中的复合柔性管，所述复合柔性管包括自外而内的柔性管基层、PVC涂塑层和PE薄膜层。所述柔性管基层厚度为0.5mm，内径为180mm；所述灰土填充层厚度最小处160mm，所述PVC涂塑层厚度为0.2mm，所述PE薄膜层厚度为0.1mm。

本实施例节水灌溉管道的施工方法，包括以下步骤：

（2）开挖基槽：沿预设的灌溉管道方向开挖宽0.5m、深1.2m的基槽；并将复合柔性管连接安装好，备用；

（3）灰土开槽：基槽挖好后，将所备灰土材料填于基槽内至厚度为25cm，进行压实并稳定后，用开沟器在灰土材料上开半圆槽，所开半圆槽直径略大于复合柔性管直径；

（6）水浸密实：沿着基槽的管路方向灌水，水量灌至可以从一端流向另一端为止，水渗完之后，压实并控制灰土材料含水量在17wt%，待灰土初凝后，再回填原土至基槽的2/3深度处，再次灌水，渗实后，再次回填原土至略高于地面，即得节水灌溉管道，输水性能见表1中的规格（180×0.50）mm。

目前，低压管道输水常用的管材有PVC薄壁管、PVC双壁管、PE薄膜管以及涂塑软管等。其中，PVC薄壁管、PVC双壁管主要作为地埋管道，造价偏高，尤其是大口径管较难制造，且运输费用高、损失大。PE薄膜管(又名小白龙)，造价低，可作为地埋和地面输水的管道，但其工作压力一般只在0.1MPa左右，由于承受压力低，如作为地埋管道，施工技术要求高，作为地面输水管道则使用寿命短，一般只一年左右，局部损坏后不能修补，抗冻性能差。涂塑软管，一般工作压力为0.3MPa，主要用于轻小型喷灌机的输水或远距离输送压力水用，寿命一般三年左右，造价较高，局部损坏不易修补，抗冻性能差、不易储存运输。本实用新型节水灌溉管道与现有其它灌溉管道的对比如下表2所示。

表2 本实用新型节水灌溉管道与现有灌溉管道对比

。

由以上对比分析可知，与现有其它灌溉管道相比，本实用新型节水灌溉管道造价更低，使用寿命可达到5年以上。另外，在断裂强度、耐酸碱性、抗低温性、断裂伸长率都具有十分显著地优势，是一种非常理想的灌溉输水管道。

本实用新型并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

Claims

1. 一种节水灌溉管道，其特征在于：包括设置于基槽内的灰土填充层和固定于该灰土填充层中的复合柔性管，所述复合柔性管包括自外而内的柔性管基层、PVC涂塑层和PE薄膜层。

2. 对于权利要求1所述的节水灌溉管道，其特征在于：所述柔性管基层厚度为0.3～0.5mm，内径为100～180mm；所述灰土填充层厚度不小于100mm，所述PVC涂塑层厚度为0.1～0.2mm，所述PE薄膜层厚度为0.1～0.2mm。