CN208364988U - 用于小管径顶管施工的塑料排水管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于小管径顶管施工的塑料排水管，适用于管径300～700mm的排水管道顶管施工，由排水管和注浆管组成，其二者为两个独立的构件，在管道顶进时组合在一起。排水管主要由内壁、结构壁、填充层、外壁组成。施工时借助于专用的小管径塑料管顶管机具，在需要顶进管道的位置先顶进钢制套管，套管在工作井和接收井之间贯通后，将塑料排水管穿入套管内，电热熔连接承插接口，管道四周安装注浆管，逐节将塑料排水管顶入套管内，用塑料排水管置换钢制套管，然后向塑料排水管外侧的注浆管内注浆，浆体充满管道外壁与土体之间，套管拔出后塑料排水管的环刚度可以承担管道上部和周围土压荷载，克服了塑料排水管不能应用于顶管施工的缺陷。

Description

用于小管径顶管施工的塑料排水管

技术领域

本实用新型涉及一种用于小管径顶管施工的塑料排水管，属于排水工程和塑料管材生产领域，特别涉及小管径排水管道的非开挖施工的管材。

背景技术

城市排水分为雨水和污水，排水体制分为分流制与合流制两种，大部分城市都是采取分流制，即雨水、污水分别排放。城市建设初期，雨污分流的排水管道一般是采用明挖施工，管道铺设后再将沟槽回填，修筑道路。还有许多城市，在城市建设初期由于资金等因素采用合流制排水体制，即雨污水合流直接排入河道。随着城市发展，环境保护意识的强化，污水需经过污水处理厂处理达标后才能排入河道，这些合流排水管道需要进行雨污分流改造，原有合流管管径较大，保留用作雨水管道，新建污水截留管道，将原来排入合流管的污水从源头截留，再通过污水干管排入污水处理厂。在城市建成区改造排水管道，需要破除道路，铺设管道后回填沟槽，恢复路面，工程造价高，影响城市的道路交通。顶管施工是排水管道的常用施工方法，不需大面积破路，仅需在检查井的位置设置顶管工作井和接收井，对地面交通影响较小。

现有技术水平排水管道顶管施工主要有土压平衡法和泥水平衡法，土压平衡法主要应用在大管径管道，人可进入管道操作区出土。小于等于1500mm的管道主要采用泥水平衡法，在顶管管道前端安装的机头旋转切土，通过压入机头前端和土体之间的泥浆使土压力平衡，工作井的千斤顶顶推管道，机头切削的土随泥浆排出，管道逐节顶至接收井。泥水平衡法顶管施工技术成熟，施工精度高，但最小管径只能顶进直径800mm的管道。

截污管道的次支管网管径多数为300～600mm，在截污管网中数量最多，因管径较小无法采用泥水平衡法顶管施工。现有技术还有一种二次顶管法，可以顶进300～600mm排水管道。其方法是先顶进一根直径100mm的导杆，导杆后端通过一个锥体连接安装直径200～250mm的出土管，出土管逐节顶至接收井后，出土管内装入出土螺旋，出土管后端安装机头，机头切削土壤通过出土螺旋向前送至接收井。机头后面安装钢筋混凝土管道，采用千斤顶将管道逐节顶至接收井。顶管机头是靠管道传递顶力，遇到地质复杂时，有时会出现为机头未顶到接收井，后端的管道管壁破裂现象，不得已在机头位置挖开取出机头；前段阻力过大，顶推还可能造成管道隆起；经常出现出土螺旋被泥土堆积无法送出，导致机头负荷超载。

目前排水管道顶管都是采用钢筋混凝土管材，并对管材有较高的强度要求，已保证管道顶进过程中顶力的传递。高密度聚乙烯塑料排水管材，由于内壁光滑摩阻力小、接口严密不渗漏、耐腐蚀性能好等优点，广泛应用在排水管道工程中。尤其是管径600mm以下的小管径，在污水管道中得到广泛应用。塑料排水管埋设在地下，自身的环刚度可以满足上部荷载的要求，但塑料排水管作为顶管管材无法满足强大顶力的要求，制约了塑料排水管材在旧城排水管道改造、污水截污治理工程中的应用。如果要制作能够传递顶力的塑料排水管，就需要加大管材的壁厚，增加纵向受力的材料如钢材，以满足顶力的传递，大大增加了管材的造价，因此，塑料排水管顶管在实际工程中难以应用。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种用于小管径顶管施工的塑料排水管，适用于管径300～700mm的排水管道顶管施工，由排水管和注浆管组成，其二者为两个独立的构件，在管道顶进时组合在一起。排水管主要由内壁、结构壁、填充层、外壁组成；施工时借助于专用的小管径塑料管顶管机具，在需要顶进管道的位置先顶进钢制套管，套管在工作井和接收井之间贯通后，将塑料排水管穿入套管内，电热熔连接承插接口，管道四周安装注浆管，逐节将塑料排水管顶入套管内，用塑料排水管置换钢制套管，然后向塑料排水管外侧的注浆管内注浆，浆体充满管道外壁与土体之间。有益效果是：塑料排水管顶入套管仅需很小的顶力，套管拔出后塑料排水管的环刚度可以承担管道上部和周围土压荷载，克服了塑料排水管不能应用于顶管施工的缺陷。

本实用新型是通过以下技术实现的：用于小管径顶管施工的塑料排水管，由排水管1和注浆管2组成，排水管1和注浆管2为两个独立的构件，在管道顶进时组合在一起。排水管1主要由内壁3、结构壁4、填充层5、外壁6组成，结构壁4螺旋缠绕在内壁3的外侧，结构壁4之间为填充层5，结构壁4与填充层5的高度一致，外壁6设置在结构壁4和填充层5的外侧，排水管1一端为插口11，另一端为承口12，承口12的外径与外壁6的外径相同，插口11插入承口12内，形成沿管道纵向为外径相同的平壁管道。

内壁3、结构壁4、外壁6、插口11、承口12为聚乙烯塑料构成。由于小管径顶管所需的顶力较小，顶管设备也较小，顶管工作井也相对较小，所以小管径顶管的管材较短，一节排水管长度1～3m。

塑料排水管生产是在旋转的内膜上，采用热塑状态的带状聚乙烯螺旋缠绕构成的管状内壁3、插口11和承口12，再在内壁3的外侧螺旋缠绕出结构壁4，在结构壁4之间设置填充层5，填充层5为快硬石膏构成，填充层5在初凝前刮平，与结构壁4平齐，石膏初凝后在结构壁4和填充层5的外侧缠绕外壁6，外壁6和插口11、承口12、结构壁4的外缘热熔连接在一体，塑料冷却后车削加工插口11和承口12的外缘与外壁6平齐，脱掉内膜成型，在承口12的内缘安装电热丝13。

所述的注浆管2为横截面呈梭状的塑料扁软管，注浆管2的一面中部设置有自粘胶21。注浆管2采用塑料拉模成型，趁热压成扁管状，自然状态下扁管中部回弹，横截面呈梭状。注浆管2的扁管宽度为50～100mm，在注浆管2的一面涂抹自粘胶21，自粘胶21的涂层宽度为注浆管2宽度的1/2～2/3。自粘胶21的两侧设置有注浆孔22，注浆管2的另一面梅花状设置有注浆孔22。加工成型的注浆管2盘成卷，自粘胶21的一侧盘在卷的外侧，盘卷的层与层之间设置有防粘纸23，防止扁管粘连并保护露在最外层的自粘胶21。

排水管道顶管施工完成后，需要向管外壁和土体之间注浆，防止顶进过程中造成的管道外侧土体之间脱空，引起地面下沉或者管道沉降。现有技术的大管径顶管，是在管内钢筋混凝土管预留的注浆孔向管道外侧注浆。本实用新型是采用排水管1和注浆管2在管道顶进时组合在一起，构成带注浆管的管材。排水管1和注浆管2的组合构造为在排水管1外围均布4～8根注浆管2，注浆管2的自粘胶21粘结在排水管1的外侧，排水管1和注浆管2被组合成为一个整体。排水管1和注浆管2一起被顶进小管径顶管机具的套管，套管拔出的同时向注浆管内注浆，浆体充满管道外壁与土体之间。

本实用新型排水管采用的顶管工艺，顶入土体传递顶力是钢制套管，塑料排水管只需要克服与套管之间的摩擦阻力顶入，顶力相对较小，管材只需满足埋深的环刚度即可满足顶力要求。

附图说明

图1为本实用新型排水管纵剖面；

图2为本实用新型注浆管外观图；

图3为排水管与注浆管组合横剖面图；

图4为排水管接口纵剖图。

图中：1-排水管，2-注浆管，3-内壁，4-结构壁，5-填充层，6-外壁，7-孔道、11-插口，12-承口，13-电热丝，14-热熔接口，21-自粘胶，22-注浆孔，23-防粘纸。

具体实施方式

采用本实用新型的塑料排水管管材顶管施工，是借助于专用的小管径顶管机具，在需要顶进管道的位置先顶进钢制套管，套管在工作井和接收井之间贯通后，将塑料排水管穿入套管内，电热熔连接承插接口，管道四周安装注浆管，逐节将塑料排水管顶入套管内，拔出套管，同时向注浆管内注浆，浆体充满管道外壁与土体之间。

本实用新型的塑料排水管是为专用顶管机具配套制作的顶管塑料排水管材，由排水管1和注浆管2组成，排水管1和注浆管2为两个独立的构件，分别制造、储运，在管道顶进时再组合在一起。排水管1纵剖面见图1。排水管1主要由内壁3、结构壁4、填充层5、外壁6组成，结构壁4螺旋缠绕在内壁3的外侧，结构壁4之间为填充层5，结构壁4与填充层5的高度一致，外壁6设置在结构壁4和填充层5的外侧，排水管1一端为插口11，另一端为承口12，承口12的外径与外壁6的外径相同，插口11插入承口12内，形成沿管道纵向为外径相同的平壁管道。

内壁3、结构壁4、外壁6、插口11、承口12为聚乙烯塑料构成。由于小管径顶管所需的顶力较小，顶管设备也较小，顶管工作井也相对较小，所以小管径顶管的管材较短，一节排水管长度1～3m。

本实用新型塑料排水管采用缠绕工艺制造，在旋转的内膜上，采用热塑状态的带状聚乙烯螺旋缠绕构成的管状内壁3、插口11和承口12，再在内壁3的外侧螺旋缠绕出结构壁4，螺旋状的两道结构壁4之间形成波谷，在波谷内采用快硬石膏填充，形成填充层5，填充层5在初凝前刮平，填充层5与结构壁4的波峰平齐，石膏初凝后在结构壁4和填充层5的外侧采用热塑状态的带状聚乙烯螺旋缠绕外壁6，外壁6外表面为平壁。外壁6和插口11、承口12、结构壁4的外缘热熔连接在一体，塑料冷却后车削加工插口11和承口12的外缘与外壁6平齐，脱掉内膜成型，在承口12的内缘安装电热丝13。填充层5采用快硬石膏材料，具有重量轻、比强度高、价格低的优点。外壁6设置在管材的最外侧，充分发挥材料截面惯性矩对强度的作用，还起到封闭填充层5的作用，同时对管道埋设管土共同受力起到作用。

排水管道顶管施工完成后，需要向管外壁和土体之间注浆，防止顶进过程中造成的管道外侧土体之间脱空，引起地面下沉或者管道沉降。本实用新型也考虑了顶管后的注浆，为排水管1配套了注浆管2，排水管1和注浆管2在管道顶进时组合在一起。为注浆管外观图见图2。注浆管2为横截面呈梭状的塑料扁软管，注浆管2的一面中部设置有自粘胶21。注浆管2采用塑料拉模成型，趁热压成扁管状，自然状态下扁管中部回弹，横截面呈梭状。注浆管2的扁管宽度为50～100mm。注浆管2成型后进入打孔涂胶工序，在注浆管2的一面涂抹自粘胶21，自粘胶21的涂层宽度为注浆管2宽度的1/2～2/3。自粘胶21的两侧设置有注浆孔22，注浆管2的另一面梅花状设置有注浆孔22。加工成型的注浆管2盘成卷，自粘胶21的一侧盘在卷的外侧，盘卷的层与层之间设置有防粘纸23，防止扁管粘连并保护露在最外层的自粘胶21。

现有技术的大管径顶管，是在管内钢筋混凝土管预留的注浆孔向管道外侧注浆。本实用新型是采用排水管1和注浆管2在管道顶进时组合在一起，构成带注浆管的管材。排水管1和注浆管2的组合构造为在排水管1外围均布4～8根注浆管2，注浆管2的自粘胶21粘结在排水管1的外侧，排水管1和注浆管2被组合成为一个整体，排水管与注浆管组合横剖面图见图3，外壁6是螺旋缠绕的，因此可以看到被剖切的孔道7的局部。排水管1和注浆管2一起被顶进小管径顶管机具的套管，套管拔出后向注浆管2内注浆，浆体充满管道外壁与土体之间。

采用本实用新型的塑料管材顶管施工，在顶管工作井向接收井采用水平定向钻先顶入一个直径80～100mm的空心钻杆，采用激光导向系统自动纠偏，钻杆顶至接收井后，再安装顶管机头逐节顶入钢制套管，套管是分节螺纹连接的，一节长度与排水管1长度一致，套管的内径比排水管1的外径每侧大10～20mm，套管贯通后，在工作井将排水管1逐节连接，热熔接口时，插口11插入承口12内，在承口12的外缘一周采用夹具夹紧，给电热丝13通电，夹具施加力量，电热丝13处的插口11和承口12的塑料熔化，在夹具的力量作用下，插口11和承口12的塑料熔化在一起，形成密封良好的热熔接口14，保证接口的密闭性，接口纵剖图见图4。排水管接好一节，在排水管1的外侧粘贴安装注浆管2，将装有注浆管2的排水管1顶入套管一节，再连接下一个排水管1，排水管1与套管之间每侧有10～20mm的间隙，因此顶入排水管1所需的顶力较小。向顶入排水管1时在管内带入一根钢丝缆绳，直至全部排水管1顶入套管，在工作井一侧将钢丝缆绳与排水管1管口固定，接收井一侧将钢丝缆绳张紧固定在井后壁上。在工作井套管上安装拉头，采用顶管机将套管拉向工作井，逐节卸下套管。钢丝缆绳的限制拉套管时排水管1不会随套管移动，留在土体内。通过全部拉出后，向注浆管2内注入泥浆，泥浆中可加入5%的水泥。浆体充满管道外壁与土体之间后，工作井和接收井内砌筑检查井，该段排水管顶管施工完成。

Claims (5)

1.一种用于小管径顶管施工的塑料排水管，由排水管（1）和注浆管（2）组成，其特征是：所述的排水管（1）和注浆管（2）为两个独立的构件，在管道顶进时组合在一起；所述的排水管（1）主要由内壁（3）、结构壁（4）、填充层（5）、外壁（6）组成，结构壁（4）螺旋缠绕在内壁（3）的外侧，结构壁（4）之间为填充层（5），结构壁（4）与填充层（5）的高度一致，外壁（6）设置在结构壁（4）和填充层（5）的外侧，排水管（1）一端为插口（11），另一端为承口（12），承口（12）的外径与外壁（6）的外径相同，插口（11）插入承口（12）内，形成沿管道纵向为外径相同的平壁管道；所述的注浆管（2）为横截面呈梭状的塑料扁软管，注浆管（2）的一面中部设置有自粘胶（21），自粘胶（21）的两侧设置有注浆孔（22），注浆管（2）的另一面梅花状设置有注浆孔（22），注浆管（2）盘成卷，自粘胶（21）的一侧盘在卷的外侧，盘卷的层与层之间设置有防粘纸（23）。

2.根据权利要求1所述的用于小管径顶管施工的塑料排水管，其特征是：所述的内壁（3）、结构壁（4）、外壁（6）、插口（11）、承口（12）为聚乙烯塑料构成，一节排水管长度1～3m。

3.根据权利要求1所述的用于小管径顶管施工的塑料排水管，其特征是：所述的填充层（5）为快硬石膏构成。

4.根据权利要求1所述的用于小管径顶管施工的塑料排水管，其特征是：所述的注浆管（2）的扁管宽度为50～100mm，自粘胶（21）的涂层宽度为注浆管（2）宽度的1/2～2/3。

5.根据权利要求1所述的用于小管径顶管施工的塑料排水管，其特征是：所述的排水管（1）和注浆管（2）的组合构造为在排水管（1）外围均布4～8根注浆管（2），注浆管（2）的自粘胶（21）粘结在排水管（1）的外侧，排水管（1）和注浆管（2）被组合成为一个整体。