CN216279838U - 顶进施工用管道 - Google Patents

Abstract

本申请涉及管道设备技术领域，尤其是涉及一种顶进施工用管道。该顶进施工用管道包括管体和接头组件；管体包括钢管、多个筋板、内套在钢管的内壁的砂浆层以及外套在钢管的外壁的混凝土层；钢管的钢材的屈服强度不小于235MPa，多个筋板连接于钢管的外壁并预制在混凝土层内，多个筋板沿钢管的周向间隔排布；接头组件连接于钢管的轴向的端部。该顶进施工用管道，属于非预应力结构，不会发生应力腐蚀破坏，对于高碱性环境的适应能力强，混凝土层、砂浆层的抗压性能与钢管共同承受外载荷及轴向顶力，能够提高该顶进施工用管道的承受外压以及承受轴向顶力的能力，使得该顶进施工用管道能够满足大口径、高工压和深覆土的设计使用要求。

Description

顶进施工用管道

技术领域

本申请涉及管道设备技术领域，尤其是涉及一种顶进施工用管道。

背景技术

管道的顶进施工就是非开挖施工方法，是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术，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，将管道按设计的坡度顶入土中，并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后，再下第二阶管子继续顶进。

顶进施工彻底解决了管道埋设施工中对于建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显了优势。

目前通常使用的顶进施工用管道主要包括以下几种：

1.按照国标JC/T640-2010规定制造的顶进施工法用钢筋混凝土排水管，这种管道承压能力低，内水压力为0.06-0.1MPa，一般作为排水管线或作为套管主要承受外载荷。

2.按照国标JC/T2092-2011规定制造的顶进施工法用钢筋混凝土管，这种管道主要用于城市给排水工程，因采用普通钢筋混凝土结构作为受力结构，工作压力不超过1.0MPa。

3.预应力钢筒混凝土顶管因生产工艺局限，导致不能采用多层缠丝，无法满足大口径、高工压和深覆土的设计使用要求。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种顶进施工用管道，以在一定程度上解决现有技术中存在的尚且没有能够满足大口径、高工压以及深覆土设计使用要的顶进施工用管道的技术问题。

本申请提供了一种顶进施工用管道，包括管体和接头组件；

所述管体包括钢管、多个筋板、内套在所述钢管的内壁的砂浆层以及外套在所述钢管的外壁的混凝土层；

所述钢管的钢材的屈服强度不小于235MPa，多个所述筋板连接于所述钢管的外壁并预制在所述混凝土层内，多个所述筋板沿所述钢管的周向间隔排布；

所述接头组件连接于所述钢管的轴向的端部。

在上述技术方案中，进一步地，所述砂浆层的材质为高性能砂浆。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述混凝土层的材质为高强混凝土。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述筋板所在平面与所述钢管的轴线共面。

在上述任一技术方案中，进一步地，所有所述筋板沿所述钢管的周向均匀排布；

所述筋板的数量为18-36个。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述筋板的数量为24个。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述钢管呈圆柱形，所述钢管的直径为800-4000mm，所述砂浆层的厚度为20-30mm。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述接头组件包括承口端接头、插口端接头和密封圈；

所述承口端接头能够以预定角度外套于所述插口端接头，以使所述密封圈密封于所述承口端接头的内壁与所述插口端接头的内壁之间。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述预定角度为0.7°-1°。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述插口端接头的外壁上开设有多个密封槽，多个所述密封槽沿所述插口端接头的长度方向间隔排布；

所述密封圈的数量为多个，多个所述密封圈一一对应地嵌设于多个所述密封槽内。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的顶进施工用管道，包括管体和接头组件。管体包括钢管、多个筋板、内套在钢管的内壁的砂浆层以及外套在钢管的外壁的混凝土层；钢管的钢材的屈服强度不小于235MPa，多个筋板连接于钢管的外壁并预制在混凝土层内，多个筋板沿钢管的周向间隔排布；接头组件连接于钢管的轴向的端部。

第一，将屈服强度在235MPa以上的厚壁钢管作为主要受力结构，不需要缠绕预应力钢筋，属于非预应力结构，不会发生应力腐蚀破坏；

第二，钢管的内壁由砂浆层内衬保护，钢管的外壁由混凝土层外衬保护，使得钢管免受物理损坏和外界腐蚀，提高了该顶进施工用管道对于高碱性环境的适应能力；

第三，混凝土层、砂浆层的抗压性能与钢管共同承受外载荷及轴向顶力，能够提高该顶进施工用管道的承受外压以及承受轴向顶力的能力，使得该顶进施工用管道能够满足大口径、高工压和深覆土的设计使用要求；

第四，钢管与筋板相复合，增大了管道的轴向承压能力，能够提高该顶进施工用管道的一次顶进长度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的顶进施工用管道的第一结构示意图；

图2为本申请实施例提供的顶进施工用管道的第二结构示意图。

附图标记：

1-顶进施工用管道；10-钢管；11-砂浆层；12-混凝土层；13-筋板；14-承口端接头；15-插口端接头。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

参见图1和图2所示，本申请的实施例提供了一种顶进施工用管道1包括管体和接头组件。

管体包括钢管10、多个筋板13、内套在钢管10的内壁的砂浆层11以及外套在钢管10的外壁的混凝土层12。

其中，砂浆层11为该顶进施工用管道1提供光滑内壁，以利于过流；同时通过砂浆层11对钢管10的内壁进行保护，尤其是在高碱环境下对钢管10进行保护，起到防腐蚀、抗冲刷以及抗磨损的作用。

通过混凝土层12对钢管10的外壁进行保护，使钢管10免受外界物理损坏和外界腐蚀。

钢管10的钢材的屈服强度不小于235MPa，也就是说，钢管10的钢材的牌号为Q235或更高，从而使得钢管10具有较高水平的轴向和径向抗压能力。

多个筋板13连接于钢管10的外壁并预制在混凝土层12内，从而通过筋板13对钢管10进行加强，进一步地，多个筋板13沿钢管10的周向间隔排布，从而使得筋板13对钢管10的加强作用能够沿钢管10的周向分布。也就是说，通过多个筋板13加强后的钢管10和具有较高的抗压性能的混凝土层12共同承受径向外荷载及轴向顶力，大幅提高了管道承受外压及轴向顶力的能力。

接头组件连接于钢管10的轴向的端部，以使多个该顶进施工用管道1顺次通过接头组件顺次顶进插接。

本实施例的可选方案中，砂浆层11的材质为高性能砂浆，从而提高砂浆层11的抗裂、抗渗和抗腐蚀性能。

具体而言，高性能砂浆可以为纤维增强水泥砂浆，进一步地，高性能砂浆可以为纳米改性纤维增强砂浆。以上高性能砂浆均为现有材料，例如《纳米氧化硅和碳纤维复合砂浆性能与改性机制》(作者，牛建伟)在第四节中进行试验的各种砂浆均可以作为高性能砂浆使用，再例如申请号为201810766622.3的专利中提出的一种含有聚丙烯纤维的抗裂砂浆也可以作为高性能砂浆使用，又例如申请号为201510014364.X的专利中提出的纳米粘土改性纤维水泥砂浆，又例如申请号为201910593638.3的专利中提出的高性能纳米纤维改性聚合物水泥基修复砂浆。

本实施例的可选方案中，混凝土层12的材质为高强混凝土，其中，高强混凝土是指强度等级不小于C50的混凝土。

由于高强混凝土的强度等级很好，所以在进行顶进施工的过程中，混凝土层12不容易发生皮损，有利于延长该顶进施工用管道1的使用寿命。

本实施例的可选方案中，筋板13所在平面与钢管10的轴线共面，从而能够使得筋板13对于钢管10的径向抗压能力得到最大化提升。

本实施例中，所有筋板13沿钢管10的周向均匀排布，从而提高筋板13对于钢管10的径向抗压能力增强作用的均匀性。

本实施例中，筋板13的数量为18-36个，18-36个筋板13沿钢管10的周向均匀排布，也就是说，相邻的筋板13所在平面之间的夹角a为10°-20°。例如，筋板13的数量为18、20、22、24、28、30或36个。

其中，通过将筋板13的数量限定为不小于18个，能够确保筋板13的数量足够多，以使钢管10具有足够的结构强度。

进一步地，通过将筋板13的数量限定为不大于36个，能够避免筋板13的数量过多，导致该顶进施工用管道1的结构复杂化，且能够避免混凝土层12的强度被过度削弱。

可选地，限定筋板13的数量为24个，也就是说，相邻的筋板13所在平面之间的夹角a为15°。

本实施例的可选方案中，钢管10呈圆柱形，钢管10的直径为800-4000mm，砂浆层11的厚度为20-30mm，从而使该顶进施工用管道1能够应对大口径、高工压以及深覆土的工况要求。

具体而言，能够使得钢管10的直径达到800-4000mm的大口径，并能够应对0.4-2MPa的高工压，以及至少10m的覆土深度。

本实施例的可选方案中，为了实现多个顶进施工用管道1的曲线顶进施工，也就是使相邻的顶进施工用管道1以预定角度插接，相邻的顶进施工用管道1的轴线之间形成预定角度。

接头组件包括承口端接头14、插口端接头15和密封圈，承口端接头14能够以预定角度外套于插口端接头15，以使密封圈密封于承口端接头14的内壁与插口端接头15的内壁之间。

其中，定义相邻的两个顶进施工用管道1分别为第一顶进施工用管道1和第二顶进施工用管道1，第一顶进施工用管道1的承口端接头14和第二顶进施工用管道1的插口端接头15采用插接的方式形成柔性连接，将呈角度插接的二者通过密封圈密封，在实现了曲线顶进施工的基础上，满足了密封要求。

与之形成对比的是，现有技术中的普通钢管10或3层结构聚烯烃涂层外防腐钢管10，接头采用焊接，形成了刚性连接，因而无法实现曲线顶进，防腐涂层在顶进时容易破损，降低使用寿命，因管壁为纯钢板，轴向承压较低，允许顶力较小，一次顶进长度较短。

本实施例中，预定角度为0.7°-1°，例如预定角度为0.7°、0.8°、0.9°或者1°。

本实施例中，插口端接口的外壁上开设有多个密封槽，每个密封槽环绕插口端接口的外壁开设，多个密封槽沿第二钢制接头本体的长度方向间隔排布，密封圈的数量为多个，多个密封圈一一对应地嵌设于多个密封槽内。

通过密封槽对密封圈进行定位，从而在将第一顶进施工用管道1的插口端接口相对于第二钢制接头本体的承口端接口进行顶进安装施工的过程中，能够有效避免密封圈发生滚动、移位或者形变等意外情况，确保密封圈的密封性能不受影响，提高每个密封圈处的密封可靠性。

此外，通过设置多个密封圈能够实现多层密封，进一步提高相邻的顶进施工用管道1的接头组件处的密封可靠性。

可选地，密封圈与密封槽的数量均为两个。

可选地，第一顶进施工用管道1的第一钢制接头本体的背离于钢管10的一端形成有倒角，以便于将其与第二顶进施工用管道1的第二钢制接头本体相插接。

具体而言，该顶进施工用管道1按照以下步骤进行制造：

采用自动螺旋焊接制筒机生产钢管10，然后采用卷圆机、板边机和涨圆机制造承插口，采用等离子切割筋板13，并采用二保焊将筋板13与钢管10相焊接，继而采用皮带离心机在钢管10的内壁内衬高性能砂浆，以形成砂浆层11，并将内衬有砂浆层11的钢管10放置在立式外模中，在钢管10的外壁采用附着式振动成型混凝土层12，最后对光管及承插口进行防腐处理。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种顶进施工用管道，其特征在于，包括管体和接头组件；

所述管体包括钢管、多个筋板、内套在所述钢管的内壁的砂浆层以及外套在所述钢管的外壁的混凝土层；

所述钢管的钢材的屈服强度不小于235MPa，多个所述筋板连接于所述钢管的外壁并预制在所述混凝土层内，多个所述筋板沿所述钢管的周向间隔排布；

所述接头组件连接于所述钢管的轴向的端部。

2.根据权利要求1所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述砂浆层的材质为高性能砂浆。

3.根据权利要求1所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述混凝土层的材质为高强混凝土。

4.根据权利要求1所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述筋板所在平面与所述钢管的轴线共面。

5.根据权利要求4所述的顶进施工用管道，其特征在于，所有所述筋板沿所述钢管的周向均匀排布；

所述筋板的数量为18-36个。

6.根据权利要求5所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述筋板的数量为24个。

7.根据权利要求1所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述钢管呈圆柱形，所述钢管的直径为800-4000mm，所述砂浆层的厚度为20-30mm。

8.根据权利要求1所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述接头组件包括承口端接头、插口端接头和密封圈；

所述承口端接头能够以预定角度外套于所述插口端接头，以使所述密封圈密封于所述承口端接头的内壁与所述插口端接头的内壁之间。

9.根据权利要求8所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述预定角度为0.7°-1°。

10.根据权利要求8所述的顶进施工用管道，其特征在于，所述插口端接头的外壁上开设有多个密封槽，多个所述密封槽沿所述插口端接头的长度方向间隔排布；

所述密封圈的数量为多个，多个所述密封圈一一对应地嵌设于多个所述密封槽内。

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