CN216640799U - 污水隧道管片结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污水隧道管片结构，涉及污水隧道工程领域。它包括盾构管片、锥型连接件和插入式连接件，盾构管片侧面的上下端均有锥型连接件，盾构管片的纵缝通过锥型连接件连接，盾构管片的环缝通过插入式连接件连接；盾构管片内壁预埋PVC片材。本实用新型适用于在腐蚀环境下大断面管道污水或其它腐蚀性液体的输送，通过在盾构管片内部预埋PVC片材，管片之间采用锥型连接件和插入式连接件，从而杜绝管片手孔封堵、减少PVC片材焊接数量，提高焊缝工作效率、减少工程投资，适用于大断面污水管道排放工程。

Description

污水隧道管片结构

技术领域

本实用新型涉及污水隧道工程领域，更具体地说它是一种污水隧道管片结构。

背景技术

污水含有多种介质，如酸、碱、盐、农业生产体系物等，长期作用下它们对钢筋混凝土结构将产生严重腐蚀；另外，在污水隧道的结构断面内部，水位上下不同结构部位的氧气浓度差异大，且水中氧气浓度经常处于变化之中，隧道内存在的氧气浓度差异会产生浓差电池腐蚀；混凝土本身的组成和微观多孔结构，面临着浸析腐蚀、交换腐蚀和结晶腐蚀，引起混凝土开裂和钢筋的锈蚀。

污水管道中的钢筋混凝土结构，长期受到酸碱等化学品、工业污水、工业大气、紫外线、固体颗粒的流动磨损、冲刷等因素的作用，存在着酸碱腐蚀、大气腐蚀、磨蚀、渗透式胀裂的物理侵蚀，菌藻类的微生物腐蚀等多种较为复杂的腐蚀形态，严重影响使用寿命，为此在污水管道在设计和运营阶段要充分考虑防腐蚀的处理技术问题；因此，对新建的混凝土结构内壁进行防腐保护显得十分必要；市政混凝土污水输送管道中混凝土表面涂层或防腐面层防护的原理是降低污水腐蚀离子的渗透速率，达到隔绝或减轻污水腐蚀物质对混凝土的作用；根据混凝土管道内防腐层的材料，混凝土管道内防腐层可以分为三种：有机涂料类、防腐砂浆类和防腐内衬类，其中防腐内衬的设计使用年限最长，在大断面污水隧道中常采用PVC片材作为管道内防腐片材。

随着国内各大城市的基础设施大力发展，城区内的污水排放问题日益突出；为解决城区污水溢流污染和排放等问题，构建完善的排放系统，深层污水隧道可作为一种有效解决手段，有利于污水的快速排放；深层污水隧道结构常选用顶管法或盾构法，受制于顶管推力、单个顶管结构吊装重量等因素，超过4m的顶管断面较少用于污水隧道中；因此超过4m的长距离污水隧道常选用盾构法施工，隧道结构采用若干块预制管片结构拼装成环，管片内侧为满足防腐要求采用预埋PVC片材。

现有的污水隧道管片如专利号：201520601531.6，专利名称为《一种用于深层排水隧道的盾构管片衬砌结构》的专利采用螺栓连接，存在多处螺栓手孔，以内径5.5m盾构隧道为例，每环结构由3个标准块、2个邻接块、1个封顶块组成，标准块、邻接块有10个手孔，封顶块有6个手孔，每环管片共有56个手孔；当其内部需布置PVC片材时，需先进行手孔封堵后，再在手孔区域焊接PVC片材，如图6所示。

现有技术存在工序繁琐、施工速度慢等缺点，因此需要研究一种无手孔的盾构管片结构，可从根本上解决手孔封堵存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种污水隧道管片结构。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：污水隧道管片结构，其特征在于：包括盾构管片、锥型连接件和插入式连接件，所述盾构管片侧面的上下端均有锥型连接件，多个盾构管片的纵缝通过锥型连接件连接，多个盾构管片的环缝通过插入式连接件连接；

所述盾构管片的纵缝和环缝均设置有止水结构；

所述盾构管片内壁预埋PVC片材，所述PVC片材上预留T型键和/或菱型键，相邻两个盾构管片之间的PVC片材通过热熔焊接成整体。

在上述技术方案中，所述盾构管片包括封顶块和标准块；所述封顶块靠近千斤顶侧的锥型连接件为凸接头，靠近管片侧的锥型连接件为凹接头；所述标准块靠近千斤顶侧的锥型连接件为凹接头，靠近管片侧的锥型连接件为凸接头；所述凸接头与凹接头匹配。

在上述技术方案中，所述相邻两个盾构管片之间的PVC片材通过搭接焊接成整体，焊接面宽度不小于80mm，焊接宽度不小于50mm。

在上述技术方案中，所述止水结构为盾构管片纵缝和环缝的预留槽内的遇水膨胀密封垫。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型适用于在腐蚀环境下大断面管道污水或其它腐蚀性液体的输送，通过在盾构管片内部预埋PVC片材，管片之间采用锥型连接件和插入式连接件，从而杜绝管片手孔封堵、减少PVC片材焊接数量，提高焊缝工作效率、减少工程投资，适用于大断面污水管道排放工程。

2)本实用新型取消手孔、螺栓孔等构造措施，自动化拼装程度高，无需螺栓拧紧作业。

3)本实用新型不存在后期螺栓锈蚀的病害、手孔渗漏水现象以及后期运营过程中上部手孔封堵等现象，减少后期运营维保的安全隐患。

4)本实用新型盾构隧道拼装精度要求高，管片错台量小，渗漏水少，可以提高盾构隧道施工质量，降低后期运营维护成本。

附图说明

图1为锥型连接件的结构示意图。

图2为插入式连接件的结构示意图。

图3为拼装后的盾构管片的结构示意图。

图4为止水结构的结构示意图。

图5为相邻两个盾构管片之间的PVC片材搭接的的结构示意图。

图6为现有技术的结构示意图。

图7为插入式连接件的横剖面图。

图8为插入式连接件的纵剖面图。

其中，1-盾构管片，11-PVC片材，111-T型键，112-菱型键，2-锥型连接件，21-凸接头，22-凹接头，3-插入式连接件，4-止水结构，41-遇水膨胀密封垫，5-手孔。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：污水隧道管片结构，其特征在于：包括盾构管片1、锥型连接件2和插入式连接件3，所述盾构管片1侧面的上下端均有锥型连接件2，多个盾构管片1的纵缝通过锥型连接件2连接，多个盾构管片1的环缝通过插入式连接件3连接；

所述盾构管片1的纵缝和环缝均设置有止水结构4；

所述盾构管片1内壁预埋PVC片材11，所述PVC片材11上预留T型键111和/或菱型键112，相邻两个盾构管片1之间的PVC片材11通过热熔焊接成整体。

所述盾构管片1包括封顶块和标准块；所述封顶块靠近千斤顶侧的锥型连接件2为凸接头21，靠近管片侧的锥型连接件2为凹接头22；所述标准块靠近千斤顶侧的锥型连接件2为凹接头22，靠近管片侧的锥型连接件2为凸接头21；所述凸接头21与凹接头22匹配。

所述相邻两个盾构管片1之间的PVC片材11通过搭接焊接成整体，焊接面宽度不小于80mm，焊接宽度不小于50mm。

所述PVC片材11拉伸强度≥17.25MPa，延伸率≥225％，水溶性物质含量≤0.05％，吸水率≤0.1％，拉裂力度≥80N/mm，硬度为50°-62°。

所述止水结构4为盾构管片1纵缝和环缝的预留槽内的遇水膨胀密封垫41。

污水隧道管片结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，管片预制：盾构管片1在工厂预制时，需将PVC片材11与钢筋笼同时布置在盾构管片1模板内，浇筑混凝土后进行养护。待盾构管片1检测合格后运输至工程施工现场；

步骤2，管片拼装：盾构管片1拼装时，先拼标准块，后拼封顶块；拼装完成后，采取柔性隔离材料对PVC片材11进行保护，防止施工过程中因为机械或人员的施工对PVC片材11产生破坏；

步骤3，PVC片材焊接成环：PVC片材11焊接时，应根据各个盾构管片1之间的接缝情况进行适当调整搭接长度；焊接完成后，检测PVC片材11质量。

实际使用中，本实用新型涉及污水隧道工程领域，适用于在腐蚀环境下大断面管道污水的输送，即在采用锥型连接件2和插入式连接件3的盾构管片1内部预埋PVC片材11，盾构管片1拼装完成后焊接盾构管片1之间的PVC片材11接缝即可完成内部防腐要求，从而可杜绝管片手孔封堵、减少PVC片材11焊接数量，提高焊缝工作效率、减少工程投资。

多个盾构管片11纵缝通过锥型连接件2连接，环缝通过螺纹+倒刺的插入式连接件3连接，拼装后的盾构管片11如图4所示。

多个盾构管片11纵缝通过锥型连接件连接，每块盾构管片11两侧沿隧道轴线方向均设置有一个凸接头和凹接头；除封顶块和标准块以外，每块盾构管片11同一横剖面分别设置凸接头和凹接头；标准块千斤顶侧均为凹接头，管片端均为凸接头；封顶块千斤顶侧均为凸接头，管片端均为凹接头，如图2所示。

多个盾构管片11环缝通过螺纹+倒刺的插入式连接件3连接，环缝间的插入式连接件3根据盾构管片11结构断面大小，均匀布置若干个；插入式连接件3材料为高强钢筋，外裹复合材料，需要承担一定的抗拔拉力和剪切力，如图3所示。

盾构管片1的纵缝和环缝均设置有止水结构4，止水结构4为盾构管片1纵缝和环缝的预留槽内的双道遇水膨胀密封垫41，如图5所示；遇水膨胀密封垫41的构造形式应经试验确定合格，并应满足在接缝最大张开量和错位量下，满足设计水压下不渗漏的技术要求。

PVC片材11应根据使用环境选用合适的材料，禁止使用再生料生产PVC片材；PVC片材11的拉伸强度≥17.25MPa，延伸率≥225％，水溶性物质含量≤0.05％，吸水率≤0.1％，拉裂力度≥80N/mm，硬度为50°-62°。

PVC片材11在与盾构管片1浇筑期间，在PVC片材11上预留T型键111和/或菱型键112，如图6所示。

本实用新型中的PVC片材11，可采用其他内防腐材料替代，如有机涂料类(如环氧涂料、聚氨酯涂料、有机硅树脂涂料、玻璃鳞片涂料等)、防腐砂浆类，以及与PVC片材11类似的PE、HDPE、内衬玻璃钢等材料，具体材料根据工程自身技术要求选取。

盾构管片1拼装完成后，盾构管片1之间的纵缝、环缝存在的PVC片材空隙，可采用搭接或对接两种形式；考虑到盾构管片1结构可能存在的错台，宜选用搭接方式进行连接PVC片材11；采用搭接时应使盾构管片1内侧的PVC片材11相互重叠，并用专用热熔工具焊接成整体，焊接面宽度不小于80mm，焊接宽度不小于50mm，如图6所示。

污水隧道管片结构的施工方法，包括管片预制、管片拼装、PVC片材焊接成环步骤，其余工序与常规工序一致，具体包括以下步骤：

步骤1，管片预制：盾构管片1在工厂预制时，需将PVC片材11与钢筋笼同时布置在盾构管片1模板内，浇筑混凝土后进行养护；待盾构管片1检测合格后运输至工程施工现场；

步骤2，管片拼装：盾构管片1拼装时，按照锥型连接件2和插入式连接件3的要求进行拼装，即最先拼标准块，最后拼封顶块；拼装完成后，应采取柔性隔离材料对PVC片材11进行保护，防止施工过程中因为机械或人员的施工对PVC片材11产生破坏；

步骤3，PVC片材焊接成环：PVC片材11焊接时，应根据各个盾构管片1之间的接缝情况进行适当调整搭接长度。焊接完成后，可参考《内衬PVC片材混凝土和钢筋混凝土排水管》(JC_T 2280-2014)有关要求进行检测PVC片材11质量。

其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.污水隧道管片结构，其特征在于：包括盾构管片(1)、锥型连接件(2)和插入式连接件(3)，所述盾构管片(1)侧面的上下端均有锥型连接件(2)，多个盾构管片(1)的纵缝通过锥型连接件(2)连接，多个盾构管片(1)的环缝通过插入式连接件(3)连接；

所述盾构管片(1)的纵缝和环缝均设置有止水结构(4)；

所述盾构管片(1)内壁预埋PVC片材(11)，所述PVC片材(11)上预留T型键(111)和/或菱型键(112)，相邻两个盾构管片(1)之间的PVC片材(11)通过热熔焊接成整体。

2.根据权利要求1所述的污水隧道管片结构，其特征在于：所述盾构管片(1)包括封顶块和标准块；所述封顶块靠近千斤顶侧的锥型连接件(2)为凸接头(21)，靠近管片侧的锥型连接件(2)为凹接头(22)；所述标准块靠近千斤顶侧的锥型连接件(2)为凹接头(22)，靠近管片侧的锥型连接件(2)为凸接头(21)；所述凸接头(21)与凹接头(22)匹配。

3.根据权利要求2所述的污水隧道管片结构，其特征在于：所述相邻两个盾构管片(1)之间的PVC片材(11)通过搭接焊接成整体，焊接面宽度不小于80mm，焊接宽度不小于50mm。

4.根据权利要求1所述的污水隧道管片结构，其特征在于：所述止水结构(4)为盾构管片(1)纵缝和环缝的预留槽内的遇水膨胀密封垫(41)。

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