CN220435781U - 一种老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及管道非开挖修复技术领域，具体涉及一种老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，包括老旧段PCCP、非修复段PCCP和接头组件，老旧段PCCP的内部套设有HDPE管；接头组件包括HDPE法兰、钢套筒和密封圈；HDPE法兰固定连接于HDPE管的端部；钢套筒包括小径段和大径段，小径段的一端设有钢法兰，小径段的另一端通过环形端板与大径段固定连接；大径段套设在非修复段PCCP的外部，非修复段PCCP的端部抵靠于环形端板；密封圈设置在大径段与非修复段PCCP之间，大径段、非修复段PCCP、密封圈与环形端板围成聚合物腔，聚合物腔内填充有聚合物；钢法兰与HDPE法兰通过螺栓组件固定连接。本实用新型保证了老旧段PCCP与非修复段PCCP连接位置的密封性和牢固性。
Description
技术领域
本实用新型涉及管道非开挖修复技术领域，具体涉及一种老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构。
背景技术
预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简写PCCP)是由混凝土管芯、预应力钢丝、砂浆保护层、钢筒组成的复合管材，充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。目前已广泛应用于长距离引调水及城市输配水干管、雨污水干管、火电站和核电站的供水管、工业供水及废水管线等方面。尽管PCCP耐久性、抗老化性能突出，但随着使用年限的增加、特别是在管道非满水运行工况下，混凝土的多孔结构，易吸收水分和空气、水和CO2与Ca(OH)2反应，生成CaCO3体积膨胀，产生膨胀裂缝，从而使外部水分渗透到管壁内部区域生成膨胀性的钙矾石和石膏，当达到一定程度后混凝土就会开裂、剥落，进而导致PCCP的失效。
传统对老旧PCCP修复方案是对失效管段整体更换，在市政领域对管道沿线整体开挖周期长、对地面交通干扰大、整体工程费用高，故此管道整体开挖更换的技术方案应用受到严重制约。
图1示出了管道非开挖修复技术，在PCCP整体非全面开挖状态下，仅在老旧段PCCP1两端挖出操作坑20，在一定的环境温度下将外径比老旧段PCCP1内径稍大的HDPE管3，通过管道内衬技术，经过多级的等径压缩装置21等径压缩后，暂时减少HDPE管3的外径，再由牵引机22将缩径后的HDPE管3拉入经过清理后的老旧段PCCP1内，经过24小时，带有记忆特点的HDPE管3外壁与老旧段PCCP1内壁紧紧地结合在一起，形成HDPE管3防腐性能与原PCCP的机械性能合二为一的一种“管中管”的复合结构，达到防腐修复的目的。管道非开挖修复技术可一次修复1～2km管道，管道修复后延长管道服役寿命20年以上，并且具有施工周期短、对地面交通干扰小、整体工程费用低的优点。
由于PCCP表面较为粗糙，并且可能存在一定程度的剥落缺损，因此，用该非开挖修复技术修复老旧PCCP时，如何保证老旧段PCCP与非修复段PCCP之间的密封性和牢固性，目前已成为工程技术工作者关注的焦点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，通过接头组件将HDPE管与非修复段PCCP连接，保证了老旧段PCCP与非修复段PCCP连接位置的密封性和牢固性。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，包括老旧段PCCP、非修复段PCCP和接头组件，所述老旧段PCCP的内部套设有HDPE管；所述接头组件包括HDPE法兰、钢套筒和密封圈；所述HDPE法兰固定连接于HDPE管的端部；所述钢套筒包括小径段和大径段，所述小径段的一端设有钢法兰，所述小径段的另一端通过环形端板与大径段固定连接；所述大径段套设在非修复段PCCP的外部，所述非修复段PCCP的端部抵靠于环形端板；所述密封圈设置在大径段与非修复段PCCP之间，所述大径段、非修复段PCCP、密封圈与环形端板围成聚合物腔，所述聚合物腔内填充有聚合物；所述钢法兰与HDPE法兰通过螺栓组件固定连接。
相对于现有技术，本实用新型老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构的有益效果为：本发明采用密封圈作为钢套筒与非修复段PCCP之间的第一道密封，并通过大径段、非修复段PCCP、密封圈与环形端板围成聚合物腔，再通过向聚合物腔内注入聚合物，利用聚合物良好的填充性能，充分填充非修复段PCCP表面的孔隙和凹坑，形成钢套筒与非修复段PCCP之间的第二道密封，保证了钢套筒与非修复段PCCP之间的密封性。而且，对于存在剥落缺损的非修复段PCCP，其外径无法与钢套筒匹配，通过聚合物能够完美的填充非修复段PCCP的剥落缺损位置，保证了钢套筒与非修复段PCCP连接的牢固性。
进一步的，所述大径段的内圆面固设有第一防脱凸起，所述非修复段PCCP的外圆面固设有第二防脱凸起，所述第一防脱凸起和第二防脱凸起均位于聚合物腔内。第一防脱凸起和第二防脱凸起能够增加大径段、非修复段PCCP与聚合物的连接牢固度，进一步防止钢套筒从非修复段PCCP上脱落。
优选的，所述第一防脱凸起呈环形并沿大径段的轴向间隔设置，所述第二防脱凸起呈环形并沿非修复段PCCP的轴向间隔设置。
优选的，所述第二防脱凸起的材质为光固化树脂。
优选的，所述第二防脱凸起为螺旋缠绕在非修复段PCCP上的纤维绳，所述第二防脱凸起通过树脂黏附固定于非修复段PCCP的外圆面。采用本技术方案，将纤维绳预浸树脂后缠绕在非修复段PCCP的外圆面上，施工简单方便。
进一步的，还包括延伸段，所述延伸段由环形端板向远离钢法兰的方向延伸，所述延伸段套设于非修复段PCCP的内部，所述非修复段PCCP与环形端板和延伸段的连接处设有水泥砂浆。采用本技术方案，延伸段起到定位作用，便于钢套筒的安装；环形端板、延伸段和非修复段PCCP之间形成L形的空隙，向聚合物腔注入聚合物前，在非修复段PCCP与环形端板和延伸段的连接处涂抹水泥砂浆，能够防止聚合物进入PCCP。
进一步的，所述大径段上设有与聚合物腔连通的注入通道和排气通道。注入通道用于聚合物的注入，排气通道用于聚合物注入过程中空气从聚合物腔排出。
进一步的，所述钢套筒的外部包覆有防腐层，所述防腐层与非修复段PCCP黏结固定，所述防腐层的材质为光固化树脂。光固化树脂材质的防腐层能够有效防止钢套筒被地下水腐蚀，并进一步增加钢套筒与非修复段PCCP连接的牢固性。
进一步的，所述HDPE法兰与钢法兰之间设有石墨绕丝垫片。石墨绕丝垫片能够增加HDPE法兰与钢法兰之间的密封性。
进一步的，所述HDPE法兰通过热熔焊固定连接于HDPE管的端部。
附图说明
图1为管道非开挖修复技术示意图。
图2为实施例1中老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构的示意图。
图3为图2中A部的局部放大图。
图4为实施例2中老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构的示意图。
其中：1-老旧段PCCP，2-非修复段PCCP，3-HDPE管，4-HDPE法兰，5-密封圈，6-小径段，7-大径段，8-钢法兰，9-环形端板，10-聚合物，11-螺栓组件，12-第一防脱凸起，13-第二防脱凸起，14-延伸段，15-水泥砂浆，16-注入通道，17-排气通道，18-防腐层，19-石墨绕丝垫片，20-操作坑，21-等径压缩装置，22-牵引机，23-牵引绳。
具体实施方式
以下实施例是对本实用新型的进一步说明，但本实用新型并不局限于此。
实施例1
图2、图3示出了本实用新型的实施例1。
本实施例中的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构用于管道非开挖修复技术对老旧预应力钢筒混凝土管的修复。
一种老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，包括老旧段PCCP1、非修复段PCCP2和接头组件。所述老旧段PCCP1的内部套设有HDPE管3，HDPE管3防腐性能与老旧段PCCP1的机械性能结合，达到防腐修复的目的。
所述接头组件包括HDPE法兰4、钢套筒和密封圈5。
所述HDPE法兰4通过热熔焊固定连接于HDPE管3的端部。
所述钢套筒包括小径段6、大径段7和延伸段14。所述小径段6的一端设有钢法兰8，所述小径段6的另一端通过环形端板9与大径段7固定连接。所述延伸段14由环形端板9向远离钢法兰8的方向延伸。
所述大径段7套设在非修复段PCCP2的外部，所述非修复段PCCP2的端部抵靠于环形端板9，所述延伸段14套设于非修复段PCCP2的内部。所述环形端板9起到轴向定位作用，延伸段起到径向定位作用，便于钢套筒安装在非修复段PCCP2的外部。
所述非修复段PCCP2与环形端板9和延伸段14的连接处设有水泥砂浆15。环形端板9、延伸段14和非修复段PCCP2之间形成L形的空隙，向聚合物腔注入聚合物10前，在非修复段PCCP2与环形端板9和延伸段14的连接处涂抹水泥砂浆15，能够防止聚合物10进入PCCP。
所述密封圈设置在大径段7与非修复段PCCP2之间，形成钢套筒与非修复段PCCP2之间的第一道密封。
所述大径段7、非修复段PCCP2、密封圈5与环形端板9围成聚合物腔，所述大径段7上设有与聚合物腔连通的注入通道16和排气通道17，注入通道16用于聚合物10的注入，排气通道17用于聚合物10注入过程中空气从聚合物腔排出。
所述大径段7的内圆面固设有第一防脱凸起12，所述非修复段PCCP2的外圆面固设有第二防脱凸起13，所述第一防脱凸起12和第二防脱凸起13均位于聚合物腔内。本实施例中，所述第一防脱凸起12呈环形并沿大径段7的轴向间隔设置，所述第一防脱凸起12通过机加工在大径段7的内圆面成型；所述第二防脱凸起13呈环形并沿非修复段PCCP2的轴向间隔设置，所述第二防脱凸起13的材质为光固化树脂。第一防脱凸起12和第二防脱凸起13能够增加大径段7、非修复段PCCP2与聚合物10的连接牢固度，进一步防止钢套筒从非修复段PCCP2上脱落。
所述聚合物腔内填充有聚合物10，聚合物10具有良好的填充性能，能够充分填充非修复段PCCP2表面的孔隙和凹坑，形成钢套筒与非修复段PCCP2之间的第二道密封，保证了钢套筒与非修复段PCCP2之间的密封性。而且，对于存在剥落缺损的非修复段PCCP2，其外径无法与钢套筒匹配，通过聚合物10能够完美的填充非修复段PCCP2的剥落缺损位置，保证了钢套筒与非修复段PCCP2连接的牢固性。
所述钢法兰8与HDPE法兰4通过螺栓组件11固定连接，所述HDPE法兰4与钢法兰8之间设有石墨绕丝垫片19。
所述钢套筒的外部包覆有防腐层18，所述防腐层18与非修复段PCCP2粘结固定，所述防腐层18的材质为光固化树脂。光固化树脂材质的防腐层18能够有效防止钢套筒被地下水腐蚀，并进一步增加钢套筒与非修复段PCCP2连接的牢固性。
实施例2
图3示出了本实用新型的实施例2，与实施例1不同之处在于，本实施例中的所述第二防脱凸起13为螺旋缠绕在非修复段PCCP2上的纤维绳，所述第二防脱凸起13通过树脂黏附固定于非修复段PCCP2的外圆面。将纤维绳预浸树脂后缠绕在非修复段PCCP2的外圆面上，相对于实施例1，施工更为简单方便。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，包括老旧段PCCP(1)和非修复段PCCP(2)，所述老旧段PCCP(1)的内部套设有HDPE管(3)，其特征在于，还包括接头组件，所述接头组件包括HDPE法兰(4)、钢套筒和密封圈(5)；所述HDPE法兰(4)固定连接于HDPE管(3)的端部；所述钢套筒包括小径段(6)和大径段(7)，所述小径段(6)的一端设有钢法兰(8)，所述小径段(6)的另一端通过环形端板(9)与大径段(7)固定连接；所述大径段(7)套设在非修复段PCCP(2)的外部，所述非修复段PCCP(2)的端部抵靠于环形端板(9)；所述密封圈设置在大径段(7)与非修复段PCCP(2)之间，所述大径段(7)、非修复段PCCP(2)、密封圈(5)与环形端板(9)围成聚合物腔，所述聚合物腔内填充有聚合物(10)；所述钢法兰(8)与HDPE法兰(4)通过螺栓组件(11)固定连接。
2.如权利要求1所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述大径段(7)的内圆面固设有第一防脱凸起(12)，所述非修复段PCCP(2)的外圆面固设有第二防脱凸起(13)，所述第一防脱凸起(12)和第二防脱凸起(13)均位于聚合物腔内。
3.如权利要求2所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述第一防脱凸起(12)呈环形并沿大径段(7)的轴向间隔设置，所述第二防脱凸起(13)呈环形并沿非修复段PCCP(2)的轴向间隔设置。
4.如权利要求2所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述第二防脱凸起(13)的材质为光固化树脂。
5.如权利要求2所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述第二防脱凸起(13)为螺旋缠绕在非修复段PCCP(2)上的纤维绳，所述第二防脱凸起(13)通过树脂黏附固定于非修复段PCCP(2)的外圆面。
6.如权利要求1所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，还包括延伸段(14)，所述延伸段(14)由环形端板(9)向远离钢法兰(8)的方向延伸，所述延伸段(14)套设于非修复段PCCP(2)的内部，所述非修复段PCCP(2)与环形端板(9)和延伸段(14)的连接处设有水泥砂浆(15)。
7.如权利要求1～6任一所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述大径段(7)上设有与聚合物腔连通的注入通道(16)和排气通道(17)。
8.如权利要求1～6任一所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述钢套筒的外部包覆有防腐层(18)，所述防腐层(18)与非修复段PCCP(2)黏结固定，所述防腐层(18)的材质为光固化树脂。
9.如权利要求1～6任一所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述HDPE法兰(4)与钢法兰(8)之间设有石墨绕丝垫片(19)。
10.如权利要求1～6任一所述的老旧预应力钢筒混凝土管非开挖修复连接结构，其特征在于，所述HDPE法兰(4)通过热熔焊固定连接于HDPE管(3)的端部。
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