CN2589774Y - 推进式预应力混凝土管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及混凝土管。使既可适用于推进式埋管，又可使施工更便捷、质量更好。推进式预应力混凝土管，其中包括：一管体，其一端设置有一插口端，另一端设置有一承口端，该插口端与承口端可相互套合，该管体由一外层管芯、铺设于管芯外侧的外管层，及一铺设于外层管芯内侧的内层管芯所组成；及预应力钢线，套设于外层管芯外侧面；及一衬套，设置于外层管芯内侧与该内层管芯之间；其特征是：前述外管层以高强度混凝土制成，且表面具有平滑表面及一缓冲垫圈，套合于该插口端外侧，且于前述管体组合时，夹合于该二段管体的端面之间。用于下水道等。

Description

推进式预应力混凝土管

技术领域

本实用新型涉及预应力混凝土管材，主要用于推进式施工埋设管道场合。

背景技术

一般，当无法采用明挖的方式来埋设管材时，必须要采用推进施工法来施作。推进施工法主要在管线开始推进的一端深掘一发进坑，而在适当的推进距离的另一端挖掘一到达坑。在发进坑中设置有液压推进机，使得管材从发进坑穿入土壤后，其末端从到达坑穿出，而使得发进坑与到达坑之间形成一个连续的管路。采用此种施工法在推进管材时，由于管材必须承受推进时管材与土壤的摩擦力，以及外测土壤施加于管壁的压力，因此管材的结构必须要能够承受相当大的径向与轴向的压力，且其外侧表面必须尽量地减少与土壤的摩擦，以减低推进所受的阻力。下水道用钢筋混凝土管即为最常被应用为该施工范围的重力下水道工程管材。

如图7-8所示，其主要构造包括：一管体1，在管体1的二端分别设置有一直径较小的衔接端2，二段管体1之间藉由一个铜制接头3与二个衔接端2套合的方式而衔接在一起。该二衔接端2的外侧分别设置有至少一个密封槽4，且于密封槽4中套入一个密封胶圈4a，藉由密封胶圈4a与钢制接头3的内侧面密合，而达到密封的作用。前述的管体1为目前推进施工法最常用的管体构造，但是此种推进式混凝土管实际使用上却存在许多缺点。首先：混凝土管的管体1藉由混凝土灌制而成，混凝土的特性为能够抵抗压力，但是却无法承受拉力的破坏，因此使得管体1在承受外界的压力时具有良好的抗压强度，但是来自于管体内部的压力却会对管体1的混凝土材质产生拉力的破坏，因此使得此种管体1无法承受太大的内压力，所以当推进管使用在压力管线时，仅当作外管使用，里面需再套入耐内压的工作管线，这种双重的工序不但增加施工的时间且增加成本。

另外此种混凝土管的管体1及衔接端2皆为以混凝土制成，因此当管体埋设的土壤产生位移，或者是管线受到震动时，管体1及衔接端2将会非常容易产生裂纹，而使得管线产生泄漏情形，因此使得此种混凝土管的密封性相当差。此种混凝土管及其他使用管材于曲线推进施工法中，由于管与管间存有角度的落差，一般需另外加装接头圈的方式，但由于常脱落及有漏水的虞，并非一适当的设计。为了改善上述缺点，工程界常采用的另一种钢衬预应力混凝土管，则为具有相当良好的抗内压，及良好密封性的管体。其构造如图9-10所示，其中包括一管体5，在管体5的一端设置有一插口端6，另一端设置有一承口端7，二段管体5之间籍由插口端6与承口端7相互套合而加以衔接。

如图10所示，该管体5由外层管芯5a及在外层管芯5a的外侧套合有预应力钢线5b，并铺设有一层以水泥砂浆构成的保护层5C，以防止预应力钢线5b受到腐蚀。而在外层管芯5a的内侧面设置有一钢衬筒5d，钢衬筒5d的内侧面再设置一混凝土层5e的内层管芯据以达到水密的作用。前述承口端7的内侧面设置有一钢制的承口钢环7a，而插口端6的外侧面设置有一插口钢环6a。该插口钢环6a的外侧还设置有2个密封槽6b，且于密封槽6b中套合密封胶圈6c，藉由密封胶圈6c与承口钢环7a相互密合，使得插口端6与承口端7套合时可以达到水密的状态。该承口钢环7a与插口钢环6a经由冷扩张加工而成，精密度高，使二者间可准确地套合。

该种预应力混凝土管采用混凝土与钢铁制品相互结合的构造，由于混凝土为偏碱性的状态，可使内部钢铁制品产生非活性的氧化铁层而不易锈蚀，因此可以使得管材的寿命长达75年以上。而且其管体具有良好结构强度。不仅可以抵抗相当程度的外压，更可以抵抗内部压力，有应用于压力管路的价值。同时该种预应力混凝土管因钢环与钢衬筒的结合具有良好水密性，管体强度良好，且管路接头间具有弹性变形的裕度，因此具有良好的抗震性，并能够承受松软土质所造成管线偏移的变形。再加上管线衔接工作方便，使管路的施工、安装、维护更加简易。

该种钢衬预应力混凝土管虽然具有上述优点，但是其构造的特性却使其仅适合用于明挖式的施工法，而不适合用于推进式施工法，其主要原因如下：

1、因为外侧的保护层5c以水泥砂浆构成，其表面却是粗糙，而会与土壤产生极大摩擦力，而造成推进阻力。

2、保护层5c在推进过程中，容易产生剥离情形，而使得管体结构受到破坏。

由于以上原因，使得推进式施工法使用的混凝土管材在使用上仍存有相当多缺点。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种适用于推进式施工法，且兼具有良好的抗压强度(内压与外压)，而能够应用于压力管线的推进式预应力混凝土管改良结构。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有良好水密性与抗震性的推进式预应力混凝土管改良结构并能于接头衔接后立即试水，确定无渗漏后再行推进施工，另由于其接头密封槽之间的凸缘设计容许小角度旋转的特性来配合并达成一次式内压管道曲线推进。

本实用新型的目的是这样实现的：推进式预应力混凝土管，其中包括：一管体，其一端设置有一插口端，另一端设置有一承口端，该插口端与承口端可相互套合，因此使得该管体可以藉由该插口端与另一管体的承口端相互套合而组装在一起；该管体由一外层管芯、铺设于管芯外侧的外管层，及一铺设于外层管芯内侧的内层管芯所组成；及预应力钢线，套设于外层管芯外侧面；及一衬套，设置于外层管芯内侧与该内层管芯之间；其特征是：前述外管层以高强度混凝土制成，且表面具有平滑表面；及一缓冲垫圈，套合于该插口端外侧，且于前述管体组合时，夹合于该二段管体的端面之间，藉以缓冲推进施工时，该二段相互组合的管体，其端面之间的轴向压力。其中该管体于该外管层外侧的二端分别设置一加强套管，以提高该管体二端部份承受轴向推力的强度。其中该插口端相邻的密封槽间设置有一试水接头。其中该管体可于该外层管芯、外管层、内层管芯三者的内部铺设轴向的加强钢筋。其中该管体于该外层管芯、外管层、内层管芯三者的内部铺设轴向的加强钢筋。其中该外管层的外侧面可另行包覆一钢板制成的外套管，藉以提高该外管层的强度。其中该外套管可作为外管层灌浆用铸模且与外管层形成一体。其中该承口端内侧设置有一环状的承口钢环；该插口端外侧设置有一直径略小于该承口钢环内的插口钢环；该插口钢环外侧设置有环状的密封槽，且于该密封槽内部套设环状的密封胶圈；该插口钢环可插入于该承口钢环内部，且藉由前述密封胶圈与该承口钢环的内侧面密合接触，而使得该插口端与承口端套合在一起，并形成水密状态。其中该插口钢环的前端设置有突出的凸部，该凸部的外径大于该插口钢环的直部外径，且小于该承口钢环的内径；前述密封槽设置于该凸部上，插口端与承口端彼此有小角度偏斜。

附图说明

图1为实用新型的外观侧视图；

图2为本实用新型的实施例一组合剖视图；

图3为本实用新型的实施例二组合剖视图

图4为本实用新型的实施例三组合剖视图；

图5为本实用新型的实施例四组合剖视图；

图6为本实用新型的实施例四管接头处于二段管线略有偏角放大图；

图7为现有推进式混凝土管的外观侧视图；

图8为现有推进式混凝土管的组合剖视图；

图9为现有钢衬式混凝土管的外观侧视图；

图10为现有钢衬式混凝土管的组合剖视图。

具体实施方式

如图1所示，推进式预应力混凝土管主要包括：一管体10，管体的一端设置有一插口端20，另一端设置有一承口端30，二段管体10间可以藉由插口端20与承口端30相互套接，而达到相互衔接的目的。因此采用推进法施工时，当第一段的管体10推进完成后，只要将第二段管体10的插口端20对准插入第一段管体的承口端30，然后再将第二段的管体10推进，便可以使得二段的管体10连接为一条整体的管线。

如图2所示，其中管体10包括：一外层管芯11，以高强度混凝土构成；及一外管层12，包覆于该外层管芯11的外侧，构成该管体10的外侧表面；及一内层管芯13，设置于外层管芯11的内侧表面，该内层管芯13亦以高强度混凝土构成，用以使得该管体10形成水密状态。

前述外层管芯11的外侧面设置有若干预力钢线14，且于该外层管芯11与内层管芯13之间夹设有一钢制的衬筒15用以加强该管体10的强度。该管体10藉由该预应力钢线14与钢衬筒15的加强作用，使其不仅可以承受外侧的压力，而且可以抵抗内压，因此使得该管体10可以作为压力管线的管材。

该管体不同于现用的钢衬预应力混凝土管的特点之一，为该外管层12以高强度混凝土构成，而且其外侧为光滑平整的表面，因此使得该管体10在推进施工时，可降低其外侧表面的阻力。同时该外管层12的外径设计成与习用的推进式混凝土管相同的直径，以使得该管体10可以采用与习用的推进式混凝土管相同的施工机械进行施工。

该管体10的二端分别设置有一插口端20及一承口端30。如图2所示，该插口端20以该管体10的内层管芯13向外延伸而成，而该承口端30将该管体10的内层管芯13向内缩入，而形成一个恰好可供插口端20套合的凹口。该插口端20的外侧设置有一插口钢环21，于该插口钢环21的外侧设置有若干个密封槽22，用以供若干个密封胶圈23套合于其中；而该承口端30的内侧面设置有一承口钢环31，该承口钢环31可以供该插口钢环21插入其中，且可与该若干密封胶圈23密合，而使得该承口端30与插口端20套合后形成水密状态。

另于该插口端20相邻的密封槽间设置有一测试孔24，该测试孔可以于与压力测试设备的试压管路连接，用以于接头组合完成后，立刻测试是否密合良好，以避免整段管线组装完成后才发现接头泄漏，而必须要重新施工的情形发生。

为因应该管体10在推进施工时，管路的接头部份承受轴向压力而产生破坏情形，于该管体10的二端部份的外侧分别设置有一加强套管40，用以提高该管体10二端的强度，以避免外管层12在承受轴向推力时，产生碎裂的情形。同时本实用新型更进一步设置有一缓冲垫圈50，该缓冲垫圈套合在插口端20的外侧，因此当承口端30与插口端套合时，该缓冲垫圈50可以被夹合在二段管体10的端面之间，因此当进行管线推进工作时，可以经由缓冲垫圈50的作用，使得二端管体端面受力均匀，避免应力集中而造成管体10的混凝土碎裂。

藉由上述元件的组合，可使管体10具有与习用的钢衬混凝土管相同的结构强度，且能够改善其无法承受内压、无法直接应用于压力管线，及抗震性不佳的缺点。本实用新型接合方式由插口端20与承口端30直接套合，藉此达到快速组合的目的。同时藉由改变外管层12的构造，使其具有光滑表面，减少推进阻力。此外，插口端与承口端藉由缓冲垫圈50与加强套管40的缓冲与加强作用，可以使得管体10在管线推进时，其接头部份不至于产生碎裂破坏的情形。因此使得本实用新型可以具有习用的钢衬预力混凝土管优点，并且又能够适用于推进式施工法的用途。

如图3所示，主要改进之处，可以视需要于前述外层管芯11、外管层12或是内层管芯13的内部设置有轴向及径向的加强钢筋16，用以加强该外层管芯11、外管层12或是内层管芯13的强度，而使得外层管芯11、外管层12或是内层管芯13的混凝土具有更佳的径向抗拉及抗弯矩的强度，而能够更加确保管体10的混凝土在推进施工时的整体强度，或是承受剧烈震动，或者是因地质变化而产生管线偏移时，不会产生碎裂的情形。

如图4所示，其主要特点为该管体10在灌注外管层12的混凝土时，藉由一钢板制作成的圆筒状的铸模灌浆，而形成该外管层12。而该铸模在灌浆完成后，可继续保留于外管层12的外侧面，而不加以拆卸，因此形成一个套合在外管层12外侧的外套管60。藉由该外套管60的作用，进一步地提高管体10的强度，更可降低管线推进的阻力，以避免外管层12在推进时产生混凝土剥离的情形。

如图5所示，其中插口端20的插口钢环21的外侧设置一突出的凸部25，该凸部25的外径略大于插口钢管21的直部外径，而且其尺寸恰可插入于承口钢环31的内侧。该凸部25之上设置有若干个密封槽26，且于该密封槽26中分别套设有密封胶圈27，该密封胶圈27可以与承口钢环31的内侧面密合，而形成水密状态。

如图6所示，其插口钢环的凸部25的外径突出于插口钢环21的外侧，并保留插口钢环21与承口钢环31之间具有一间隙，使得插口钢环21与承口钢环31之间保持有可偏移的活动空间，而且该密封胶圈27可以在插口钢环21与承口钢环31的中心轴线略有偏移时，仍然保持与承口钢环31密合，因此使得二段管体10之间若是略微偏移一角度时，该插口端20与承口端30仍然可以保持密合。因此当欲埋设的管线必须以曲线路径推进时，便可以使用，以达到各管体10间可以在管线中心轴线略微偏斜的状态下仍然能够保持接头的密合，而可不需要另外在两管间加额外的接头圈，而可直接利用两管的接头偏移特性，就能达到一次式内压管道曲线推进。总之，本实用新型有如下技术优点：

1、以现有钢衬预力混凝土管的管体结构为基础，将外层水泥砂浆保护层改为灌注混凝土，外表平整。

2、灌注混凝土厚度加厚，使与现有的推进钢筋混凝土管厚度相同，如此可增加强度且外径统一。

3、必要时外层灌注混凝土外层管芯内可加钢筋补强，以提高强度，确保推进时不会有剥离现象及加强管体的结构强度。

4、外层灌注混凝土也可视情况使用1.5mm钢板作为灌模用，使用完后1.5mm钢板可保留作为管体的一部分。如此强度更强、不会剥离、推进阻力更小。

5、管体的二端部份的外侧分别设置有一加强套管，用以提高该管体二端的强度，以避免外管层在承受轴向推力时，产生碎裂的情形。

6、承、插口钢环间设缓冲垫片，以保护、缓冲及均布管间的推力，避免管线推进时所受压力不均的情形发生。

7、配合曲线推进工法，两管间的接头可容许小角度旋转，即利用管体本身的特性直接达成曲线推进的目的。

Claims (9)

1、推进式预应力混凝土管，其中包括：一管体，其一端设置有一插口端，另一端设置有一承口端，该插口端与承口端可相互套合，因此使得该管体可以藉由该插口端与另一管体的承口端相互套合而组装在一起；该管体由一外层管芯、铺设于管芯外侧的外管层，及一铺设于外层管芯内侧的内层管芯所组成；及预应力钢线，套设于外层管芯外侧面；及一衬套，设置于外层管芯内侧与该内层管芯之间；其特征是：前述外管层以高强度混凝土制成，且表面具有平滑表面；及一缓冲垫圈，套合于该插口端外侧，且于前述管体组合时，夹合于该二段管体的端面之间。

2、如权利要求1所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该管体于该外管层外侧的二端分别设置一加强套管。

3、如权利要求1所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该插口端相邻的密封槽间设置有一试水接头。

4、如权利要求1所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该管体可于该外层管芯、外管层、内层管芯三者的内部铺设轴向的加强钢筋。

5、如权利要求1所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该管体于该外层管芯、外管层、内层管芯三者的内部铺设轴向的加强钢筋。

6、如权利要求1所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该外管层的外侧面可另行包覆一钢板制成的外套管。

7、如权利要求6所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该外套管与外管层形成一体。

8、如权利要求1所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该承口端内侧设置有一环状的承口钢环；该插口端外侧设置有一直径略小于该承口钢环内的插口钢环；该插口钢环外侧设置有环状的密封槽，且于该密封槽内部套设环状的密封胶圈；该插口钢环可插入于该承口钢环内部，且藉由前述密封胶圈与该承口钢环的内侧面密合接触。

9、如权利要求1所述的推进式预应力混凝土管，其特征是：其中该插口钢环的前端设置有突出的凸部，该凸部的外径大于该插口钢环的直部外径，且小于该承口钢环的内径；前述密封槽设置于该凸部上，插口端与承口端彼此有小角度偏斜。

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