CN210179083U - 一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管。主要解决顶管顶进过程中发生橡胶圈翻转或其它原因引起的橡胶圈失效则接口处即会出现渗漏等技术问题。本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，包括管体、套环及密封件，管体的管壁由内至外为防渗层、内结构层、树脂砂浆层、外结构层、外保护层。套环一端与管体通过浇铸成为一体结构，另一端外沿伸出，构成接口承口端；管体另一端开有两道密封槽，密封槽内安装有楔形橡胶圈，两道密封槽之间有试压孔，构成接口插口端。

Description

一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管

技术领域

本实用新型涉及地下管路施工顶管，具体涉及一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管。

背景技术

非开挖技术是指利用非开挖设备在最小面积的条件下铺设、更新或修复各种地下管道的施工方法，与传统的开槽施工法相比，非开挖技术具有不影响交通、不破坏环境、施工速度快、工程造价综合成本低、社会效益显著、不影响市民生活等优点。

作为非开挖技术领域的一种，顶管施工是继盾构施工之后面发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖成层并能够穿越公路、铁路、河流、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，随着我国经济的发展和人们环保意识的增强，顶管作为一种常规的施工方法被普遍使用。

顶管的管材按材料来分，通常可分为钢筋混凝土管、钢管、铸铁管其它新型管材。作为新型管材之一的聚酯混凝土管（Resinforced Plastic Concrete Pipe）是由不饱和聚酯树脂及混合砂、硬化剂等材料通过特定工艺方法制成的管道，其特点是轻质高强，轴向抗压强度可达到传统钢筋混凝土的一倍以上，在欧美等国家得到了较为普遍的应用；我国的聚酯混凝土管应用时间较晚但发展较快，尤其是台湾地区更是将其作为替代传统钢筋混凝土管的首选管材，在城市排水、污水处理等领域发挥着越来越重要的作用。

玻璃纤维增强聚酯混凝土管是以石英粒料与不饱和聚酯树脂混合料、玻璃纤维为主要原料，按缠绕/振动成型方法制成的管道。相比与传统的钢筋混凝土顶管和玻璃钢夹砂顶管，玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管具有更好的机械和物理性能，由于管壁薄且表面光滑，大大减小了顶力从而降低了施工费用、加快了施工周期。

目前市场上的玻璃纤维增强聚酯混凝土管最为普遍的采用的是双插口管较多，双插口管又称“T”型套环管，即在管道两端开设有单道密封槽，通过中间套环将其连接密封。该管道的缺点是由于管道两端与套环均为开放式连接，存在两条渗漏通道，密封效果通过槽内橡胶圈压缩加以保证，一旦在顶管顶进过程中发生橡胶圈翻转或其它原因引起的橡胶圈失效则接口处即会出现渗漏，同时单个接口处的密封效果无法通过后期措施加以验证；另外在顶管顶进过程中，由于套环与管身连接处易张口导致泥砂进入轻则引起密封失效，重则发生套环撕裂情况。

发明内容

本实用新型目的在于提供了一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，主要解决顶管顶进过程中发生橡胶圈翻转或其它原因引起的橡胶圈失效则接口处即会出现渗漏等技术问题。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，包括管体、套环及密封件，管体的管壁由内至外为防渗层、内结构层、树脂砂浆层、外结构层、外保护层。套环一端与管体通过浇铸成为一体结构，另一端外沿伸出，构成接口承口端；管体另一端开有两道密封槽，密封槽内安装有楔形橡胶圈，两道密封槽之间有试压孔，构成接口插口端。

接口承口端与管身连为一体的玻璃钢套环内侧预制有环向一圈的玻璃钢止推环，用以进一步增强玻璃钢套环与管接口处的连接，防止其轴向窜动。

在止推环内侧（靠近管身侧）沿圆周方向安装一道遇水膨胀止水条。

玻璃钢套环内没有止推环时，玻璃钢套环内侧为粗糙面或预涂环氧树脂层，以进一步增加套环与管体之间的粘合力。

止推环靠止水条侧设一道圆周方向整圈定位块。在聚酯混凝土管体上设有至少1-3个注浆孔；注浆孔与聚酯混凝土管体内部连通。

插口端面处有导角以方便顶进过程中管道的插入，导角角度为15－18°。

接口承口端粘接有木垫圈，木垫圈优选层压板，厚度8－18mm不等。

本实用新型的有益效果是：本实用新型由于管壁五层结构，具有更强的防渗能力，接口承口端与管身连为一体的玻璃钢套环内侧预制有环向一圈的玻璃钢止推环，用以进一步增强玻璃钢套环与管接口处的连接，防止其轴向窜动。在止推环内侧（靠近管身侧）沿圆周方向安装一道遇水膨胀止水条。玻璃钢套环内没有止推环时，玻璃钢套环内侧为粗糙面或预涂环氧树脂层，以进一步增加套环与管体之间的粘合力。插口端面处有导角以方便顶进过程中管道的插入。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型实施例1接口示意图。

图3为本实用新型实施例2接口示意图。

图4为本实用新型管壁结构示意图。

图5为本实用新型带定位块的套环示意图。

图6为本实用新型承口端示意图。

图7为本实用新型插口端示意图。

图8为本实用新型注浆孔截面示意图。

图9为本实用新型注浆孔布置示意图。

图10为本实用新型模具基座示意图。

图11为本实用新型承口端装配制作示意图。

图中：1- 管体；2- 楔形橡胶圈；3-套环；4- 止推环；5- 遇水膨胀止水条；6- 试压孔；7- 木垫圈；8- 防渗层；9- 内结构层；10- 树脂砂浆层；11- 外结构层；12- 外保护层；13- 玻璃钢缓冲层；14- 定位块；15- 密封槽；16- 导角；17- 试压铜螺栓；18- 注浆孔；19-堵头；20- 树脂腻子；21- 玻璃纤维增强布；22- 模具基座；23-卡盘；24- 外模；25- 内模。

具体实施方式

实施例1，参照图1、2、4、5、6、7、8、9、10、11，一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，由管体1、套环3及密封件组成，如图4，管体的管壁由内至外为防渗层8、内结构层9、树脂砂浆层10、外结构层11、外保护层12。其防渗层8、内结构层9、外结构层11及外保护层12通过缠绕、喷射或手糊等方法制成，树脂砂浆层10通过振动成型方法制成。套环3为玻璃钢件，套环3一端与管体1通过浇铸成为一体结构，另一端外沿伸出，构成接口承口端；管体1另一端开有两道密封槽15，密封槽内安装有楔形橡胶圈2，两道密封槽之间有试压孔6，构成接口插口端。

玻璃钢套环3厚度根据管材口径设计为5－10mm不等，宽度为220-320mm，通过缠绕方式获得，其初始环向拉伸强度不低于200Mpa，初始轴向拉伸强度不低于100Mpa。

接口承口端与管身连为一体的玻璃钢套环内侧预制有环向一圈的玻璃钢止推环4，用以进一步增强玻璃钢套环与管接口处的连接，防止其轴向窜动。玻璃钢止推4环宽度为15－20mm，厚度为6－12mm，止推环4通过树脂基粘接剂与套环3固定，亦可通过手糊方法制作而成。

在止推环4内侧（靠近管身侧）沿圆周方向安装一道遇水膨胀止水条5，遇水膨胀止水条5宽度为8－10mm，厚度为3－5mm。遇水膨胀止水条5通过粘接剂与套环3粘接在一起。

如图5，在止推环靠遇水膨胀止水条5侧制作一道圆周方向整圈定位块14，其作用时安装止水条时直接卡入定位块与套环之间的间隙之中，增加了遇水膨胀止水条5安装的可靠性。

如图10，管道制作模具由外模24、内模25及模具基座22组成。管道制作过程如下：

将玻璃钢套环3套入特定的模具基座22中，外侧通过卡盘23固定；套环的一端紧贴外模，在模具基座22上涂抹脱模腊，通过手糊方法制作管道端面玻璃钢缓冲层13，玻璃钢缓冲层13由3－4层浸润树脂的450g/m2短切毡制铺设而成，树脂含量控制在50%-60%，玻璃钢缓冲层13与玻璃钢套筒连为一体，其作用之一在于防渗，作用之二在于防止顶管在施工过程中受力使得内外防护层与内外防护层之间的聚酯混凝土层分层，起到缓冲作用。制作管道时将预先制作好的防渗层8、内结构层9套入内模25，外结构层11与外保护层12贴靠在外模24内壁，外模24与内模25之间形成自然空腔。将预先搅拌好的树脂砂浆注入自然空腔内，并振动形成树脂砂浆层10。

管道振动完成后，将内模、外模、模具基座组件及内模与外模之间形成的管道整体置烘箱内加热固化，烘箱温度控制在70-80℃,根据管道管径不同，加热固化时间控制在2－5小时不等。

管道在固化完成后进行脱模，先移除外模、再移除模具基座卡盘、将管道抽出，此时玻璃钢套环3与管体1已经连为一体。

将管道置于专用修整机上，在不带玻璃钢套环一端修两道密封槽15，密封槽内安装有楔形橡胶圈2构成接口插口端。密封槽内楔形橡胶圈优选为遇水膨胀橡胶圈，遇水膨胀橡胶圈膨胀分辨率为220%－300%，亦可采用天然橡胶、三元乙丙、氯丁橡胶等。楔形橡胶圈2粘接于密封槽15内。楔形橡胶圈2与密封槽15的尺寸根据管径及压力等级采取不同的设计方案。出厂之前将楔形橡胶圈粘接在密封槽内，两道密封槽15之间开设有试压孔6，试压孔6直径为10－12mm，试压孔6内安装有沉头铜螺栓17，沉头铜螺栓17内部中空，空腔朝管道内部有内螺纹，试压时将试压管路接于内螺纹处泵水试压，完成后用外丝铜制堵头实施封堵。

在顶管施工过程中，为了降低管体与土层之间的摩擦阻力，在聚酯混凝土管体上设有至少一个注浆孔18；注浆孔18与聚酯混凝土管体内部连通。通过注浆孔18向管道外喷入触变泥浆，使得地下层土质稀释润滑，方便管道顶进。如图9，本实施例中设有三个注浆孔18，三个注浆孔18沿聚酯混凝土管体一周均布，彼此间隔120°圆周角。多方位均匀注浆，润滑和稀释效果较佳。如图8，注浆孔18设置有内螺纹，注浆完成后用不锈钢堵头19将注浆孔封堵，再填充树脂腻子20，封装玻璃纤维增强布21。

插口端面处有导角16以方便顶进过程中管道的插入，导角16角度为15－18°。

承口端面处粘接有木垫圈7，木垫圈7优选层压板，厚度8－18mm不等。

基于插口处两道楔形橡胶圈2为遇水膨胀橡胶圈特性，在顶管顶通后试压时可通过试压孔预先向密封槽15内注水，封闭试压孔6经2－3天，楔形橡胶圈膨胀后再行试压。

一旦试压时发现接口处有渗水现象可通过试压孔往密封槽15内注入聚氨酯发泡材料实施后期补救性封堵。

实施例2，参照图3，玻璃钢套环内没有止推环，在振动灌浆之前将套筒内部打磨形成粗糙面或在玻璃钢套环内侧预涂一层环氧树脂，以进一步增加套环与管体之间的粘合力。其余同实施例1。

Claims (10)

1.一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：管道包括管体、套环及密封件，管体的管壁由内至外为防渗层、内结构层、树脂砂浆层、外结构层、外保护层，套环一端与管体通过浇铸成为一体结构，另一端外沿伸出，构成接口承口端；管体另一端开有两道密封槽，密封槽内安装有楔形橡胶圈，两道密封槽之间有试压孔，构成接口插口端。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：套环内侧预制有环向一圈的止推环。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：套环内侧为粗糙面或预涂环氧树脂层。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：套环内粘接有一道遇水膨胀止水条。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：试压孔内安装有试压铜螺栓。

6.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：接口承口端端面设有玻璃钢缓冲层。

7.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：接口承口端粘接有木垫圈。

8.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：在接口插口端开设1-3个注浆孔。

9.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：注浆孔为3个时，所述注浆孔沿管身圆周方向120度方向三点均布。

10.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维增强聚酯混凝土顶管，其特征在于：接口插口端有导角，导角角度为15－18°。

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