專利名稱：玻璃鋼夾砂頂管及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種市政管道工程用頂管以及這種頂管的制作方法，尤其是一種施工方便、頂進(jìn)效率高并且成本較低的玻璃鋼夾砂頂管以及制作方法。
在市政管道鋪設(shè)工程中，現(xiàn)在一般有兩種方式一種是開(kāi)敞式大開(kāi)挖方式，即可將地面全面挖開(kāi)，把管子相互套設(shè)連接放置下去，再?gòu)男落伾夏嗤撂钇郊纯?，這種方式需要的管子是預(yù)制好的，連接和鋪設(shè)不承受壓力或頂力的限制，施工較為簡(jiǎn)單方便；另一種方式是當(dāng)受到具體環(huán)境的限制，諸如建筑物等，而不能夠采用大開(kāi)挖方式鋪設(shè)管道，只能預(yù)挖工作坑，在工作坑作業(yè)時(shí)，將管子一段一段在地下一定的深度位置向前頂進(jìn)穿過(guò)，這種作業(yè)環(huán)境需要管子的端部設(shè)有頂管部分，管子之間的連接通過(guò)頂管密封連接?，F(xiàn)有的頂管無(wú)論是采用離心澆注方式生產(chǎn)的，還是采用連續(xù)纏繞方式制造的環(huán)向纖維繞制頂管，均存在頂管本身存在管徑小、柔韌性差、強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，并且頂管端部密封連接結(jié)構(gòu)不合理，出現(xiàn)滲漏，且施工難度大、土方量大、頂進(jìn)效率低等缺點(diǎn)，另外現(xiàn)有頂管不易糾偏的缺點(diǎn)時(shí)有引起頂管工程段報(bào)廢的事故?，F(xiàn)有的頂管制作的方法一般有連續(xù)纏繞式和離心澆注式兩種。其中連續(xù)纏繞式是將較長(zhǎng)的纖維沿一方向不斷地連續(xù)纏繞，制作頂管，這樣制作的頂管環(huán)向強(qiáng)度高，但是軸向強(qiáng)度差，因此容易折斷；而離心澆注式是將短的纖維打散，利用離心設(shè)備產(chǎn)生離心力，在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)形成頂管，這種頂管具有高剛度、低強(qiáng)度的特點(diǎn)，而且柔韌性差，容易脆裂，并且對(duì)設(shè)備的要求高，因此制作成本較高，而且頂管的口徑難以做的較大，不能滿足使用的要求。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種玻璃鋼夾砂頂管，它具有施工方便、頂進(jìn)效率高，成本較低的特點(diǎn)，并且管徑較大、柔韌性好、強(qiáng)度高，更適于非大開(kāi)挖作業(yè)環(huán)境的管道鋪設(shè)施工。
本發(fā)明的另一目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種玻璃鋼夾砂頂管的制作方法，它不僅采用交叉纏繞式方法，而且頂管本身由多種不同性能的材料構(gòu)成，使頂管具有較高的強(qiáng)度，可制作較大口徑的頂管。
一種玻璃鋼夾砂頂管，它由管頭、管身以及管尾組成，管頭和管尾管徑一致，管尾連接部設(shè)有密封用套環(huán)，管頭、管尾通過(guò)套環(huán)連接。其中所述的管頭、管身以及管尾采用樹(shù)脂基體，管身設(shè)有兩維以上方向繞制的纖維層以及石英夾砂層，管頭和管尾設(shè)有為兩維以上方向繞制的纖維層，所述的套環(huán)緊密設(shè)置在管頭或管尾外壁的凹臺(tái)內(nèi)。
所述的管尾外壁端部、外套環(huán)下開(kāi)設(shè)凹道，凹道內(nèi)套設(shè)密封橡膠環(huán)。
所述的管尾和管頭外壁上外、套環(huán)下設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)分別設(shè)置密封橡膠環(huán)帶。
所述的管尾和管頭內(nèi)壁設(shè)有凹槽，內(nèi)套環(huán)設(shè)置在內(nèi)壁凹槽內(nèi)。
一種玻璃鋼夾砂頂管的制作方法，它包括以下步驟a、采用表面氈、針織氈以及內(nèi)襯樹(shù)脂作為管壁內(nèi)襯，管體纏繞玻璃纖維層；b、在管身部位纏繞玻璃纖維層時(shí)，設(shè)置石英夾砂夾層；c、管頭、管尾的接頭部分纏繞短切玻璃纖維鋪設(shè)層；d、對(duì)管體進(jìn)行固化、切削、脫模處理，e、對(duì)管頭、管尾進(jìn)行修整二次加工，f、在管頭套設(shè)鋼套環(huán)或密封橡膠圈，管尾根據(jù)需要套設(shè)鋼套環(huán)。
管身的纏繞玻璃纖維層纏繞方式為螺旋纏繞和環(huán)向纏繞的往復(fù)交叉纏繞方式。
管頭、管尾的接頭部分還可往復(fù)交叉纏繞加入玻璃纖維紡織物層。
根據(jù)上述技術(shù)方案分析可知，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、頂管的管頭、管尾采用不同的材料、結(jié)構(gòu)，不僅大大提供了頂管的柔韌性和強(qiáng)度，成本較低，而且管道長(zhǎng)，接口少。
2、頂管外表面光滑，因此施工方便，頂進(jìn)效率高；頂管內(nèi)壁光滑，粗糙系數(shù)小，在輸送同等流量的前提下，可比混凝土或鋼頂管的管徑小。
3、整個(gè)頂管重量輕，頂進(jìn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生向下偏頭事故，即使出現(xiàn)其他方向偏移時(shí)，也容易糾正，并且省去了吊裝起動(dòng)設(shè)備，施工占地面積小。
4、耐腐蝕，使用壽命長(zhǎng)。
5、端部連接結(jié)構(gòu)合理，管道安裝方便，密封性好。
6、管身、管頭以及管尾采用不同的制造工藝和結(jié)構(gòu)，提高了頂管的剛度，較好地解決了管道連接的密封問(wèn)題。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)剖面圖；圖2為本發(fā)明端部連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例之一；圖3為本發(fā)明端部連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例之二；圖4為本發(fā)明端部連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例之三；圖5為本發(fā)明端部連接結(jié)構(gòu)實(shí)施例之四；圖6為本發(fā)明方法流程圖。
參見(jiàn)圖1、2、3，本發(fā)明為為一種玻璃鋼夾砂頂管，它由管頭1、管身2以及管尾3組成，管頭1和管尾2管徑一致，管尾3連接部設(shè)有密封用套環(huán)4，管頭1、管尾3通過(guò)套環(huán)4連接。管頭1、管身2以及管尾3采用樹(shù)脂基體，管身2設(shè)有兩維以上方向往復(fù)交叉繞制的纖維層21、22以及石英夾砂層23，管1頭和管尾3設(shè)有為兩維以上方向往復(fù)交叉繞制的纖維層11、12以及31、32。
如圖2所示，本發(fā)明管頭1和管尾3管徑一致，本發(fā)明頂管的一段一段連接是通過(guò)套環(huán)4將管頭1和管尾3連接一起的，套環(huán)4可為外套環(huán)或內(nèi)套環(huán)。在本實(shí)施例中，外套環(huán)4緊密設(shè)置在管頭1或管尾3外壁的凹臺(tái)13、33內(nèi)。為進(jìn)一步提高密封效果，在管尾3外壁端部、外套環(huán)4下開(kāi)設(shè)凹道34，凹道34內(nèi)套設(shè)密封橡膠環(huán)6。當(dāng)將前一段管尾3帶有外套環(huán)4的頂管頂進(jìn)后，在將后一段頂管頂進(jìn)，后頂管的管頭1套入外套環(huán)4內(nèi)，并頂持密封橡膠環(huán)5端部，因此較好地提高了管道連接的密封性能。
如圖3所示，為本發(fā)明一較佳實(shí)施例。同樣根據(jù)實(shí)際不同的密封要求，可在管尾3和管頭1外壁上、外套環(huán)4下設(shè)有凹槽35、14，在于凹槽14、35內(nèi)分別設(shè)置密封橡膠環(huán)帶6、6′。
對(duì)于管徑較小的管道，管頭1和管尾3的密封連接可采用內(nèi)套環(huán)7結(jié)構(gòu)，如圖4所示。另外，參見(jiàn)圖5，也可管尾3和管頭1內(nèi)壁設(shè)有凹槽36、15，內(nèi)套環(huán)7設(shè)置在內(nèi)壁凹槽36、15內(nèi)，而使整個(gè)管道內(nèi)壁光滑，減少阻力。
如圖6所示，本發(fā)明為一種玻璃鋼夾砂頂管的制作方法，它包括以下步驟1、采用表面氈、針織氈以及內(nèi)襯樹(shù)脂作為管壁內(nèi)襯，管體纏繞玻璃纖維層。管身的纏繞玻璃纖維層纏繞方式為螺旋纏繞和環(huán)向纏繞的往復(fù)交叉纏繞方式。
2、在管身部位纏繞玻璃纖維層的同時(shí)，設(shè)置石英夾砂夾層，從而使管身具有了很高的管強(qiáng)度。
3、由于在頂部必須承受較大的、相對(duì)集中的頂力，必須加強(qiáng)管頭和管尾的強(qiáng)度。對(duì)于管頭、管尾的接頭部分除采用管身所用的組分材料和纏繞方式外，還采用了不同于管身材質(zhì)的其他類型的玻璃纖維，提高局部的強(qiáng)度和柔韌性，在管頭、管尾往復(fù)交叉纏繞加入玻璃纖維紡織物層和短切玻璃纖維鋪設(shè)層，保證了管接頭部位的抗壓強(qiáng)度和更高的剛度。
4、對(duì)管體進(jìn)行固化、切削、脫模處理。
5、對(duì)管頭、管尾進(jìn)行修整二次加工，在管頭套設(shè)鋼套環(huán)或密封橡膠圈，管尾根據(jù)需要套設(shè)鋼套環(huán)。另外根據(jù)需要，或不同的實(shí)施例可再進(jìn)行一些防腐蝕等處理。
利用上述方法制作的頂管，無(wú)論是彈性模量還是拉伸模量，其機(jī)械性能都高于現(xiàn)有的其他制作方法生產(chǎn)的頂管。詳細(xì)數(shù)據(jù)如下表
在同等管徑下，本發(fā)明的頂管僅為預(yù)應(yīng)力混凝土管的1/15-1/10，因此考慮同等流量時(shí)，可采用比混凝土管小1-3個(gè)等級(jí)直徑的頂管，而且重量更輕。所以，本發(fā)明的頂管施工難度、土方量小，頂進(jìn)效率高，而且容易糾偏，一次頂進(jìn)長(zhǎng)度長(zhǎng)，耐腐蝕性能好。
權(quán)利要求
1.一種玻璃鋼夾砂頂管，它由管頭、管身以及管尾組成，管頭和管尾管徑一致，管尾連接部設(shè)有密封用套環(huán)，管頭、管尾通過(guò)套環(huán)連接，其特征在于所述的管頭、管身以及管尾采用樹(shù)脂基體，管身設(shè)有石英夾砂層，管頭和管尾設(shè)有為兩維以上方向繞制的纖維層，所述的套環(huán)可為外套環(huán)或內(nèi)套環(huán)，外套環(huán)緊密設(shè)置在管頭或管尾外壁的凹臺(tái)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于所述的管尾端部、外套環(huán)下開(kāi)設(shè)凹道，凹道內(nèi)套設(shè)密封橡膠環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于所述的管尾和管頭外壁上外、套環(huán)下設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)分別設(shè)置密封橡膠環(huán)帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃鋼夾砂頂管，其特征在于所述的管尾和管頭內(nèi)壁設(shè)有凹槽，內(nèi)套環(huán)設(shè)置在內(nèi)壁凹槽內(nèi)。
5.一種玻璃鋼夾砂頂管的制作方法，其特征在于它包括以下步驟a、采用表面氈、針織氈以及內(nèi)襯樹(shù)脂作為管壁內(nèi)襯，管體纏繞玻璃纖維層；b、在管身部位纏繞玻璃纖維層時(shí)，設(shè)置石英夾砂夾層；c、管頭、管尾的接頭部分纏繞短切玻璃纖維鋪設(shè)層；d、對(duì)管體進(jìn)行固化、切削、脫模處理，e、對(duì)管頭、管尾進(jìn)行修整二次加工，f、在管頭套設(shè)鋼套環(huán)或密封橡膠圈，管尾根據(jù)需要套設(shè)鋼套環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃鋼夾砂頂管的制作方法，其特征在于所述的a步驟中管身的纏繞玻璃纖維層纏繞方式為螺旋纏繞和環(huán)向纏繞的往復(fù)交叉纏繞方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的玻璃鋼夾砂頂管的制作方法，其特征在于所述的b步驟中管頭、管尾的接頭部分還可往復(fù)交叉纏繞加入玻璃纖維紡織物層。
全文摘要
一種玻璃鋼夾砂頂管,它由管頭、管身以及管尾組成,管頭和管尾管徑一致,管尾連接部設(shè)有密封用套環(huán),管頭、管尾通過(guò)套環(huán)連接。管頭、管身以及管尾采用樹(shù)脂基體,管身設(shè)有石英夾砂層,管頭和管尾設(shè)有為兩維以上方向繞制的纖維層,套環(huán)可為外套環(huán)或內(nèi)套環(huán),外套環(huán)緊密設(shè)置在管頭或管尾外壁的凹臺(tái)內(nèi)。本發(fā)明具有施工方便、頂進(jìn)效率高,成本較低的特點(diǎn),并且管徑較大、柔韌性好、強(qiáng)度高,更適于非大開(kāi)挖作業(yè)環(huán)境的管道鋪設(shè)施工。
文檔編號(hào)B29C63/06GK1335225SQ0012143
公開(kāi)日2002年2月13日 申請(qǐng)日期2000年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月21日
發(fā)明者李卓球, 司金峰 申請(qǐng)人:陜西競(jìng)業(yè)玻璃鋼有限公司