專(zhuān)利名稱(chēng)：推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及預(yù)應(yīng)力混凝土管材，主要用于推進(jìn)式施工埋設(shè)管道場(chǎng)合。
如圖7-8所示，其主要構(gòu)造包括一管體1，在管體1的二端分別設(shè)置有一直徑較小的銜接端2，二段管體1之間藉由一個(gè)銅制接頭3與二個(gè)銜接端2套合的方式而銜接在一起。該二銜接端2的外側(cè)分別設(shè)置有至少一個(gè)密封槽4，且于密封槽4中套入一個(gè)密封膠圈4a，藉由密封膠圈4a與鋼制接頭3的內(nèi)側(cè)面密合，而達(dá)到密封的作用。前述的管體1為目前推進(jìn)施工法最常用的管體構(gòu)造，但是此種推進(jìn)式混凝土管實(shí)際使用上卻存在許多缺點(diǎn)。首先混凝土管的管體1藉由混凝土灌制而成，混凝土的特性為能夠抵抗壓力，但是卻無(wú)法承受拉力的破壞，因此使得管體1在承受外界的壓力時(shí)具有良好的抗壓強(qiáng)度，但是來(lái)自于管體內(nèi)部的壓力卻會(huì)對(duì)管體1的混凝土材質(zhì)產(chǎn)生拉力的破壞，因此使得此種管體1無(wú)法承受太大的內(nèi)壓力，所以當(dāng)推進(jìn)管使用在壓力管線(xiàn)時(shí)，僅當(dāng)作外管使用，里面需再套入耐內(nèi)壓的工作管線(xiàn)，這種雙重的工序不但增加施工的時(shí)間且增加成本。
另外此種混凝土管的管體1及銜接端2皆為以混凝土制成，因此當(dāng)管體埋設(shè)的土壤產(chǎn)生位移，或者是管線(xiàn)受到震動(dòng)時(shí)，管體1及銜接端2將會(huì)非常容易產(chǎn)生裂紋，而使得管線(xiàn)產(chǎn)生泄漏情形，因此使得此種混凝土管的密封性相當(dāng)差。此種混凝土管及其他使用管材于曲線(xiàn)推進(jìn)施工法中，由于管與管間存有角度的落差，一般需另外加裝接頭圈的方式，但由于常脫落及有漏水的虞，并非一適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)。為了改善上述缺點(diǎn)，工程界常采用的另一種鋼襯預(yù)應(yīng)力混凝土管，則為具有相當(dāng)良好的抗內(nèi)壓，及良好密封性的管體。其構(gòu)造如圖9-10所示，其中包括一管體5，在管體5的一端設(shè)置有一插口端6，另一端設(shè)置有一承口端7，二段管體5之間籍由插口端6與承口端7相互套合而加以銜接。
如


圖10所示，該管體5由外層管芯5a及在外層管芯5a的外側(cè)套合有預(yù)應(yīng)力鋼線(xiàn)5b，并鋪設(shè)有一層以水泥砂漿構(gòu)成的保護(hù)層5C，以防止預(yù)應(yīng)力鋼線(xiàn)5b受到腐蝕。而在外層管芯5a的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有一鋼襯筒5d，鋼襯筒5d的內(nèi)側(cè)面再設(shè)置一混凝土層5e的內(nèi)層管芯據(jù)以達(dá)到水密的作用。前述承口端7的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有一鋼制的承口鋼環(huán)7a，而插口端6的外側(cè)面設(shè)置有一插口鋼環(huán)6a。該插口鋼環(huán)6a的外側(cè)還設(shè)置有2個(gè)密封槽6b，且于密封槽6b中套合密封膠圈6c，藉由密封膠圈6c與承口鋼環(huán)7a相互密合，使得插口端6與承口端7套合時(shí)可以達(dá)到水密的狀態(tài)。該承口鋼環(huán)7a與插口鋼環(huán)6a經(jīng)由冷擴(kuò)張加工而成，精密度高，使二者間可準(zhǔn)確地套合。
該種預(yù)應(yīng)力混凝土管采用混凝土與鋼鐵制品相互結(jié)合的構(gòu)造，由于混凝土為偏堿性的狀態(tài)，可使內(nèi)部鋼鐵制品產(chǎn)生非活性的氧化鐵層而不易銹蝕，因此可以使得管材的壽命長(zhǎng)達(dá)75年以上。而且其管體具有良好結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。不僅可以抵抗相當(dāng)程度的外壓，更可以抵抗內(nèi)部壓力，有應(yīng)用于壓力管路的價(jià)值。同時(shí)該種預(yù)應(yīng)力混凝土管因鋼環(huán)與鋼襯筒的結(jié)合具有良好水密性，管體強(qiáng)度良好，且管路接頭間具有彈性變形的裕度，因此具有良好的抗震性，并能夠承受松軟土質(zhì)所造成管線(xiàn)偏移的變形。再加上管線(xiàn)銜接工作方便，使管路的施工、安裝、維護(hù)更加簡(jiǎn)易。
該種鋼襯預(yù)應(yīng)力混凝土管雖然具有上述優(yōu)點(diǎn)，但是其構(gòu)造的特性卻使其僅適合用于明挖式的施工法，而不適合用于推進(jìn)式施工法，其主要原因如下1、因?yàn)橥鈧?cè)的保護(hù)層5c以水泥砂漿構(gòu)成，其表面卻是粗糙，而會(huì)與土壤產(chǎn)生極大摩擦力，而造成推進(jìn)阻力。
2、保護(hù)層5c在推進(jìn)過(guò)程中，容易產(chǎn)生剝離情形，而使得管體結(jié)構(gòu)受到破壞。
由于以上原因，使得推進(jìn)式施工法使用的混凝土管材在使用上仍存有相當(dāng)多缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種具有良好水密性與抗震性的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管改良結(jié)構(gòu)并能于接頭銜接后立即試水，確定無(wú)滲漏后再行推進(jìn)施工，另由于其接頭密封槽之間的凸緣設(shè)計(jì)容許小角度旋轉(zhuǎn)的特性來(lái)配合并達(dá)成一次式內(nèi)壓管道曲線(xiàn)推進(jìn)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其中包括一管體，其一端設(shè)置有一插口端，另一端設(shè)置有一承口端，該插口端與承口端可相互套合，因此使得該管體可以藉由該插口端與另一管體的承口端相互套合而組裝在一起；該管體由一外層管芯、鋪設(shè)于管芯外側(cè)的外管層，及一鋪設(shè)于外層管芯內(nèi)側(cè)的內(nèi)層管芯所組成；及預(yù)應(yīng)力鋼線(xiàn)，套設(shè)于外層管芯外側(cè)面；及一襯套，設(shè)置于外層管芯內(nèi)側(cè)與該內(nèi)層管芯之間；其特征是前述外管層以高強(qiáng)度混凝土制成，且表面具有平滑表面；及一緩沖墊圈，套合于該插口端外側(cè)，且于前述管體組合時(shí)，夾合于該二段管體的端面之間，藉以緩沖推進(jìn)施工時(shí)，該二段相互組合的管體，其端面之間的軸向壓力。其中該管體于該外管層外側(cè)的二端分別設(shè)置一加強(qiáng)套管，以提高該管體二端部份承受軸向推力的強(qiáng)度。其中該插口端相鄰的密封槽間設(shè)置有一試水接頭。其中該管體可于該外層管芯、外管層、內(nèi)層管芯三者的內(nèi)部鋪設(shè)軸向的加強(qiáng)鋼筋。其中該管體于該外層管芯、外管層、內(nèi)層管芯三者的內(nèi)部鋪設(shè)軸向的加強(qiáng)鋼筋。其中該外管層的外側(cè)面可另行包覆一鋼板制成的外套管，藉以提高該外管層的強(qiáng)度。其中該外套管可作為外管層灌漿用鑄模且與外管層形成一體。其中該承口端內(nèi)側(cè)設(shè)置有一環(huán)狀的承口鋼環(huán)；該插口端外側(cè)設(shè)置有一直徑略小于該承口鋼環(huán)內(nèi)的插口鋼環(huán)；該插口鋼環(huán)外側(cè)設(shè)置有環(huán)狀的密封槽，且于該密封槽內(nèi)部套設(shè)環(huán)狀的密封膠圈；該插口鋼環(huán)可插入于該承口鋼環(huán)內(nèi)部，且藉由前述密封膠圈與該承口鋼環(huán)的內(nèi)側(cè)面密合接觸，而使得該插口端與承口端套合在一起，并形成水密狀態(tài)。其中該插口鋼環(huán)的前端設(shè)置有突出的凸部，該凸部的外徑大于該插口鋼環(huán)的直部外徑，且小于該承口鋼環(huán)的內(nèi)徑；前述密封槽設(shè)置于該凸部上，插口端與承口端彼此有小角度偏斜。
圖10為現(xiàn)有鋼襯式混凝土管的組合剖視圖。
如圖2所示，其中管體10包括一外層管芯11，以高強(qiáng)度混凝土構(gòu)成；及一外管層12，包覆于該外層管芯11的外側(cè)，構(gòu)成該管體10的外側(cè)表面；及一內(nèi)層管芯13，設(shè)置于外層管芯11的內(nèi)側(cè)表面，該內(nèi)層管芯13亦以高強(qiáng)度混凝土構(gòu)成，用以使得該管體10形成水密狀態(tài)。
前述外層管芯11的外側(cè)面設(shè)置有若干預(yù)力鋼線(xiàn)14，且于該外層管芯11與內(nèi)層管芯13之間夾設(shè)有一鋼制的襯筒15用以加強(qiáng)該管體10的強(qiáng)度。該管體10藉由該預(yù)應(yīng)力鋼線(xiàn)14與鋼襯筒15的加強(qiáng)作用，使其不僅可以承受外側(cè)的壓力，而且可以抵抗內(nèi)壓，因此使得該管體10可以作為壓力管線(xiàn)的管材。
該管體不同于現(xiàn)用的鋼襯預(yù)應(yīng)力混凝土管的特點(diǎn)之一，為該外管層12以高強(qiáng)度混凝土構(gòu)成，而且其外側(cè)為光滑平整的表面，因此使得該管體10在推進(jìn)施工時(shí)，可降低其外側(cè)表面的阻力。同時(shí)該外管層12的外徑設(shè)計(jì)成與習(xí)用的推進(jìn)式混凝土管相同的直徑，以使得該管體10可以采用與習(xí)用的推進(jìn)式混凝土管相同的施工機(jī)械進(jìn)行施工。
該管體10的二端分別設(shè)置有一插口端20及一承口端30。如圖2所示，該插口端20以該管體10的內(nèi)層管芯13向外延伸而成，而該承口端30將該管體10的內(nèi)層管芯13向內(nèi)縮入，而形成一個(gè)恰好可供插口端20套合的凹口。該插口端20的外側(cè)設(shè)置有一插口鋼環(huán)21，于該插口鋼環(huán)21的外側(cè)設(shè)置有若干個(gè)密封槽22，用以供若干個(gè)密封膠圈23套合于其中；而該承口端30的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有一承口鋼環(huán)31，該承口鋼環(huán)31可以供該插口鋼環(huán)21插入其中，且可與該若干密封膠圈23密合，而使得該承口端30與插口端20套合后形成水密狀態(tài)。
另于該插口端20相鄰的密封槽間設(shè)置有一測(cè)試孔24，該測(cè)試孔可以于與壓力測(cè)試設(shè)備的試壓管路連接，用以于接頭組合完成后，立刻測(cè)試是否密合良好，以避免整段管線(xiàn)組裝完成后才發(fā)現(xiàn)接頭泄漏，而必須要重新施工的情形發(fā)生。
為因應(yīng)該管體10在推進(jìn)施工時(shí)，管路的接頭部份承受軸向壓力而產(chǎn)生破壞情形，于該管體10的二端部份的外側(cè)分別設(shè)置有一加強(qiáng)套管40，用以提高該管體10二端的強(qiáng)度，以避免外管層12在承受軸向推力時(shí)，產(chǎn)生碎裂的情形。同時(shí)本實(shí)用新型更進(jìn)一步設(shè)置有一緩沖墊圈50，該緩沖墊圈套合在插口端20的外側(cè)，因此當(dāng)承口端30與插口端套合時(shí)，該緩沖墊圈50可以被夾合在二段管體10的端面之間，因此當(dāng)進(jìn)行管線(xiàn)推進(jìn)工作時(shí)，可以經(jīng)由緩沖墊圈50的作用，使得二端管體端面受力均勻，避免應(yīng)力集中而造成管體10的混凝土碎裂。
藉由上述元件的組合，可使管體10具有與習(xí)用的鋼襯混凝土管相同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，且能夠改善其無(wú)法承受內(nèi)壓、無(wú)法直接應(yīng)用于壓力管線(xiàn)，及抗震性不佳的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型接合方式由插口端20與承口端30直接套合，藉此達(dá)到快速組合的目的。同時(shí)藉由改變外管層12的構(gòu)造，使其具有光滑表面，減少推進(jìn)阻力。此外，插口端與承口端藉由緩沖墊圈50與加強(qiáng)套管40的緩沖與加強(qiáng)作用，可以使得管體10在管線(xiàn)推進(jìn)時(shí)，其接頭部份不至于產(chǎn)生碎裂破壞的情形。因此使得本實(shí)用新型可以具有習(xí)用的鋼襯預(yù)力混凝土管優(yōu)點(diǎn)，并且又能夠適用于推進(jìn)式施工法的用途。
如圖3所示，主要改進(jìn)之處，可以視需要于前述外層管芯11、外管層12或是內(nèi)層管芯13的內(nèi)部設(shè)置有軸向及徑向的加強(qiáng)鋼筋16，用以加強(qiáng)該外層管芯11、外管層12或是內(nèi)層管芯13的強(qiáng)度，而使得外層管芯11、外管層12或是內(nèi)層管芯13的混凝土具有更佳的徑向抗拉及抗彎矩的強(qiáng)度，而能夠更加確保管體10的混凝土在推進(jìn)施工時(shí)的整體強(qiáng)度，或是承受劇烈震動(dòng)，或者是因地質(zhì)變化而產(chǎn)生管線(xiàn)偏移時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生碎裂的情形。
如圖4所示，其主要特點(diǎn)為該管體10在灌注外管層12的混凝土?xí)r，藉由一鋼板制作成的圓筒狀的鑄模灌漿，而形成該外管層12。而該鑄模在灌漿完成后，可繼續(xù)保留于外管層12的外側(cè)面，而不加以拆卸，因此形成一個(gè)套合在外管層12外側(cè)的外套管60。藉由該外套管60的作用，進(jìn)一步地提高管體10的強(qiáng)度，更可降低管線(xiàn)推進(jìn)的阻力，以避免外管層12在推進(jìn)時(shí)產(chǎn)生混凝土剝離的情形。
如圖5所示，其中插口端20的插口鋼環(huán)21的外側(cè)設(shè)置一突出的凸部25，該凸部25的外徑略大于插口鋼管21的直部外徑，而且其尺寸恰可插入于承口鋼環(huán)31的內(nèi)側(cè)。該凸部25之上設(shè)置有若干個(gè)密封槽26，且于該密封槽26中分別套設(shè)有密封膠圈27，該密封膠圈27可以與承口鋼環(huán)31的內(nèi)側(cè)面密合，而形成水密狀態(tài)。
如圖6所示，其插口鋼環(huán)的凸部25的外徑突出于插口鋼環(huán)21的外側(cè)，并保留插口鋼環(huán)21與承口鋼環(huán)31之間具有一間隙，使得插口鋼環(huán)21與承口鋼環(huán)31之間保持有可偏移的活動(dòng)空間，而且該密封膠圈27可以在插口鋼環(huán)21與承口鋼環(huán)31的中心軸線(xiàn)略有偏移時(shí)，仍然保持與承口鋼環(huán)31密合，因此使得二段管體10之間若是略微偏移一角度時(shí)，該插口端20與承口端30仍然可以保持密合。因此當(dāng)欲埋設(shè)的管線(xiàn)必須以曲線(xiàn)路徑推進(jìn)時(shí)，便可以使用，以達(dá)到各管體10間可以在管線(xiàn)中心軸線(xiàn)略微偏斜的狀態(tài)下仍然能夠保持接頭的密合，而可不需要另外在兩管間加額外的接頭圈，而可直接利用兩管的接頭偏移特性，就能達(dá)到一次式內(nèi)壓管道曲線(xiàn)推進(jìn)?？傊緦?shí)用新型有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)1、以現(xiàn)有鋼襯預(yù)力混凝土管的管體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將外層水泥砂漿保護(hù)層改為灌注混凝土，外表平整。
2、灌注混凝土厚度加厚，使與現(xiàn)有的推進(jìn)鋼筋混凝土管厚度相同，如此可增加強(qiáng)度且外徑統(tǒng)一。
3、必要時(shí)外層灌注混凝土外層管芯內(nèi)可加鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，以提高強(qiáng)度，確保推進(jìn)時(shí)不會(huì)有剝離現(xiàn)象及加強(qiáng)管體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
4、外層灌注混凝土也可視情況使用1.5mm鋼板作為灌模用，使用完后1.5mm鋼板可保留作為管體的一部分。如此強(qiáng)度更強(qiáng)、不會(huì)剝離、推進(jìn)阻力更小。
5、管體的二端部份的外側(cè)分別設(shè)置有一加強(qiáng)套管，用以提高該管體二端的強(qiáng)度，以避免外管層在承受軸向推力時(shí)，產(chǎn)生碎裂的情形。
6、承、插口鋼環(huán)間設(shè)緩沖墊片，以保護(hù)、緩沖及均布管間的推力，避免管線(xiàn)推進(jìn)時(shí)所受壓力不均的情形發(fā)生。
7、配合曲線(xiàn)推進(jìn)工法，兩管間的接頭可容許小角度旋轉(zhuǎn)，即利用管體本身的特性直接達(dá)成曲線(xiàn)推進(jìn)的目的。
權(quán)利要求1.推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其中包括一管體，其一端設(shè)置有一插口端，另一端設(shè)置有一承口端，該插口端與承口端可相互套合，因此使得該管體可以藉由該插口端與另一管體的承口端相互套合而組裝在一起；該管體由一外層管芯、鋪設(shè)于管芯外側(cè)的外管層，及一鋪設(shè)于外層管芯內(nèi)側(cè)的內(nèi)層管芯所組成；及預(yù)應(yīng)力鋼線(xiàn)，套設(shè)于外層管芯外側(cè)面；及一襯套，設(shè)置于外層管芯內(nèi)側(cè)與該內(nèi)層管芯之間；其特征是前述外管層以高強(qiáng)度混凝土制成，且表面具有平滑表面；及一緩沖墊圈，套合于該插口端外側(cè)，且于前述管體組合時(shí)，夾合于該二段管體的端面之間。
2.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該管體于該外管層外側(cè)的二端分別設(shè)置一加強(qiáng)套管。
3.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該插口端相鄰的密封槽間設(shè)置有一試水接頭。
4.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該管體可于該外層管芯、外管層、內(nèi)層管芯三者的內(nèi)部鋪設(shè)軸向的加強(qiáng)鋼筋。
5.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該管體于該外層管芯、外管層、內(nèi)層管芯三者的內(nèi)部鋪設(shè)軸向的加強(qiáng)鋼筋。
6.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該外管層的外側(cè)面可另行包覆一鋼板制成的外套管。
7.如權(quán)利要求6所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該外套管與外管層形成一體。
8.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該承口端內(nèi)側(cè)設(shè)置有一環(huán)狀的承口鋼環(huán)；該插口端外側(cè)設(shè)置有一直徑略小于該承口鋼環(huán)內(nèi)的插口鋼環(huán)；該插口鋼環(huán)外側(cè)設(shè)置有環(huán)狀的密封槽，且于該密封槽內(nèi)部套設(shè)環(huán)狀的密封膠圈；該插口鋼環(huán)可插入于該承口鋼環(huán)內(nèi)部，且藉由前述密封膠圈與該承口鋼環(huán)的內(nèi)側(cè)面密合接觸。
9.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其特征是其中該插口鋼環(huán)的前端設(shè)置有突出的凸部，該凸部的外徑大于該插口鋼環(huán)的直部外徑，且小于該承口鋼環(huán)的內(nèi)徑；前述密封槽設(shè)置于該凸部上，插口端與承口端彼此有小角度偏斜。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及混凝土管。使既可適用于推進(jìn)式埋管，又可使施工更便捷、質(zhì)量更好。推進(jìn)式預(yù)應(yīng)力混凝土管，其中包括一管體，其一端設(shè)置有一插口端，另一端設(shè)置有一承口端，該插口端與承口端可相互套合，該管體由一外層管芯、鋪設(shè)于管芯外側(cè)的外管層，及一鋪設(shè)于外層管芯內(nèi)側(cè)的內(nèi)層管芯所組成；及預(yù)應(yīng)力鋼線(xiàn)，套設(shè)于外層管芯外側(cè)面；及一襯套，設(shè)置于外層管芯內(nèi)側(cè)與該內(nèi)層管芯之間；其特征是前述外管層以高強(qiáng)度混凝土制成，且表面具有平滑表面及一緩沖墊圈，套合于該插口端外側(cè)，且于前述管體組合時(shí)，夾合于該二段管體的端面之間。用于下水道等。
文檔編號(hào)F16L9/00GK2589774SQ0228868
公開(kāi)日2003年12月3日 申請(qǐng)日期2002年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者葉清正 申請(qǐng)人:國(guó)統(tǒng)國(guó)際股份有限公司