CN106321999A - 钢筒混凝土顶管及其连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢筒混凝土顶管及其连接方法，该钢筒混凝土顶管包括内层钢筋网、钢筒、管芯混凝土、外层钢筋网、承口、插口、外钢套、锚筋、凹槽、“O”形密封圈、钢环和楔形密封圈。该连接方法采用两节钢筒混凝土顶管，在第一钢筒混凝土顶管的承口的端部安装木衬垫，采用顶推法将第二铜筒混凝土顶管的插口顶入到第一钢筒混凝土顶管的承口；通过所述“O”形密封圈和楔形密封圈使第二铜筒混凝土顶管与第一钢筒混凝土顶管之间形成密封连接。本发明的密封性能较好、且均匀注浆，适用长距离顶进，对环境影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及钢筒混凝土管道技术领域，特别涉及一种钢筒混凝土顶管及其连接方法。
背景技术
目前，国内外给排水领域常用的顶管管材有钢管、F型接口钢筋混凝土管、钢筒混凝土管、预应力钢筒混凝土管。其中钢筒混凝土管，由于接口张开量较大，外部泥砂容易进入接口导致无法纠偏且影响接口密封性能，同时管与管之间不适用于长距离顶进。另外，现有技术的钢筒混凝土管还存在注浆不均匀，其管周带土对周边环境影响较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种密封性能较好、且均匀注浆，适用长距离顶进，对环境影响较小的钢筒混凝土顶管。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种钢筒混凝土顶管，由内向外依次包括内层钢筋网、钢筒、管芯混凝土、外层钢筋网，所述钢筒的两端分别固定连接有承口和插口，还包括固定设置在所述外层钢筋网的外钢套，所述外钢套位于所述承口的端部的外侧面，所述外钢套通过锚筋穿过所述外层钢筋网与所述管芯混凝土锚固连接，所述插口相隔设置有两组凹槽，所述凹槽靠近所述插口的端部设置，每组所述凹槽内嵌入设置有“O”形密封圈，位于所述插口的端面一侧的外层钢筋网呈阶梯面形状设置，所述阶梯面依次包括由外层钢筋网的端部延向所述钢筒的轴向方向的第一阶梯面和第二阶梯面，所述第一阶梯面的直径小于所述第二阶梯面的直径，所述第一阶梯面的外径由端部延向所述钢筒的轴向方向依次设置有钢环和楔形密封圈。
进一步的，本发明提供的钢筒混凝土顶管，所述外钢套与所述锚筋为焊接。
进一步的，本发明提供的钢筒混凝土顶管，靠近所述插口的所述钢筒上设置有贯通的注浆孔。
进一步的，本发明提供的钢筒混凝土顶管，相隔设置的两组所述凹槽之间设置有试压孔。
进一步的，本发明提供的钢筒混凝土顶管，所述试压孔为30度至180度分布在所述插口的径向方向。
进一步的，本发明提供的钢筒混凝土顶管，所述外钢套设置有排气孔，所述排气孔位于所述承口的端部的外侧面。
为了解决上述技术问题，本发明还提供一种钢筒混凝土顶管的连接方法，采用两节上述的钢筒混凝土顶管，包括第一钢筒混凝土顶管和第二钢筒混凝土顶管；在所述第一钢筒混凝土顶管的承口的端部安装木衬垫，采用顶推法将所述第二铜筒混凝土顶管的插口顶入到第一钢筒混凝土顶管的承口；通过所述“O”形密封圈使第二铜筒混凝土顶管的插口与第一钢筒混凝土顶管的承口之间形成密封连接；通过所述楔形密封圈使第二钢筒混凝土顶管的外层钢筋网与第一铜筒混凝土顶管的外钢套形成密封连接。
进一步的，本发明提供的钢筒混凝土顶管的连接方法，当第一铜筒混凝土顶管的外钢套与第二钢筒混凝土顶管的外层钢筋网形成密封连接时，使第一铜筒混凝土顶管的外钢套与第二钢筒混凝土顶管的外层钢筋网之间留有缝隙，所述缝隙作为连通钢筒的注浆孔的注入嘴。
进一步的，本发明提供的钢筒混凝土顶管的连接方法，对试压孔进行第一次水压实验；当第一次水压试验合格后进行钢筒混凝土顶管入土施工；在入土施工过程中对注浆孔进行注入润滑泥浆；当第一钢筒混凝土顶管顶进第二铜筒混凝土顶管的步骤完成后，再对试压孔进行第二次水压试验，当第二次水压试验合格后，进行微膨胀水泥砂浆的嵌缝施工；在注浆孔进行泥浆置换注入混凝土浆料替换润滑泥浆，完成后采用管堵进行封堵。
与现有技术相比，本发明提供的钢筒混凝土顶管及其连接方法，通过嵌入在插口的凹槽内的“O”形密封圈使本节铜筒混凝土顶管的插口与下一节钢筒混凝土顶管的承口之间形成密封连接；通过插口的端面一侧的外层钢筋网的第一阶梯面设置的楔形密封圈使本节钢筒混凝土顶管的外层钢筋网与下一节铜筒混凝土顶管的外钢套形成密封连接；具有良好的密封性能，“O”形密封圈和楔形密封圈的共同作用，能够加强相邻两节钢筒混凝土顶管连接的密封性能。在承口端的外侧面设置的外钢套和在插口端的一侧设置的楔形密封圈和钢环，能够保护该节钢筒混凝土顶管在顶进下一节钢筒混凝土顶管过程中不受外部泥砂的侵入，从而克服了钢筒混凝土顶管在施工中纠偏能力不足，以及克服了相邻两节钢筒混凝土顶管的接口密封性能的问题。外钢套和注浆孔的配合能够使管道注浆全断面更加均匀，特别能够使减阻泥浆平顺均匀的分布，在长距离顶进中减小顶力，对周边环境影响更小。本发明的钢筒既能起到抗渗作用，也能起到纵环向受力作用，减小内层配筋的作用。
附图说明
图1是本发明一实施例的钢筒混凝土顶管的剖面结构示意图；
图2是图1中A-A处的剖面结构示意图；
图3是相邻两节钢筒混凝土顶管的接口剖面结构示意图。
图中所示：1、钢筒，2、承口，3、插口，4、内层钢筋网，5、外层钢筋网，6、外钢套，7、锚筋，8、钢环，9、管芯混凝土，10、“O”形密封圈，11、木衬垫，12、楔形密封圈，13、注浆孔，13a、注浆嘴，14、试压孔，15、排气孔，16、微膨胀水泥砂浆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述：
实施例一
请参考图1-3，本实施例一提供一种钢筒混凝土顶管，由内向外依次包括内层钢筋网4、钢筒1、管芯混凝土9、外层钢筋网5，所述钢筒1的两端分别固定连接有承口2和插口3，还包括固定设置在所述外层钢筋网5的外钢套6，所述外钢套6位于所述承口2的端部的外侧面，所述外钢套6通过锚筋7穿过所述外层钢筋网5与所述管芯混凝土9锚固连接，所述插口3相隔设置有两组凹槽31，所述凹槽31靠近所述插口的端部设置，每组所述凹槽31内嵌入设置有“O”形密封圈10，位于所述插口3的端面一侧的外层钢筋网5呈阶梯面形状设置，所述阶梯面依次包括由外层钢筋网5的端部延向所述钢筒1的轴向方向的第一阶梯面51和第二阶梯面52，所述第一阶梯面51的直径小于所述第二阶梯面52的直径，所述第一阶梯面51的外径由端部延向所述钢筒1的轴向方向依次设置有钢环8和楔形密封圈12。
作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管，所述外钢套6与所述锚筋7为焊接。即锚筋7也中钢或铁等金可焊接的金属材料。具有取材方便，制作简单的优点。
请参考图3，作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管，靠近所述插口3的所述钢筒1上设置有贯通的注浆孔13。注浆孔13用于注入混凝土浆料，以形成管芯混凝土9，以及在内外钢筋网内注入混凝土浆料。本实施例的注浆孔为3个，若无外钢套6则浆液从三个注浆孔13直接喷射至土中，有了外钢套6，则浆液可通过外钢套6的阻挡不是点状喷射，而是面状注入土中，从而较为均匀的充满钢筒混凝土顶管的管周。有了浆液的润滑作用，钢筒混凝土顶管在顶进过程中与土接触面为浆液层，可避免钢筒混凝土顶管与土直接接触，减少钢筒混凝土顶管顶进过程中的将土带走，从而减小土体沉降，对环境影响较小。
请参考图3，作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管，相隔设置的两组所述凹槽31之间设置有试压孔14。试压孔14用于进行水压试验，以确认钢筒混凝土顶管是否可以入土施工。
作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管，所述试压孔14为30度至180度分布在所述插口3的径向方向。该试压孔14的分布角度，仅为其中一种优选方式，但不仅限于该角度的分布。本实施例中试压孔14优选为2个，其具有快速试压的优点，以及防止其中一个阻塞，可采用另外一个继续进行水压测试。
请参考图3，作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管，所述外钢套6设置有排气孔15，所述排气孔15位于所述承口2的端部的外侧面。排气孔15的数量为每节钢筒混凝土顶管预留一个。
作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管，所述承口2、插口3均为钢或铁等可焊接的金属材料制作而成，其具有与钢筒1连接牢固，制作简单的优点。其中，钢筒1、承口2、插口3、外钢套6均为中空的圆筒体，也可以称为圆环体。
实施例二
本实施例二提供一种基于实施一的钢筒混凝土顶管的连接方法，采用两节实施例一中的钢筒混凝土顶管，包括第一钢筒混凝土顶管100和第二钢筒混凝土顶管200；在所述第一钢筒混凝土顶管100的承口2的端部安装木衬垫11，采用顶推法将所述第二铜筒混凝土顶管200的插口3顶入到第一钢筒混凝土顶管100的承口2；通过所述“O”形密封圈10使第二铜筒混凝土顶管200的插口3与第一钢筒混凝土顶管100的承口2之间形成密封连接；通过所述楔形密封圈12使第二钢筒混凝土顶管200的外层钢筋网5与第一铜筒混凝土顶管100的外钢套6形成密封连接。
作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管的连接方法，当第一铜筒混凝土顶管100的外钢套6与第二钢筒混凝土顶管200的外层钢筋网5形成密封连接时，使第一铜筒混凝土顶管100的外钢套6与第二钢筒混凝土顶管200的外层钢筋网5之间留有缝隙，所述缝隙作为连通钢筒1的注浆孔13的注入嘴13a。注入嘴13a能够通过注浆管道连通注入孔13，以为内层钢筋网4注入混凝土浆料，形成内层的钢筋混凝土。该缝隙优选为倾斜设置，即第二钢筒混凝土顶管200的外层钢筋网5的第二阶梯面52的梯级在役向方向为斜切面，对应的第一铜筒混凝土顶管100的外钢套6的自由端的端部也为与第二阶梯面52平行的斜切面。其具有便通过注入嘴13a***注浆管道完成注浆的施工的效果。斜切面的设置，能够防止垂直注浆时的混凝土浆料垂直灌入堆积而产生的阻塞现象。
作为较佳的实施方式，本发明提供的钢筒混凝土顶管的连接方法，对试压孔14进行第一次水压实验；当第一次水压试验合格后进行钢筒混凝土顶管入土施工；在入土施工过程中对注浆孔13进行注入润滑泥浆；当第一钢筒混凝土顶管100顶进第二铜筒混凝土顶管200的步骤完成后，再对试压孔14进行第二次水压试验，当第二次水压试验合格后，进行微膨胀水泥砂浆16的嵌缝施工，以充分保护钢制承插口和橡胶圈，减小在水环境下的腐蚀；在注浆孔13进行泥浆置换注入混凝土浆料替换润滑泥浆，完成后采用管堵进行封堵。
本发明提供的钢筒混凝土顶管及其连接方法，通过嵌入在插口3的凹槽31内的“O”形密封圈10使本节铜筒混凝土顶管的插口3与下一节钢筒混凝土顶管的承口2之间形成密封连接；通过插口3的端面一侧的外层钢筋网5的第一阶梯面51设置的楔形密封圈12使本节钢筒混凝土顶管的外层钢筋网5与下一节铜筒混凝土顶管的外钢套6形成密封连接；从而使本发明具有良好的密封性能。“O”形密封圈10和楔形密封圈12的共同作用，能够加强相邻两节钢筒混凝土顶管连接的密封性能。在承口2端的外侧面设置的外钢套6和在插口3端的一侧设置的楔形密封圈12和钢环8，能够保护该节钢筒混凝土顶管在顶进下一节钢筒混凝土顶管过程中不受外部泥砂的侵入，从而克服了钢筒混凝土顶管在施工中纠偏能力不足，以及克服了相邻两节钢筒混凝土顶管的接口密封性能的问题。外钢套6和注浆孔13的配合能够使管道注浆全断面更加均匀，特别能够使减阻泥浆平顺均匀的分布，在长距离顶进中减小顶力，对周边环境影响更小。本发明的钢筒1既能起到抗渗作用，也能起到纵环向受力作用，减小内层配筋的作用。本发明位于插口3的端面一侧的外层钢筋网5呈阶梯面形状设置，其中，其中，第一阶梯面51和第二阶梯面52整体作用为与相邻的下一节钢筒混凝土顶管的外钢套密封连接。第一阶梯面51用于与楔形密封圈12相配合，以限定楔形密封圈12的位置，防止其滑动而产生泄漏，并且与下一节钢筒混凝土顶管的外钢套相配合实现密封。
本发明不限于上述具体实施方式，凡在本发明的精神和范围内所作出的各种变化，均在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种钢筒混凝土顶管，由内向外依次包括内层钢筋网(4)、钢筒(1)、管芯混凝土(9)、外层钢筋网(5)，所述钢筒(1)的两端分别固定连接有承口(2)和插口(3)，其特征在于，还包括固定设置在所述外层钢筋网(5)的外钢套(6)，所述外钢套(6)位于所述承口(2)的端部的外侧面，所述外钢套(6)通过锚筋(7)穿过所述外层钢筋网(5)与所述管芯混凝土(9)锚固连接，所述插口(3)相隔设置有两组凹槽(31)，所述凹槽(31)靠近所述插口的端部设置，每组所述凹槽(31)内嵌入设置有“O”形密封圈(10)，位于所述插口(3)的端面一侧的外层钢筋网(5)呈阶梯面形状设置，所述阶梯面依次包括由外层钢筋网(5)的端部延向所述钢筒(1)的轴向方向的第一阶梯面(51)和第二阶梯面(52)，所述第一阶梯面(51)的直径小于所述第二阶梯面(52)的直径，所述第一阶梯面(51)的外径由端部延向所述钢筒(1)的轴向方向依次设置有钢环(8)和楔形密封圈(12)。
2.如权利要求1所述的钢筒混凝土顶管，其特征在于，所述外钢套(6)与所述锚筋(7)为焊接。
3.如权利要求1所述的钢筒混凝土顶管，其特征在于，靠近所述插口(3)的所述钢筒(1)上设置有贯通的注浆孔(13)。
4.如权利要求1所述的钢筒混凝土顶管，其特征在于，相隔设置的两组所述凹槽(31)之间设置有试压孔(14)。
5.如权利要求4所述的钢筒混凝土顶管，其特征在于，所述试压孔(14)为30度至180度分布在所述插口(3)的径向方向。
6.如权利要求1所述的钢筒混凝土顶管，其特征在于，所述外钢套(6)设置有排气孔(15)，所述排气孔(15)位于所述承口(2)的端部的外侧面。
7.一种钢筒混凝土顶管的连接方法，其特征在于，采用两节如权利要求1-6中任一项所述的钢筒混凝土顶管，包括第一钢筒混凝土顶管(100)和第二钢筒混凝土顶管(200)；在所述第一钢筒混凝土顶管(100)的承口(2)的端部安装木衬垫(11)，采用顶推法将所述第二铜筒混凝土顶管(200)的插口(3)顶入到第一钢筒混凝土顶管(100)的承口(2)；通过所述“O”形密封圈(10)使第二铜筒混凝土顶管(200)的插口(3)与第一钢筒混凝土顶管(100)的承口(2)之间形成密封连接；通过所述楔形密封圈(12)使第二钢筒混凝土顶管(200)的外层钢筋网(5)与第一铜筒混凝土顶管(100)的外钢套(6)形成密封连接。
8.如权利要求7所述的钢筒混凝土顶管的连接方法，其特征在于，当第一铜筒混凝土顶管(100)的外钢套(6)与第二钢筒混凝土顶管(200)的外层钢筋网(5)形成密封连接时，使第一铜筒混凝土顶管(100)的外钢套(6)与第二钢筒混凝土顶管(200)的外层钢筋网(5)之间留有缝隙，所述缝隙作为连通钢筒(1)的注浆孔(13)的注入嘴(13a)。
9.如权利要求8所述的钢筒混凝土顶管的连接方法，其特征在于，对试压孔(14)进行第一次水压实验；当第一次水压试验合格后进行钢筒混凝土顶管入土施工；在入土施工过程中对注浆孔13进行注入润滑泥浆；当第一钢筒混凝土顶管(100)顶进第二铜筒混凝土顶管(200)的步骤完成后，再对试压孔14进行第二次水压试验，当第二次水压试验合格后，进行微膨胀水泥砂浆16的嵌缝施工；在注浆孔(13)进行泥浆置换注入混凝土浆料替换润滑泥浆，完成后采用管堵进行封堵。
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