专利名称：玻璃钢夹砂顶管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种玻璃钢夹砂顶管，特别是一种市政管道工程用的具有金属层凹台的玻璃钢夹砂顶管。
背景技术：
在市政管道铺设工程中，现在一般有两种方式一种是开放式大开挖，即可将地面全面挖开，把管子相互套设连接放置下去，再重新回填即可，这种方式需要的管子是预制好的，连接和铺设时不承受压力或顶力，施工较为简单方便；另一种方式是当受到具体环境的限制，诸如建筑物等，而不能够采用大开挖方式铺设管道，只能预挖工作坑，在工作坑作业时，将管子一段一段在地下一定的深度位置向前顶进穿过，这种作业环境需要管子的端部设有顶管部分，管子之间的连接通过套环密封连接。
玻璃钢夹砂顶管作为一种新型的复合材料管道，具有质轻、高强、耐腐蚀、寿命长等特点，现已广泛应用于顶管工程中。现有技术的玻璃钢夹砂顶管一般由树脂基体的管头、管身和管尾组成，其中管头、管尾在施工时通过套环连接，管身采用纤维层和石英砂或碳酸钙层结构，管头和管尾采用纤维层结构。在上述结构中，管身的纤维层和石英砂或碳酸钙层结构主要用于提供所需的环向刚度，并降低生产成本，管头和管尾采用的纤维层结构主要用于提供顶进时所需的轴向强度。
玻璃钢夹砂顶管的纤维层一般由浸有树脂的玻璃纤维布或纤维丝一层层绕制而成，由于层与层之间由树脂为基体胶结在一起，在载荷作用下，层间存在着分层的趋向，不能承受较大的轴向顶进强度，限制了单次顶进长度。在实际施工中，由于玻璃钢夹砂顶管还会承受一定的弯曲应力，当单次顶进长度较长、顶力分布不均或进行纠偏操作时，较大的弯曲应力会导致玻璃钢夹砂顶管出现损伤乃至破坏情况，影响工程质量和进度，甚至引起顶管工程段报废事故。
另外，由于顶管生产过程中并不能保证管头和管尾的外径尺寸完全一致，在套环和管头管尾的外壁间常会出现较大缝隙，即使采用的密封圈来进行密封，还是难以完全避免顶管内液体的通过缝隙向顶管外泄漏。
实用新型内容本实用新型的目的之一是解决现有玻璃钢夹砂顶管存在的不能承受较大轴向顶力和弯曲应力的问题，以增大单次顶进长度和减少施工中顶管损坏情况的发生。
本实用新型的另一目的是解决现有玻璃钢夹砂顶管存在的密封性不好，容易出现顶管内液体向顶管外泄漏的问题。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种玻璃钢夹砂顶管，包括管头、管身和管尾，管身以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，管头和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，所述管头和/或管尾外侧具有由金属层构成的凹台。
为了加强顶管的轴向顶进强度，上述的金属层可从所述管头和/或管尾延伸到管身部分或从管头一直延伸到管尾。所述的金属层为金属板，优选设有多个通孔的金属板。在所述金属板的内表面设置拉毛或齿槽结构，形成凸凹不平表面，以增加与树脂和玻璃纤维的结合强度。为了进一步增加顶管间连接的密封性，在所述管头和/或管尾的凹台设有用于套设橡胶密封圈的一个或多个凹槽。所述的橡胶密封圈可为楔型橡胶密封圈或椭圆型遇水膨胀橡胶密封圈。另外，在所述管头和/或管尾的凹台内还设有用于注浆减阻的一个或多个注浆孔。
本实用新型的优点在于1、通过在管头和/或管尾设置金属层，可大大增加顶进强度，适合于长距离顶管，在工程中可以大大减少工作坑的数目；2、和玻璃钢纤维层相比，生产过程中管头和管尾金属层的外径容易保持一致，并且其外表面也很容易形成平整表面，便于与套环间形成紧密的端部连接，管道安装方便，密封性好。
3、改善了顶管承受弯曲应力的能力，减少施工中顶管损坏情况的发生的可能性，并易于纠偏。
以下结合附图对本实用新型做进一步详细地说明。
图1为本实用新型金属层位于管头和管尾的玻璃钢夹砂顶管剖面示意图；图2为本实用新型金属层位于管头和管尾以及部分管身的玻璃钢夹砂顶管剖面示意图；图3为本实用新型金属层位于管头、管尾以及管身的玻璃钢夹砂顶管剖面示意图；图4a、4b为本实用新型玻璃钢夹砂顶管金属层的结构示意图；图5为本实用新型玻璃钢夹砂顶管凹槽结构示意图；图6为本实用新型两玻璃钢夹砂顶管连接示意图。
具体实施方式
参见图1，为本实用新型金属层位于管头和管尾的玻璃钢夹砂顶管剖面示意图，该玻璃钢夹砂顶管包括管头1、管身2以及管尾3，管身2以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层4，以石英砂或碳酸钙为填料层7，管头1和管尾3以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层4，管头1和管尾3外壁具有由金属层6构成的凹台。也可根据工程情况，仅在管头1或管尾3设置由金属层6构成的凹台。在管尾3凹台上设有连接顶管用套环5，施工时相邻两顶管的管头1和管尾3通过套环5连接。为了保证施工时管头1和管尾3能够承受一定的顶进强度而没有设置填料层7。在单位面积截面上承受顶进强度较小的管身2设置填料层7，既可增加径向抗压能力，还可降低生产成本。可根据工程情况决定填料层7的厚度和层数。设有的金属层6是为了增加顶管的轴向顶进强度和承受弯曲应力的能力，以及改进管头1和管尾3外壁与套环5的连接密封性。设置有金属层6的玻璃钢夹砂顶管，当单次顶进长度较长、顶力分布不均或进行纠偏操作时，较大的弯曲应力可由金属层6承担，不会导致玻璃钢夹砂顶管出现损伤，并且大大改善了顶管间连接密封性。
为了进一步增加玻璃钢夹砂顶管径向和轴向强度，也可将金属层6延伸到管身2部位，如图2所示，或金属层6为一体，从管头1一直延伸到管尾3，如图3所示。
本实用新型采用的金属层6的结构为金属板，优选设有多个通孔的金属板，分别如图4a、4b所示。为了增加金属层与顶管中其它成分的结合，在带孔金属板或不带孔金属板的内表面可设置拉毛或齿槽结构，以形成凸凹不平的表面。其中的金属层优选钢质材料。
见图5和图6，为了进一步增加顶管连接时的密封性，在管头1和/或管尾3外壁的凹台设有用于套设橡胶密封圈9的一个或多个凹槽8。橡胶密封圈9可采用楔型橡胶密封圈或椭圆型遇水膨胀橡胶密封圈。本实用新型玻璃钢夹砂顶管连接时，先在凹槽8内套设橡胶密封圈9，然后通过套环5压迫橡胶密封圈9来密封套环5和管头1管尾3之间的缝隙，防止顶管内液体的外漏。为了减小顶管顶进过程中的外壁与土壤层之间的摩擦阻力，可在所述的凹台内还可设有用于注浆减阻的一个或多个注浆孔(图中未示出)。
最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
权利要求1.一种玻璃钢夹砂顶管，包括管头、管身和管尾，管身以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，管头和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，其特征在于所述管头和/或管尾外侧具有由金属层构成的凹台。
2.根据权利要求1所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于所述管头和/或管尾设有的金属层延伸到所述管身部分。
3.根据权利要求1所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于所述的金属层从管头延伸到管尾。
4.根据权利要求1、2或3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于所述的金属层为金属板。
5.根据权利要求4所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于所述的金属板为设有多个通孔的金属板。
6.根据权利要求4所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于所述的金属板内表面具有拉毛或齿槽结构。
7.根据权利要求1、2或3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于所述的凹台设有用于套设橡胶密封圈的一个或多个凹槽。
8.根据权利要求1、2或3所述的玻璃钢夹砂顶管，其特征在于所述的凹台设有用于注浆减阻的一个或多个注浆孔。
专利摘要本实用新型涉及一种玻璃钢夹砂顶管，其包括管头、管身和管尾，管身以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，以石英砂或碳酸钙为填料层，管头和管尾以树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料层，所述管头和/或管尾外侧具有由金属层构成的凹台。本实用新型解决了现有玻璃钢夹砂顶管存在的不能承受较大轴向顶力和弯曲应力以及顶管间密封性不好的问题，增大了单次顶进长度和减少了施工中顶管损坏情况的发生，并改进了顶管间的密封性。
文档编号F16L21/00GK2869527SQ20052012878
公开日2007年2月14日 申请日期2005年12月31日 优先权日2005年12月31日
发明者司金峰 申请人:陕西竞业玻璃钢有限公司