专利名称：玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管的制作方法
技术领域：
本实用新型属于给排水管道工程领域，具体涉及一种非开挖顶管施工用的管道结构。
背景技术：
顶管施工作为一种非开挖地下管道施工方法，能很方便的穿越公路、铁路、房屋、河流 等铺设地下管道，对交通影响小，开挖土方少，机械化程度高，被认为是一种现代化的地下 管道铺设方法，越来越多的地下管道工程采用这一施工方法。目前用于顶管的管材主要有玻 璃钢管、混凝土管、钢管等，这几种管材各有优劣，尤其是玻璃钢管具有轻质高强、顶进阻 力小、耐腐蚀等显著优点，但其管壁较薄，刚度相对较低。PCCP管是预应力钢筒混凝土管的
简称，是由预应力钢丝、钢套筒、混凝土构成的复合管材，具有刚度高，强度好，成本相对 较低等特点，是一种比较理想的管材，在大口径管道中，预应力钢筒混凝土管占有较大的市
场份额，但外壁粗糙不利于顶管施工，且接头为钢制件，易腐蚀，因此PCCP管在顶管施工
中较少应用。 发明内容
本实用新型的目的在于提供一种玻璃钢与钢筒混凝土管复合的顶管，该顶管具有刚度 高、强度好、耐腐蚀的特点。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管， 它包括预应力钢筒混凝土管；预应力钢筒混凝土管包括钢套筒、混凝土结构层、预应力钢丝 缠绕层，钢套筒的外侧面灌注有混凝土结构层，混凝土结构层的外侧面缠绕有预应力钢丝缠 绕层；预应力钢筒混凝土管的右端部为承口，预应力钢筒混凝土管的左端部为插口；其特征 在于钢套筒的内侧设置有玻璃钢内衬层，玻璃钢内衬层与钢套筒之间设有过渡层(玻璃钢 内衬层与钢套筒由过渡层连接成一体)；预应力钢丝缠绕层外面制作有外保护层(外保护层 与预应力钢丝缠绕层连接成一体)；钢套筒的左端部的外侧面固定设置有环形的玻璃钢插头， 玻璃钢插头的外侧面设有2 5道环形凹槽；混凝土结构层的左端部内浇注有插口钢筋骨架， 混凝土结构层的右端部内浇注有承口钢筋骨架。
所述的过渡层的材料为树脂砂浆、混凝土或玻璃钢。树脂砂浆层采用灌注树脂砂浆而成。 注混凝土层采用灌注混凝土而成。玻璃钢层采用拉挤玻璃钢或RTM等工艺制作形成。
所述的外保护层的材料为树脂砂浆、水泥砂浆、玻璃钢或热塑性材料。
本实用新型的有益效果是
1、 采用钢套筒的内侧设置有玻璃钢内衬层，即玻璃钢与预应力钢筒混凝土管相复合， 既具有玻璃钢管的耐腐蚀的优点，又具有预应力钢筒混凝土管的刚度高、强度好的优点。插 口处放置橡胶圈的环形凹槽面为玻璃钢插头，具有玻璃钢管的耐腐蚀的优点。
2、 玻璃钢插头的左端凸出钢套筒的左端，过渡层的左端部包裹钢套筒的左端，避免了钢套筒的左端裸露在外面，具有耐腐蚀的优点。采用玻璃钢内衬层的右端凸出钢套筒的右端， 过渡层的右端部包裹钢套筒的右端，避免了钢套筒的右端裸露在外面，具有耐腐蚀的优点。
3、 在预应力钢丝缠绕层外面制作有外保护层，外壁光滑平整，既能起到防腐蚀的作用， 又能起到减小顶进阻力。
4、 管道的内壁采用玻璃钢内衬层，内壁的糙率系数较小，对管道的流量的影响小。
5、 接头简单、连接方便，能够广泛应用于非压力顶管及压力顶管施工中。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为图1中A-A截面图； 图3为图1中B部放大图4为本实用新型管身长度缩短后的结构示意图； 图5为本实用新型复合钢套筒的结构示意图； 图6为两节复合顶管连接时的接头局部放大图中l一插口， 2 —环形凹槽，3—承口， 4一插口端面，5—承口端面，6 —玻璃钢内衬 层，7-过渡层，8-钢套筒，9-混凝土结构层，10-预应力钢丝缠绕层，11-外保护层，12—接 头衬垫，13 —玻璃钢插头，14一橡胶圈；15—插口钢套筒，16 —管身钢套筒，17 —承口钢套筒， 18-插口钢筋骨架，19-承口钢筋骨架。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面 的实施例。
实施例1:
如图l、图2、图3、图4所示，玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管，它包括预应力钢 筒混凝土管、玻璃钢内衬层6、过渡层7、外保护层ll;过渡层7的材料为树脂砂浆，外保 护层ll的材料为树脂砂桨；预应力钢筒混凝土管包括钢套筒8、混凝土结构层9、预应力钢 丝(钢筋)缠绕层IO，钢套筒8的外侧面灌注有混凝土结构层9，混凝土结构层9的外侧面 缠绕有预应力钢丝缠绕层10;预应力钢筒混凝土管的右端部为承口 (图4的右边为右，左边 为左)，预应力钢筒混凝土管的左端部为插口 (或称为插头)；钢套筒8的内侧设置有玻璃钢 内衬层6，玻璃钢内衬层6与钢套筒8之间设有过渡层7 (采用灌注树脂砂浆而成)，玻璃钢 内衬层6与钢套筒8由过渡层连接成一体;预应力钢丝缠绕层IO外面制作有外保护层11,外 保护层11与预应力钢丝缠绕层10连接成一体；钢套筒8的左端部(即插口处)的外侧面固 定设置有环形的玻璃钢插头13，玻璃钢插头13的外侧面设有2 5道环形凹槽2 (本实施例 的图4中为3道环形凹槽)；混凝土结构层9的左端部内浇注有插口钢筋骨架18 (由纵筋和 环筋焊接形成环形骨架，进行端部加强)，混凝土结构层9的右端部内浇注有承口钢筋骨架 19 (由纵筋和环筋焊接形成环形骨架，进行端部加强)。
所述的玻璃钢内衬层6的右端凸出钢套筒8的右端0. 1 cm 3cm;过渡层7的右端部包 裹钢套筒8的右端，外保护层11的右端部包裹预应力钢丝缠绕层10的右端；玻璃钢内衬层6、过渡层7、混凝土结构层9、外保护层11的右端面位于同一垂直面上(即承口端面5垂 直，与复合顶管的轴线垂直)。
外保护层11的左端部包裹预应力钢丝缠绕层10的左端；混凝土结构层9、外保护层11 的左端面位于同一垂直面上(即插口端面4垂直，与复合顶管的轴线垂直)。
如图5所示，所述的钢套筒8由插口钢套筒15、管身钢套筒16、承口钢套筒17组成， 玻璃钢插头13固定设置在插口钢套筒15的左部，插口钢套筒15的右端与管身钢套筒16的 左端焊接，管身钢套筒16的右端与承口钢套筒17的左端焊接。钢套筒8的左端部设玻璃钢 插头13构成本实用新型的复合钢套筒。
所述的钢套筒8的左端凸出混凝土结构层9的左端2 cm 50cm。
所述的玻璃钢插头13的左端凸出钢套筒8的左端0. 1 cm 3cm (即玻璃钢插头10超出 钢套筒8的插口端0. 1 cm 3cm);玻璃钢内衬层6的左端凸出钢套筒8的左端0. 1 cm 3cm; 过渡层7的左端部包裹钢套筒8的左端；玻璃钢内衬层6、过渡层7、玻璃钢插头13的左端 面位于同一垂直面上(与复合顶管的轴线垂直)。
玻璃钢插头13的右端部浇灌在混凝土结构层9内。 上述玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管的制作工艺，它包括如下步骤-
1) 复合钢套筒的制作在插口钢套筒的左部外侧面采用缠绕工艺制作玻璃钢件，然后 在玻璃钢件上开2 5道环形凹槽，形成玻璃钢复合钢筒插口结构；将玻璃钢复合钢筒插口 结构的插口钢套筒的右端与管身钢套筒的左端焊接，管身钢套筒的右端与承口钢套筒的左端 焊接，形成复合钢套筒；
2) 采用缠绕工艺在内衬模具上制作玻璃钢内衬层(采用玻璃纤维及其织物与树脂制作 而成)；玻璃钢内衬层的左端部制作成插口的形状，玻璃钢内衬层的右端部制作成承口的形 状；
3) 复合钢套筒套到玻璃钢内衬层外，在玻璃钢内衬层和复合钢套筒之间灌注树脂砂浆 形成过渡层；
4) 在复合钢套筒外套一个外模具，固定插口钢筋骨架18、承口钢筋骨架19 (插口钢筋 骨架18位于插口端，承口钢筋骨架19位于承口端)，在复合钢套筒与外模具的内壁之间灌 注混凝土，形成混凝土结构层；将外模具脱模；
5) 在混凝土结构层外部缠绕预应力钢丝形成预应力钢丝缠绕层；
6) 在预应力钢丝缠绕层外面浇注树脂砂浆，制作成外保护层；撤去内衬模具，形成玻 璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管。
实施例2:
与实施例1基本相同，不同之处在于过渡层的材料为混凝土(用混凝土替代树脂砂浆)。 实施例3:
与实施例l基本相同，不同之处在于外保护层的材料为水泥砂浆(用水泥砂浆替代树 脂砂浆)。
实施例4:与实施例l基本相同，不同之处在于外保护层的材料为玻璃钢(用玻璃钢替代树脂砂浆)。
实施例5:
与实施例l基本相同，不同之处在于外保护层的材料为热塑性材料(用热塑性材料替 代树脂砂浆)。
实施过程要注意控制插口端面4和承口端面5的端面垂直度。两节顶管之间通过承口、 插口进行承插连接(见图6)，顶管端面间设有接头衬垫12，玻璃钢插头13的橡胶圈凹槽设 有橡胶圈14，环形凹槽的数量和橡胶圈的形式由管道是否承受内压来进行选择确定。承口处 工作面长度不小于插口长度。玻璃钢的制作材料、制作设备、制作工艺可均采用现有公知技术。
权利要求1.玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管，它包括预应力钢筒混凝土管；预应力钢筒混凝土管包括钢套筒(8)、混凝土结构层(9)、预应力钢丝缠绕层(10)，钢套筒(8)的外侧面灌注有混凝土结构层(9)，混凝土结构层(9)的外侧面缠绕有预应力钢丝缠绕层(10)；预应力钢筒混凝土管的右端部为承口，预应力钢筒混凝土管的左端部为插口；钢套筒(8)的内侧设置有玻璃钢内衬层(6)，玻璃钢内衬层(6)与钢套筒(8)之间设有过渡层(7)；预应力钢丝缠绕层(10)外面制作有外保护层(11)；钢套筒(8)的左端部的外侧面固定设置有环形的玻璃钢插头(13)，玻璃钢插头(13)的外侧面设有2～5道环形凹槽(2)；混凝土结构层(9)的左端部内浇注有插口钢筋骨架(18)，混凝土结构层(9)的右端部内浇注有承口钢筋骨架(19)。
2. 根据权利要求1所述的玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管，其特征在于所述的 玻璃钢内衬层(6)的右端凸出钢套筒(8)的右端0.1 cm 3cm;过渡层(7)的右端部包裹钢套筒 (8)的右端，外保护层(11)的右端部包裹预应力钢丝缠绕层(10)的右端；玻璃钢内衬层(6)、 过渡层(7)、混凝土结构层(9)、外保护层(ll)的右端面位于同一垂直面上。
3. 根据权利要求1所述的玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管，其特征在于外保护 层(11)的左端部包裹预应力钢丝缠绕层(10)的左端；混凝土结构层(9)、外保护层(ll)的左 端面位于同一垂直面上。
4. 根据权利要求1所述的玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管，其特征在于所述的过渡层的材料为树脂砂浆、混凝土或玻璃钢。
5. 根据权利要求1所述的玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管，其特征在于所述的外保护层的材料为树脂砂浆、水泥砂浆、玻璃钢或热塑性材料。
专利摘要本实用新型属于给排水管道工程技术领域，具体涉及一种非开挖顶管施工用的管道。玻璃钢与预应力钢筒混凝土复合顶管，它包括预应力钢筒混凝土管；预应力钢筒混凝土管包括钢套筒、混凝土结构层、预应力钢丝缠绕层，钢套筒的外侧面灌注有混凝土结构层，混凝土结构层的外侧面缠绕有预应力钢丝缠绕层；其特征在于钢套筒的内侧设置有玻璃钢内衬层，玻璃钢内衬层与钢套筒之间设有过渡层；预应力钢丝缠绕层外面制作有外保护层；钢套筒的左端部的外侧面固定设置有环形的玻璃钢插头，玻璃钢插头的外侧面设有2～5道环形凹槽；混凝土结构层的左端部内浇注有插口钢筋骨架，混凝土结构层的右端部内浇注有承口钢筋骨架。该顶管具有刚度高、强度好、耐腐蚀的特点。
文档编号F16L9/14GK201373182SQ20092008423
公开日2009年12月30日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者宋建国, 曾爱军, 朱四荣, 李卓球, 陈建中 申请人:武汉理工大学;恒润集团有限公司