专利名称：输储式多功能预应力内排治污管道的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输储式多功能预应力内排治污管道。
技术背景 在过去几十年内，我国有过几次全国性的或区域性的治水高潮。建造了几十座特大型水库和几百座中、小型水库，开挖了几十条大河和几百条小河，配套建设了几千个大、中、小型灌区，还用钻机打成了几十万口深水井和几百万口浅水井，完成了最基本的农田建设，使大部分旱地变成了水田，为农业连年增产、增收起了决定性的作用。进入新世纪以来，由于全球气候变暖，引发的“不良现象”特别明显，各个区域的降水相对减少，极端气候变化与气象灾害以及地质事件特别频繁，高温、干旱、大雾、大雪、暴雨、洪水、地裂、地陷等时有发生，受损害程度都在连年上升和加重。由此可见传统的水利设计方案已满足不了当代水利建设的要求。我国幅员辽阔，地形、地质、地况特别复杂，受山川、河流、湖泊、草原、沙漠、高原、丘陵、洼地等方面的影响，造成各个区域的水资源占有量相对悬殊很大。全国人均水资源的保有量已明显低于国际上公认的人均1000立方米的缺水标准。有的严重缺水的省市还达不到以上标准的1/3。在华北平原地区由于超采地下水，已形成了总面积超过5万平方公里的世界上最大的地下水漏斗。华南地区和西南地区受极端气候的影响也很难摆脱连年干旱和洪涝灾害的困境。如何建设水资源配置工程，如何保护和改变生态环境，如何进行防洪、用洪、储洪工程，如何合理设计引水、输水、调水工程，如何建立节水、节能、节资的供水管理体系，确实是一个非常庞大、又非常复杂，非常规范、又非常专业的系统工程。中央水利工作会议强调了加快水利改革发展的重要性，同时还更进一步的明确了重点任务。一要着力加强农田水利建设。二要着力提高防洪保障能力。三要着力建设水资源配置工程。四要着力推进水生态保护和水资源治理。五要着力实行最严格的水资源管理制度。六要着力提高水利科技创新能力。为此依据中央有关水利以及其他方面的方针政策，依据我国各个区域的地质条件，依据我国水资源的分布情况，结合混凝土有关的工艺、技术、性能、标准进行“结构、功能、效应”等方面的创新是非常必要的。研制一种“能沿江河自流输水，能用管道净化清水，能建体系控制供水，能多储存应急用水，能跨区域大量调水，能进沙漠配置海水”的输储式多功能预应力内排治污管道是特别适时的，也是特别有创新价值、有长远的战略意义的。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种输储式多功能预应力内排治污管道，可以彻底的改变传统引水、调水工程的结构方式，可以形成输水、储水、供水工程的多项功能，可以大幅度地降低工程造价，可以明显地提高工程标准，可以合理的建立集“节水、治污、环保”为一体的系统工程。本实用新型采用如下技术方案[0007]本实用新型其包括混凝土管体和设置在管体内的由环筋和纵筋制成的圆筒形骨架，所述圆筒形骨架包括外层骨架和里层骨架，外层骨架上设置有环向筒管，外层骨架和里层骨架之间设置有纵向筒管，在环向筒管和纵向筒管内分别设置有经张拉产生预应力由锚具固定的钢绞线，在管体的底部设置有连接梁，在连接梁内设置有体内排水管，在管体的端部设置有连接箱。本实用新型的环向筒管通过呈均匀分布的加强筋与外层骨架相连接，在管体的上、下或两侧设置有支撑板，在支撑板的两侧设置有固定钢绞线的锚具，外层骨架和里层骨架之间设置有预留连接孔，在预留连接孔内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线。本实用新型支撑板的底部设置有连接梁，连接梁截面为梯面形、弧面形或方面形在管体内壁下部设置有和体内排水管相连通的排水孔。 本实用新型在管体的端部设置有连接箱，在连接箱内设置有自动放水阀、体外放水管，在连接箱的上部设置有功能房，功能房设置在地平面的上部。本实用新型两个以上的并连管体构成储水舱，在并连管体之间设置有连接架，在连接架内设置有加力孔，在加力孔内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线，在储水舱的中部设置有连接箱，在连接箱的中部和储水舱的端部设置有自动控制闸，在储水舱的底部设置有排水孔和体内排水管，在连接箱的下部设置有体外放水管和自动放水盖。本实用新型在连接箱的上部设置有功能房，在功能房内设置有减压阀、水质检测装置和高程上水泵，在连接箱的侧部设置有自动放水阀和体外放水管，在连接箱的下部设置有排水孔和体内排水管。本实用新型在管体和支撑板的底部设置有连接梁，连接梁的底部设置有限位墩，在支撑板、连接梁和限位墩之间设置有隔振板，在支撑板、连接梁和限位墩的下部设置有垫层，在连接梁和垫层之间设置有隔振板。本实用新型在管体的端部和另一段管体的端部设置有对口连接缝，在对口连接缝两端管体内或管体外端面设置有高压止水带。本实用新型的积极效果如下本实用新型采用环向预应力网状结构和重加预应力结构的新模式，可以制成内径
I.5-16米以上，长30-500米以上的预应力混凝土管体。还可以制成横向3-5根管体并连，长100-5000米以上的储水舱。采用“渐进张拉”和分段助拉的新工艺、新技术，在管体承受外荷载前先对混凝土管体预加压力，还通过利用管体预留连接孔和加力孔进行重加压力，能起到平衡管体载面受力的作用，保证已形成向心应力和并连应力的管体不出现压应力和拉应力作用下的开裂。采用纵向连接的新工艺、新技术，能把分段施工的管体连接成为几公里或几百公里以及几千公里长的专用管道。本实用新型采用体内排水、体外放水的新方式，解决了管内淤积的技术难题。在管体的底部设置连接梁，在连接梁内设置排水管，利用内水压力在输水过程中把管体内壁底部沉积的泥沙通过大小孔径不等、孔距不等的排水孔排到体内排水管，通过体内排水管排到连接箱内，通过体外放水管排到指定的坑塘内，可以改造成小面积的湿地，能起到保护生态和改变生态环境的作用。本实用新型采用一箱多用的新构造，巧妙的利用变体式连接箱的结构优势，设置方形或多角形的连接箱，能把管体设计成为纵向直流管道和横向分流以及斜向分流管道。利用变体方式，设置隔层空间，通过连接梁体内排水管，把管体底部的泥沙排干净。利用通体方式能把三孔并连的管体连在一起。利用扩体方式，在连接箱的上部设置功能房，在功能房内设置减压阀，水质检测装置、高程深水泵等配套体系。本实用新型采用三孔并连管体的新结构，利用坑塘和低洼地建设储水舱，不但不占用农田地而且还能利用工程开挖的弃土再造大面积的平地，如能因地制宜在黄河、长江、湘江以及其他大江、大河的两岸利用地面落差，在行洪期把多余的洪水输到若干个储水舱内，不但能减少洪水压力而且还能储存几亿或几十亿立方的应急用水，能达到摆脱干旱灾害的目的。还能达到保护生态环境的大目标。除此以外还能利用管道建设跨区域的调水工程。本实用新型采用整体连接、分段限位的基础方式，利用连接梁增加管体的承载力， 能保证管体达到抗变形、抗剪切、抗扭曲的标准。在管体的端部或中部分段设置限位墩，在限位墩和连接梁之间以及连接梁和垫层之间设置隔振板，能达到抗沉降、抗位移、抗地震的高标准要求。
附图I为本实用新型管体结构示意图。附图2为本实用新型管体和连接梁断面结构示意图。附图3为本实用新型管体和限位墩断面结构示意图。附图4为本实用新型管体和连接箱连接侧立面结构示意图。附图5为本实用新型并连管体断面结构示意图。附图6为本实用新型管体和储水舱俯视结构示意图。附图7为本实用新型储水舱和连接箱断面结构示意图。附图8为本实用新型管体和功能房断面结构示意图。在附图中1管体、2外层骨架、3环向筒管、4里层骨架、5纵向筒管、6钢绞线、7锚具、8外层环筋、9外层纵筋、10加强筋、11里层环筋、12里层纵筋、13支撑板、14排水孔、15体内排水管、16连接梁、17限位墩、18预留连接孔、19隔振板、20垫层、21对口连接缝、22高压止水带、23连接箱、24功能房、25自动放水阀、26体外放水管、27地平面、28连接架、29加力孔、30自动控制闸、31储水舱、32自动放水盖、33减压阀、34水质检测装置、35高程上水泵。
具体实施方式
如附图1-8所示，本实用新型包括混凝土管体I和设置在管体I内的由环筋和纵筋制成的圆筒形骨架，所述圆筒形骨架包括外层骨架2和里层骨架4，外层骨架2上设置有环向筒管3，外层骨架2和里层骨架4之间设置有纵向筒管5，在环向筒管3和纵向筒管5内分别设置有经张拉产生预应力由锚具7固定的钢绞线6，在管体I的底部设置有连接梁16，在连接梁16内设置有体内排水管15，在管体I的端部设置有连接箱23。本实用新型的环向筒管3通过呈均匀分布的加强筋10与外层骨架2相连接，在管体I的上、下或两侧设置有支撑板13，在支撑板13的两侧设置有固定钢绞线6的锚具7，外层骨架2和里层骨架4之间设置有预留连接孔18，在预留连接孔18内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线6。本实用新型的支撑板13的底部设置有连接梁16，连接梁16截面为梯面形、弧面形或方面形在管体I内壁下部设置有和体内排水管15相连通的排水孔14。本实用新型在管体I的端部设置有连接箱23，在连接箱23内设置有自动放水阀25、体外放水管26，在连接箱23的上部设置有功能房24，功能房24设置在地平面27的上部。本实用新型的两个以上的并连管体I构成储水舱31，在并连管体I之间设置有连接架28，在连接架28内设置有加力孔29，在加力孔29内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线6，在储水舱31的中部设置有连接箱23，在连接箱23的中部和储水舱31的端部设置有自动控制闸30，在储水舱31的底部设置有排水孔14和体内排水管15，在连接箱23的下部设置有体外放水管26和自动放水盖32。本实用新型在连接箱23的上部设置有功能房24，在功能房24内设置有减压阀 33、水质检测装置34和高程上水泵35，在连接箱23的侧部设置有自动放水阀25和体外放水管26，在连接箱23的下部设置有排水孔14和体内排水管15。本实用新型在管体I和支撑板13的底部设置有连接梁16，连接梁16的底部设置有限位墩17，在支撑板13、连接梁16和限位墩17之间设置有隔振板19，在支撑板13、连接梁16和限位墩17的下部设置有垫层20，在连接梁16和垫层20之间设置有隔振板19。本实用新型在管体I的端部和另一段管体I的端部设置有对口连接缝21，在对口连接缝21两端管体I内或管体I外端面设置有高压止水带22。
以下结合附图将本实用新型做详细论述如附图I所示，在外层骨架2的里侧或外侧设置有外层纵筋9，在外层骨架2的里侧或外侧设置有外层环筋8，在外层骨架2的里侧或外侧设置有成均匀分布的由加强筋10固定的环向筒管3。在里层骨架4的里侧或外侧设置有里层纵筋12，在里层骨架4的外侧或里侧设置有里层环筋11，在环向筒管3和里层骨架4之间设置有纵向筒管5。排水孔14设置为直孔形或锥孔形。如附图1、2所示，本实用新型在管体I内设置有环向筒管3，在环向筒管3的里侧设置有纵向筒管5和预留连接孔18，钢绞线6在管体I下部进行相对交叉，在支撑板13的两侧进行相背张拉产生预应力后用锚具7在支撑板13两侧固定。纵向筒管5和预留连接孔18内设置有一根以上的钢绞线6，预留连接孔18用于分段施工的小口径管体I的连接，也可用于大口径管体I和并连管体I的纵向连接。在管体I的底部设置有梯形连接梁16，在梯形连接梁16内设计有体内排水管15，体内排水管15的上面设置有排水孔14，在梯形连接梁16和支撑板13的下部设置有限位墩17。如附图3所示，本实用新型在管体I内设置环向筒管3，在管体I的上部设置有支撑板13，在支撑板13的两侧设置有呈均匀分布的用于张拉的锚具7。支撑板13设置在管体I的下部也可设置在管体I的两侧。在管体I的底部设置有圆形连接梁16，也可设置方形连接梁16。在连接梁16内设置有体内排水管15，在环向筒管3之间设置有连通管体I和体内排水管15的排水孔14。在连接梁16和支撑板13的下部设置有限位墩17，在限位墩17和支撑板13、连接梁16之间设置有隔振板19，限位墩17的两侧可以延长也可以加深，能起到保护管体正常输水的作用。[0042]如附图4所示，本实用新型在管体I内设置有外层环筋8、外层纵筋9和环向筒管3，设置的里层环筋11、里层纵筋12和环向筒管3之间设置有纵向筒管5。在管体I的下部设置有排水管14、体内排水管15、连接梁16、限位墩17，体内排水管15和连接箱23相连通。在管体I和限位墩17之间设置有隔振板19，在限位墩17和连接梁16底部设置有垫层20。在端部管体I内分别设置有高压止水带22，在管体I端部外面可设计外套式的高压止水带22。如附图5所示，本实用新型设置的管体I可以进行并连，在三根管体I进行并连的中间连接的上部和下部分别设置有连接架28，在连接架28内设置有加力孔29，在加力孔29内设置有一根以上的钢绞线6，在环向筒管3的里侧设置有预留连接孔18，在管体I进行纵向连接时，分段用加力孔29和预留连接孔18内的钢绞线6进行应力平衡，达到并连管体I整体受力均匀的目标。在并连管体I的底部设置有连接梁16，在体内排水管15的上部设置有和管体I内壁下平面相连通的排水孔14。在支撑板13和连接梁16的底部设置有隔振板19，在隔振板19的下部设置有限位墩17。如附图6所示，本实用新型设置的并连管体I的中部或端部设置有通体式的连接箱23，在连接箱23内设置有体内排水管15、体外排水管、自动放水盖32，在并连管体I的端部和连接箱23的中部设置有自动控制闸30。利用连接箱23把三根并连的管体I连在一起形成可储存100万立方以上的特大型储水舱31。在并连管体I形成的储水舱31的管体I的外侧设置有外层环筋8、外层纵筋9和环向筒管3，在管体I的里侧设置有里层环筋11、里层纵筋12，在环向筒管3的里侧设置有纵向筒管5。在储水舱31的两端单根管体I的端部设置有对口连接缝21，在对口连接的管体I的端部内设置有高压止水带22。如附图7所示，本实用新型所设置的通体式连接箱23内设置有排水孔14、体内排水管15、自动控制闸30、自动放水盖32，在连接箱23的底部设置有垫层20、体外放水管26，在连接箱23的中部设置有自动控制闸30，能调控储水舱31内的储水量，能调疏储水舱31内的沉积泥沙。如附图8所示，本实用新型在管体I的中部或端部设置有扩体式的连接箱23，在连接箱23的下部设置有排水孔14、体内排水管15、体外放水管26，在连接箱23的侧部设置有自动放水阀25和水质检测装置34，在另一侧设置有和功能房24相连通的高程上水泵35， 功能房24设置在地平面27的上部或下部。本实用新型以结构创新为先导，以功能配置为核心、以组合效应为目标，以优化体系为动力，能达到进行主体科技创新、建立系统工程的高标准要求。本实用新型采用环向预应力网状结构和重加预应结构的新模式，在管体I截面不均等的部位设计预留连接孔18和加力孔29，改变了管体I的构造方式，属于结构创新的范围，符合纵向预应力结构的基础理论。利用加力孔29内设置的钢绞线6平衡环向预应力是并连管体I的关键技术，能把几米或十几米内径的管体I进行多根并连，可以用于几十个流量以上的长线调水工程。本实用新型在管体I的底部设置连接梁16，在连接梁16内设置体内排水管15，在管体I内壁下平面设置和体内排水管15相连通的排水孔14应属于“结构功能创新”，能有效的降低长线输水千分之三的坡降比例，能解决在江、河中下游进行输水造成管道淤积的“技术难题”。体内排水管15利用管体I小坡降的流速、流量，通过排水孔14把在输水过程中沉积的泥沙排到连接箱23底部，通过体外放水管26排到指定的低洼坑塘内，也可形成小面积的湿地，也可用于填坑造田，对保护生态和改变生态能起到很大的作用。本实用新型在管体I的底部设置限位墩17，可以用于软地基沉陷区、煤矿采空区、多发地震区等特别复杂地质条件下的大流量的调水工程。在管体I底部设置的连接梁16能通过限位墩17把几十公里或几百公里长的管道连在一起。在连接梁16和限位墩17之间设置隔振板19，能增强抗冲击、抗位移、抗震动的性能。在管体I的端部设置连接箱23，能从根本上增加管道输水的功能，能满足丘陵地区和平原地区建立管网的需要。本实用新型在管体I的端部设置储水舱31，从根本上改变了小灌区输水的构造方式，改变了长线输水用水库调节流量的传统方案，增强了抵御自然灾害的能力，提高了水利建设的活力。如能利用缺水地区的坑塘建立大小不同的储水舱31，不但能为合理配置水资源起到积极的作用，而且还可以利用工程弃土填造大面积的田地，还可以在储水舱31的上平面进行回填造地，能真正把储水舱31建成为生态工程和价值工程。·[0051]本实用新型结构合理，符合节水、节地、节能、节资、节源等方面的要求，在今后的发展过程中能利用管道输水替代过去的明渠输水，能把过去的老灌溉区改造成现代化的新灌区。在丘陵地区或半山区可以利用管道和储水舱31把大暴雨形成的积水进行储存，进入当地的水资源配置体系。在有小落差地形的沿河两岸，依据当地的用水量建立有保障的自流灌区。在高原地区建立梯级扬水站，把低产田变成高产田，能真正的达到节水、治污、环保的高标准要求。本实用新型具备了多方面的特有功能，不但适用于地方输水工程，而且还适用于长距离跨区域的大、中型的调水工程，还可以用于跨山川、越草原、过沙漠的大型、特大型的海水西调或北调工程，还可以用于跨国界的调水工程。在工程的建设过程中可以利用即有的功能条件，建立自动供水体系，建立最严格的用水管理制度，能达到环保工程、智能工程、效益工程的高标准要求。在今后10年或几十年内，本实用新型所述的输储式多功能预应力内排治污管道如能连续参与现代水利建设的重点工程，必然会发展成为有行业特色的“新结构体系”。
权利要求1.一种输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于其包括混凝土管体(I)和设置在管体(I)内的由环筋和纵筋制成的圆筒形骨架，所述圆筒形骨架包括外层骨架(2)和里层骨架(4)，外层骨架(2)上设置有环向筒管(3)，外层骨架(2)和里层骨架(4)之间设置有纵向筒管(5)，在环向筒管(3)和纵向筒管(5)内分别设置有经张拉产生预应力由锚具(7)固定的钢绞线(6)，在管体(I)的底部设置有连接梁(16)，在连接梁(16)内设置有体内排水管(15 )，在管体(I)的端部设置有连接箱(23 )。
2.根据权利要求I所述的输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于所述的环向筒管(3)通过呈均匀分布的加强筋(10)与外层骨架(2)相连接，在管体(I)的上、下或两侧设置有支撑板(13)，在支撑板(13)的两侧设置有固定钢绞线(6)的锚具(7)，外层骨架(2)和里层骨架(4)之间设置有预留连接孔(18)，在预留连接孔(18)内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线(6)。
3.根据权利要求2所述的输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于支撑板(13)的底部设置有连接梁(16)，连接梁(16)截面为梯面形、弧面形或方面形，在管体(I)内壁下部设置有和体内排水管(15)相连通的排水孔(14)。
4.根据权利要求I或2所述的输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于在所述管体(I)的端部设置有连接箱(23)，在连接箱(23)内设置有自动放水阀(25)、体外放水管(26 )，在连接箱(23 )的上部设置有功能房(24 )，功能房(24 )设置在地平面(27 )的上部。
5.根据权利要求I或2所述的输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于两个以上的并连管体(I)构成储水舱(31)，在并连管体(I)之间设置有连接架(28)，在连接架(28)内设置有加力孔(29)，在加力孔(29)内设置有一根以上经张拉产生预应力的钢绞线(6)，在储水舱(31)的中部设置有连接箱(23)，在连接箱(23)的中部和储水舱(31)的端部设置有自动控制闸(30 )，在储水舱(31)的底部设置有排水孔(14)和体内排水管(15 )，在连接箱(23)的下部设置有体外放水管(26)和自动放水盖(32)。
6.根据权利要求I或2所述的输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于在连接箱(23)的上部设置有功能房(24)，在功能房(24)内设置有减压阀(33)、水质检测装置(34 )和高程上水泵(35 )，在连接箱(23 )的侧部设置有自动放水阀(25 )和体外放水管(26 )，在连接箱(23)的下部设置有排水孔(14)和体内排水管(15)。
7.根据权利要求2所述的输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于在所述管体(I)和支撑板(13)的底部设置有连接梁(16)，连接梁(16)的底部设置有限位墩(17)，在支撑板(13)、连接梁(16)和限位墩(17)之间设置有隔振板(19)，在支撑板(13)、连接梁(16)和限位墩(17)的下部设置有垫层(20)，在连接梁(16)和垫层(20)之间设置有隔振板(19)。
8.根据权利要求I或2所述的输储式多功能预应力内排治污管道，其特征在于在所述管体(I)的端部和另一段管体(I)的端部设置有对口连接缝(21)，在对口连接缝(21)两端管体(I)内或管体(I)外端面设置有高压止水带(22 )。
专利摘要本实用新型涉及一种输储式多功能预应力内排治污管道，其包括混凝土管体和设置在管体内的由环筋和纵筋制成的圆筒形骨架，所述圆筒形骨架包括外层骨架和里层骨架，外层骨架上设置有环向筒管，外层骨架和里层骨架之间设置有纵向筒管，在环向筒管和纵向筒管内分别设置有经张拉产生预应力由锚具固定的钢绞线，在管体的底部设置有连接梁，在连接梁内设置有体内排水管，在管体的端部设置有连接箱。本实用新型可以彻底的改变传统引水、调水工程的结构方式，可以形成输水、储水、供水工程的多项功能，可以大幅度地降低工程造价，可以明显地提高工程标准，可以合理的建立集“节水、治污、环保”为一体的系统工程。
文档编号E03F3/04GK202730931SQ201220108300
公开日2013年2月13日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者张楸长 申请人:张楸长