一种具有防腐层的钢质地下涵管和地下综合管廊的制作方法

本发明涉及一种具有防腐层的钢质地下涵管，还涉及一种含有该具有防腐层的钢质地下涵管的地下综合管廊。

背景技术：

地下综合管廊亦称地下共同沟，系指将供水、排水、电力、电信、光缆、热力、燃气等各种管线及其附属设备有选择性的集中安放于一个较大的管廊(或管道管沟)之内，共建共管或分管，避免日后反复拆建、破坏马路和干扰市民生活，达到合理有效的利用地下空间。

常规的地下综合管廊的结构通常是钢筋混凝土结构，对于地下结构，为了保证其负荷强度，需要增加混凝土厚度以及钢筋的密度和直径，因此造价高；由于地下混凝土结构施工繁琐，需要相对更长的工期来实现，且在低温室外条件下，人工不具备施工条件，这样导致工程很难预期完工，这必然给工程带来麻烦。同时，钢筋混凝土腐蚀问题也是制约工程使用的一个关键因素。

目前，随着材料科学和施工技术的进步，在城市地下施工中已经开始大量采用金属和复合材料的波形板结构来代替传统的钢筋混凝土结构，波形板结构具有重量轻、施工速度快等优点。

如中国专利CN 105735353A，公开日期2016年7月6日，公开了《一种装配式预制综合管廊》。该综合管廊由若干预制管节装配而成，每个预制管节是由U型底板、顶板、水平分仓板板组成，U型底板的内侧有牛腿、加腋板来支撑固定与顶板平行的水平分仓板，水平分仓板和U型底板之间采用锚固钢筋固定，成刚性连接，两者之间并采用止水条做防水处理，顶板置于U型底板的上端并用钢制牛腿、加腋板支撑固定，顶板与U型底板连接部位采用膨胀止水条防水处理。本发明结构设计合理，片状构件运输、吊装及安装方便，工厂化生产，质量可控，施工周期短，综合成本低，适用范围广，经济环保。

该综合管廊的缺点是结构横截面为矩形，材质为刚性结构的钢筋混凝土，且顶板与U型底板的上端的连接处虽然加载了固定措施，但此处仍为载荷承受薄弱地带，因此，此方案不是最佳的管廊基体的方案，在实际项目中为了满足更高的负荷强度，需要进行再加工，既耗费原材料又增加成本，更耽误工期。

如中国专利CN 204986056U，公开日期2016年1月20日，公开了《一种钢波纹涵管》，包括钢波纹涵管本体，所述钢波纹涵管本体是内外壁为热金属防腐层，在钢波纹涵管本体的内、外侧为二次喷涂环氧树脂涂层；钢波纹涵管之间通过承插式接头连接，然后通过专用高强度螺栓进行联接；在接口处涂抹专用YHHG管密封胶密封。其有益效果是：钢波纹涵管本体材料为一种ss400材料或Q345B材料，不仅成本更为便宜，其抗压性和抗腐蚀性等多方面性能均符合相关标准，采用承插口进行连接，操作方便、密封性能好，对特殊行业排污、重金属地区的抗防腐性能更强。

该钢波纹涵管的缺点是环氧树脂涂层需要添加特种助剂才能使用，常温下完全固化需要十几或者几十小时，低温下不宜作业，涂料对环境要求敏感，空气湿度越大，流动越快，会延长固化膜形成时间。环氧树脂涂层固化后具有良好的脆性，在外力作用下很容易造成防腐涂层的脱落，会形成腐蚀点。涂料的有机助剂对环境影响较大。

如中国专利CN 202927370U，公开日期2013年5月8日，公开了《一种防腐蚀波纹管》，包括波纹管体，波纹管体外壁上镶套有金属套环，金属套环通过一根金属导线与镁阳极棒相连接。该实用新型的防腐蚀波纹管，金属套环采用铝制成，并通过铜制成的金属导线连接到镁阳极棒上，从而达到提高波纹管的抗氧化、抗腐蚀的效果，延长波纹管的使用寿命，设计巧妙，安装简单，容易实现，具有良好的应用前景。

该防腐蚀波纹管的缺点是在海水等较为苛刻的环境条件下，会加速腐蚀镁阳极棒，缩短了波纹管的使用寿命，且地下管廊工程不可二次开挖，因此镁阳极棒的后期更换会增加成本。

技术实现要素：

为了解决现有涵管耐腐蚀能力不足的问题，本发明提供了一种具有防腐层的钢质地下涵管和地下综合管廊，该具有防腐层的钢质地下涵管和地下综合管廊利用装配式钢制波纹管廊(拱形)代替了常规钢筋混凝土结构(U型)管廊，解决了常规钢筋混凝土结构管廊局部受力过大、低温下难作业等难题，同时聚脲防腐涂料解决了沥青、环氧粉末、3PE等防腐涂料对环境要求高、需要添加有机助剂、固化膜受外力容易脱落等难题。另外由于管廊工程不可二次开发的特殊性，用外加电流阴极保护代替了常规的更换阳极保护法，为工程后期维护提供了便利。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有防腐层的钢质地下涵管，包括从内向外依次层叠设置的钢制波纹管基体、金属防腐层和聚脲防腐涂料层。

钢制波纹管基体的材质为Q345，钢制波纹管基体的内表面也设有金属防腐层。

金属防腐层为镀锌防腐层，该镀锌防腐层的规格为单面300g/m²或单面600g/m²。

该具有防腐层的钢质地下涵管呈水平状态，该具有防腐层的钢质地下涵管由上半管体和下半管体连接组成，上半管体的断面形状为向上凸的上弧形，下半管体的断面形状为向下凸的下弧形，该下弧形的圆心偏离该上弧形的圆心。

该上弧形左右对称，该下弧形左右对称，该上弧形的两端与该下弧形的两端对应连接，该下弧形的圆心位于该上弧形的圆心的正上方。

该上弧形的半径小于或等于该下弧形的半径。

该上弧形所对应的圆心角小于180°，该下弧形所对应的圆心角小于180°，该上弧形所对应的圆心角大于该下弧形所对应的圆心角。

该具有防腐层的钢质地下涵管的外表面含有螺纹形凸起的波纹。

一种地下综合管廊，含有多个依次连接的涵管，该涵管为上述的具有防腐层的钢质地下涵管，具有防腐层的钢质地下涵管通过导线串联有恒电流仪和金属阳极，恒电流仪位于具有防腐层的钢质地下涵管和金属阳极之间。

金属阳极为镁阳极块，相邻的两个所述涵管的连接处通过喷涂聚脲防腐涂料密封。

本发明的有益效果是：

该具有防腐层的钢质地下涵管和地下综合管廊利用装配式钢制波纹管廊(拱形)代替了常规钢筋混凝土结构(U型)管廊，解决了常规钢筋混凝土结构管廊局部受力过大、低温下难作业等难题，同时聚脲防腐涂料解决了沥青、环氧粉末、3PE等防腐涂料对环境要求高、需要添加有机助剂、固化膜受外力容易脱落等难题。另外由于管廊工程不可二次开发的特殊性，用外加电流阴极保护代替了常规的更换阳极保护法，为工程后期维护提供了便利。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述具有防腐层的钢质地下涵管的断面放大结构示意图。

图2是本发明所述具有防腐层的钢质地下涵管的断面结构示意图。

图3是本发明所述地下综合管廊的结构示意图。

10、具有防腐层的钢质地下涵管；20、恒电流仪；30、金属阳极；40、导线；

1、钢制波纹管基体；2、金属防腐层；3、聚脲防腐涂料层；4、上半管体；5、下半管体。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种具有防腐层的钢质地下涵管，包括从内向外依次层叠设置的钢制波纹管基体1、金属防腐层2和聚脲防腐涂料层3，如图1所示。

在本实施例中，钢制波纹管基体1的材质为Q345。钢制波纹管基体1的内表面也设有金属防腐层2。金属防腐层2为镀锌防腐层，该镀锌防腐层的规格为单面300g/m²或单面600g/m²。生产时，首先在钢制波纹管基体1的内外壁均经过热镀锌防腐处理形成金属防腐层2，规格为单面300g/m²或者600g/m²，外壁还需增涂聚脲防腐涂料，形成聚脲防腐涂料层3。聚脲防腐涂料层3在涂装时需要对波纹管(钢制波纹管基体1)外壁进行Sa2.5级喷砂处理，不需要喷涂底漆。

在本实施例中，该具有防腐层的钢质地下涵管使用时通常呈水平状态，该具有防腐层的钢质地下涵管由上半管体4和下半管体5连接组成，上半管体4的断面形状为向上凸的上弧形，下半管体4的断面形状为向下凸的下弧形，该下弧形的圆心偏离该上弧形的圆心，如图2所示。

在本实施例中，该上弧形左右对称，即图2中上半管体4的左半部分和右半部分互为镜像，该下弧形左右对称，即图2中下半管体5的左半部分和右半部分互为镜像，该上弧形的两端与该下弧形的两端对应连接，该下弧形的圆心位于该上弧形的圆心的正上方。该上弧形的半径小于该下弧形的半径，如该上弧形的半径比该下弧形的半径小5％～15％。该下弧形的圆心与该上弧形的圆心之间的距离为该下弧形的半径的4％～10％。该上弧形所对应的圆心角小于180°，该下弧形所对应的圆心角小于180°，即该具有防腐层的钢质地下涵管的断面形状呈橄榄形，该上弧形所对应的圆心角大于该下弧形所对应的圆心角，如该上弧形所对应的圆心角比该下弧形所对应的圆心角大5％～20％。该具有防腐层的钢质地下涵管可以为中国专利CN 204986056U中所示的波纹管，或者该具有防腐层的钢质地下涵管为螺旋波纹管，如图3所示，即该具有防腐层的钢质波纹管的外表面含有如螺杆的外表面所示的螺纹形凸起的波纹。

由于以往的预制混凝土结构的管廊横截面是矩形结构，作为地下结构，同样大小的载荷会在矩形的4个顶点(顶点的受力面积较小)形成应力集中，相比于管廊其他部位的载荷要大得多，因此结构的这些部位是薄弱地带，容易发生事故。该具有防腐层的钢质地下涵管采用拱形截面，会将矩形截面顶点的应力集中的载荷均匀的分布于整个拱形截面，不会产生应力集中的薄弱地带。在结构力学方面，拱形截面的受力情况要优于矩形截面。

下面介绍一种地下综合管廊，该地下综合管廊含有多个依次连接的涵管，该涵管为上述的具有防腐层的钢质地下涵管10，具有防腐层的钢质地下涵管10通过导线40串联有恒电流仪20和金属阳极30，即具有防腐层的钢质地下涵管10的钢制波纹管基体1通过导线40与恒电流仪20和金属阳极30电连接，恒电流仪20位于具有防腐层的钢质地下涵管10和金属阳极30之间，如图3所示。

恒电流仪20为现有市售产品，防腐层的钢质波纹管地下涵管10、导线40、恒电流仪20和金属阳极30在使用时均埋于地下，通过外加的恒电流仪20长期提供的稳定直流电以及辅助的金属阳极30，电流由金属阳极30经由土壤和导线40传输到具有防腐层的钢质地下涵管10，最终回到恒电流仪20组成闭合回路，给被保护的金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，使被保护金属结构电位低于周围环境。将金属阳极30埋于埋地管廊旁边，根据计算得到每根金属阳极30所能覆盖的范围，在每根金属阳极30所能覆盖范围内，安装一台恒电流仪20，将所有恒电流仪20接入单独的电力管网以便进行统一管理，并将电流数据传回控制室终端。具体的，金属阳极30为镁阳极块。

该具有防腐层的钢质地下涵管10通常在施工现场喷涂聚脲防腐涂料，待该具有防腐层的钢质地下涵管10表面的聚脲防腐涂料彻底固化后再将该具有防腐层的钢质地下涵管10进行拼接，从而组合成地下综合管廊，再对拼接连接处的部位进行重复喷涂聚脲防腐涂料，即相邻的两个所述涵管的连接处通过喷涂聚脲防腐涂料密封。

具有防腐层的钢质地下涵管和地下综合管廊采用装配式钢制波纹管廊(拱形)可以令管廊主体受力均匀，避免常规钢筋混凝土结构(U型)局部受力过大；聚脲防腐涂料无需添加有机助剂，可在低温、空气湿度大的条件下作业，且固化膜在回填土的外力作用下不会产生脱落；外加电流阴极保护法为建成后不开挖维护管廊外壁防腐工程提供了便利。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。