一种降低埋藏式压力钢管外压的排水装置的制作方法

1.本实用新型涉及水利水电工程领域，具体是一种降低埋藏式压力钢管外压的排水装置。


背景技术：

2.埋藏式压力钢管是指埋入岩体内并在钢管与围岩间回填混凝土的钢管。压力钢管的外水压力有两个来源，一是山体自身的地下水压力，二是钢管上游钢筋混凝土衬砌内水外渗作用于钢管上的水压力。相同条件下，钢管抗内压的能力强于抗外压的能力，钢管在外压作用下容易产生失稳，因此，考虑经济合理性，应进行排水降压设计。
3.现有排水降压的主要措施包括：(1)在压力钢管上部设置排水廊道，排水廊道横截面四周埋设辐射状的排水管，形成排水网，钢管周围的外水沿着排水管汇集于排水廊道而排出；(2)钢管外壁采用环向集水槽钢，设置平行于钢管轴线的排水管将槽钢内的水体引至厂房内而排出，(3)钢管外壁包裹复合排水板，外水顺着排水板而排出。
4.但是，现有设计存在如下缺陷：方法(1)需要额外开挖排水廊道，投资大；方法(2)钢管外壁与开挖隧道的间隙需满足安装排水系统的进人空间，相应的要增加隧道的开挖断面；而且排水距离长，出口流量难于准确预估，对厂房机电设备运行造成安全隐患；方法(3)的排水板容易在回填钢管外壁与隧道之间混凝土时发生堵塞，影响排水效果；钢板外壁与水流接触，容易产生腐蚀；另外排水板将钢管与回填混凝土隔开，影响钢管与围岩之间的联合受力。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的是提供一种降低埋藏式压力钢管外压的排水装置，其结构简单，可有效降低压力钢管的外水压力，适用于埋深大、外压高的埋藏式压力钢管。
6.本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
7.一种降低埋藏式压力钢管外压的排水装置，包括压力钢管、工业肥皂、环形槽钢、安装孔、排水阀，环绕压力钢管的横截面处的外壁设置一圈封闭的环形槽钢，沿横截面的环向均匀设置用于安装排水阀的安装孔，在安装孔处焊接加强板以加强安装孔，环形槽钢与压力钢管外壁、加强板形成的空腔作为集水槽，环形槽钢与压力钢管外壁、加强板采用点焊固定，环形槽钢与压力钢管外壁、加强板之间的无焊缝处的缝隙使用工业肥皂填塞，外水断渗入到压力钢管外壁周围时，外水冲走工业肥皂，沿着环形槽钢与加强板外壁的缝隙流入集水槽，所述排水阀用于将集水槽的水单向排入压力钢管。
8.进一步的，环向槽钢、加强板及安装孔沿压力钢管长度方向均匀布置多个。
9.进一步的，所述排水阀包括螺栓、出口挡圈、出口弹簧、球形塞子、进口弹簧、进口挡圈，所述螺栓为圆筒形状，螺栓的侧壁外表面部分带有螺纹，加强板沿厚度方向带有螺纹，螺栓上的螺纹与加强板上的螺纹形成配合，用于将排水阀固定在安装孔中；螺栓的圆筒
内壁出口部分直径大、进口部分直径小，出口端固定出口挡圈，进口端固定进口挡圈，在出口挡圈与进口挡圈之间依次放置出口弹簧、球形塞子及进口弹簧，出口挡圈与进口挡圈设置孔口，形成蜂窝面。
10.进一步的，所述加强板上设置止水橡皮，止水橡皮用于防止压力钢管的内水与外水沿螺栓与加强板的螺纹之间的间隙渗流。
11.进一步的，所述螺栓的上端面设置六角螺孔，安装、拆卸排水阀时，在六角螺孔中插入工具以旋转螺栓。
12.本实用新型的结构具有如下优点：
13.(1)无需额外开挖排水廊道，且安装时隧道开挖尺寸小，节约投资；
14.(2)通过排水阀将压力钢管外的水排入压力钢管内，整个装置排水距离短，流量容易控制；
15.(3)可通过安装孔检查集水槽是否被回填混凝土浆液堵塞，在浆液初凝前疏通集水槽；
16.(4)排水阀结构简单，安装、拆卸便利，方便维护、更换排水阀。
附图说明
17.图1为本实用新型埋藏式压力钢管排水装置的结构示意图；
18.图2为本实用新型安装排水阀前的示意图；
19.图3为图1中的a部分放大图；
20.图4为本实用新型环形槽钢与压力钢管连接图；
21.图5为本实用新型中排水阀的结构示意图。
22.图中：1—压力钢管，2—加强板，3—工业肥皂，4—环形槽钢，5—集水槽，6—安装孔，7—止水橡皮，8—排水阀，8.1—螺栓，8.2—出口挡圈，8.3—出口弹簧，8.4—球形塞子，8.5—进口弹簧，8.6—进口挡圈，8.7—螺纹，8.8—六角螺孔。
具体实施方式
23.下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明，但要求保护的范围并不局限于所述。
24.请参阅图1
‑
3，本实用新型实施例提供一种降低埋藏式压力钢管外压的装置，包括压力钢管1、加强板2、工业肥皂3、环形槽钢4、安装孔6、止水橡皮7、排水阀8。
25.如图2和图4所示，压力钢管1的横截面处的外壁设置一圈封闭的环形槽钢4，沿该横截面的环向均匀设置用于安装排水阀8的安装孔6，在安装孔6处焊接加强板2用于加强安装孔6，环向槽钢4、加强板2及安装孔6沿压力钢管1长度方向均匀布置多个，见图1。环形槽钢4与压力钢管1外壁、加强板2形成的空腔作为集水槽5。环形槽钢4与压力钢管1外壁、加强板2采用点焊固定，环形槽钢4与压力钢管1外壁、加强板2之间的无焊缝处的缝隙使用工业肥皂3填塞，防止回填混凝土时混凝土浆液进人集水槽5。
26.请一并参阅图5，所述排水阀8包括螺栓8.1、出口挡圈8.2、出口弹簧8.3、球形塞子8.4、进口弹簧8.5、进口挡圈8.6。
27.所述螺栓8.1为圆筒形状，螺栓8.1的侧壁外表面部分带有螺纹8.7，加强板2沿厚
度方向带有螺纹，螺栓8.1上的螺纹8.7与加强板2上的螺纹形成配合，用于将排水阀8固定在安装孔6中。加强板2上设置止水橡皮7，止水橡皮7用于防止压力钢管1的内水与外水沿螺栓8.1与加强板2的螺纹之间的间隙渗流。
28.螺栓8.1的上端面设置六角螺孔8.8，安装、拆卸排水阀8时，可在六角螺孔8.8中插入工具旋转螺栓8.1。螺栓8.1的圆筒内壁出口部分直径大、进口部分直径小，出口端固定出口挡圈8.2，进口端固定进口挡圈8.6，在出口挡圈8.2与进口挡圈8.6之间依次放置出口弹簧8.3、球形塞子8.4及进口弹簧8.5。出口挡圈8.2与进口挡圈8.6设置孔口，形成蜂窝面，水体可自由通过，排水阀8具有单向阀的功能，只允许水体从进口端流向出口端。
29.本实用新型工作原理：外水不断渗入到压力钢管1外壁周围，当外水充满压力钢管1外壁周围的裂隙时，压力增加，外水压力超过一定值时，外水冲走工业肥皂3，沿着环形槽钢4与压力钢管1外壁、加强板2外壁的缝隙流入集水槽5，当集水槽5充满水体时，由于外压大于内压，水流冲开排水阀8的球形塞子8.4排入压力钢管1内，当外压减小时，弹簧复原，排水阀8的球形塞子8.4在弹簧作用下关闭，此时完成了一个排水过程。
30.压力钢管分别完成回填灌浆与接触灌浆后，通过安装孔6检查混凝土浆液是否堵塞了集水槽5，若有堵塞，则在浆液初凝前疏通集水槽，最后安装排水阀8。压力钢管检修时，可顺便对排水阀8进行维护与更换。现场安装压力钢管管节时，压力钢管外壁不需要预留进人空间安装排水装置，所有压力钢管的安装工作可在管内完成。压力钢管外水直接通过排水阀8排入钢管内，而钢管内的水体不会流入到钢管外壁。
31.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。