专利名称：一种用于水下铺设的抗浮管材及加工方法
技术领域：
本发明属于给排水工程装备和部件技术领域，具体涉及一种用于水下铺设的抗浮管材及加工方法。
背景技术：
在水下铺设管道需要进行抗浮设计，一般采用给管材进行配重和压放重物、深埋固定等方式，阻止管道上浮产生的管道失稳和破坏等问题。但是，给管材配重是按照克服浮力设计，在总管道一定长度上加装水泥块，进行防浮处理；在水下有回填的施工条件下，可以在管材中上方压放重物或深埋固定；而在海底和江河不进行回填条件下，只能在管材上分段加装水泥块，但是，由于水泥块为非连续均匀的重荷载，在水泥块与管材接合处会受到拉伸和剪切力，对管材连接配重处的强度有非常高的要求，而且水泥块通常采用哈夫连接固定，连接件防腐和维护处理困难，一旦配重实效，所铺设的管材将上浮，管道容易受损，因此会影响管道输送和区域通航及其他工况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种受力均匀、固定连接方便的用于水下铺设的抗浮管材及加工方法。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种用于水下铺设的抗浮管材，包括芯管和设置在芯管外壁上的加强筋；其特征在于所述加强筋是螺旋缠绕在芯管外壁上的空心热塑性管，热塑性管内填充有配重材料。其中，所述加强筋为一层或多层。其中，所述热塑性管为圆管、方管、梯形管或楔形管。其中，所述配重材料为水泥砂浆。一种用于水下铺设的抗浮管材的加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤
(1)将固定有螺旋加强筋的芯管竖直固定；
(2)利用砂浆泵，从螺旋缠绕的热塑性管的上端口灌注配重材料，灌注入的配重材料，依靠其自身的重力，从热塑性管的上端口向热塑性管的底部流动；
(3)当配重材料从热塑性管的下端口溢出时，封堵下端口，并停止灌注；
(4)静置芯管，待热塑性管内的配重材料充分固化后，将芯管平放，清理热塑性管的灌注进出口，并用PP或PE材料对进出口部位进行热熔焊接密封处理。
其中，上述方法步骤(I)和(2)还包括以下技术方案将固定有螺旋加强筋的芯管水平放置，利用砂浆泵在热塑性管两端建立灌注和抽吸砂浆循环，待配重材料在热塑性管内分布均匀后停止。采用上述技术方案所产生的有益效果在于
本发明的抗浮管材是利用热塑性管均匀螺旋缠绕在芯管外壁上，热塑性管内腔中灌注水泥砂浆或其它比重较大的固体材料，在原来加强筋的基础上同时灌注了配重，解决了管材非均匀受力的问题；并且加强筋可连续缠绕在多个首尾相连的芯管外壁上，使得芯管之间连接紧密，彻底解决了通常管材使用水泥块采用哈夫连接固定的缺点，以及连接件的防腐和维护处理困难等问题。灌注的水泥砂浆配重材料容易获得且成本低，且依靠配重材料自身重力灌注，简单易操作，这样加工成的管材成本低，安装简便，安全环保。本发明可用于排水管、排污管、低压输水管等需要对水管进行配重的场合，适用于海底或河流铺设管道以及高水位环境的管道埋设等施工应用中。
图I是本发明抗浮管材的结构示意 图2是本发明抗浮管材的连接方式示意图；
图3是本发明抗浮管材的灌注加工方法示意 图中，I、芯管,2、热塑性管，3、配重材料，4、砂浆泵，5、水泥砂浆池。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。如图I所示为本发明抗浮管材的结构示意图。抗浮管材包括芯管I和一层设置在芯管I外壁上的加强筋，加强筋也可以设置多层；加强筋是螺旋缠绕在芯管I外壁上的空心圆形热塑性管2，热塑性管2内填充有水泥砂浆配重材料。此外，热塑性管2还可以为方管、梯形管或楔形管。上述抗浮管材使用热塑性PP管或PE管基础材料，采用螺旋缠绕在芯管外壁上的方式；PP管或PE管的比重为O. 9-0. 96，比水轻，安放在水下本身会产生浮力；如果在水下管材没有灌注配重材料的情况下，芯管在承受环向外部压力的同时，因空腔体积的存在而让管材产生巨大的上升浮力，通过向热塑性管内腔中灌注水泥砂浆或其它比重较大固体材料，待其固化后给所要铺设于水下的管材提供均匀的配重，从而达到抗浮的目的。如图2所示为本发明抗浮管材的连接方式示意图，图中，两个芯管首尾相连，加强筋连续均匀螺旋缠绕在两个芯管的外壁上，使得两个芯管连接紧密，彻底解决了常规管材使用水泥块通过哈夫连接固定的缺点，以及连接件的防腐和维护处理困难等问题。如图3所示为本发明的加工灌注方法示意图。本发明的加工灌注方法包括以下步骤
(1)将固定有螺旋加强筋的芯管I竖直固定；
(2)利用砂浆泵4，从螺旋缠绕的热塑性管2的上端口灌注配重材料3，灌注入的配重材料3，依靠其自身的重力，从热塑性管2的上端口向热塑性管2的底部流动；
(3)当配重材料3从热塑性管2的下端口溢出时，封堵下端口，并停止灌注；
(4)静置芯管1，待热塑性管2内的配重材料3充分固化后，将芯管I平放，清理热塑性管2的灌注进出口，并用PP或PE材料对进出口部位进行热熔焊接密封处理。上述方法步骤(I)和(2)还包括以下技术方案将固定有螺旋加强筋的芯管I水平放置，利用砂浆泵4在热塑性管2两端建立灌注和抽吸砂浆循环，待配重材料3在热塑性管2内分布均匀后停止。
上述方法中的配重材料3为水泥砂浆或其它比重较大固体材料，水泥砂浆存储在水泥砂浆池5中，热塑性管2为PP管或PE管，可采用圆管或方管，一层或多层缠绕。本方法的灌注的配重材料容易获得且成本低，且依靠配重材料自身重力灌注，简单易操作；这样 加工成的管材成本低，安装简便，且安全环保。
权利要求
1.一种用于水下铺设的抗浮管材，包括芯管(I)和设置在芯管(I)外壁上的加强筋；其特征在于所述加强筋是螺旋缠绕在芯管(I)外壁上的空心热塑性管(2)，热塑性管(2)内填充有配重材料(3)。
2.根据权利要求I所述的ー种用于水下铺设的抗浮管材，其特征在于所述加强筋为ー层或多层。
3.根据权利要求I所述的ー种用于水下铺设的抗浮管材，其特征在于所述热塑性管(2)为圆管、方管、梯形管或楔形管。
4.根据权利要求I所述的ー种用于水下铺设的抗浮管材，其特征在于所述配重材料(3)为水泥砂浆。
5.一种用于水下铺设的抗浮管材的加工方法，其特征在于所述方法包括以下步骤 (1)将固定有螺旋加强筋的芯管(I)竖直固定； (2)利用砂浆泵(4)，从螺旋缠绕的热塑性管(2)的上端ロ灌注配重材料(3)，灌注入的配重材料(3)，依靠其自身的重力，从热塑性管(2)的上端ロ向热塑性管(2)的底部流动； (3)当配重材料(3)从热塑性管(2)的下端ロ溢出时，封堵下端ロ，并停止灌注； (4)静置芯管(1)，待热塑性管(2)内的配重材料(3)充分固化后，将芯管(I)平放，清理热塑性管(2)的灌注进出ロ，并用PP或PE材料对进出ロ部位进行热熔焊接密封处理。
6.根据权利要求5所述的ー种用于水下铺设的抗浮管材的加工方法，其特征在于所述方法步骤(I)和(2)还包括以下技术方案将固定有螺旋加强筋的芯管(I)水平放置，利用砂浆泵(4)在热塑性管(2)两端建立灌注和抽吸砂浆循环，待配重材料(3)在热塑性管(2)内分布均匀后停止。
全文摘要
本发明公开了一种用于水下铺设的抗浮管材及加工方法，属于给排水工程装备和部件技术领域，抗浮管材包括芯管和设置在芯管外壁上的加强筋；加强筋是螺旋缠绕在芯管外壁上的空心热塑性管，热塑性管内填充有配重材料。通过向热塑性管内腔中灌注水泥砂浆，形成加强筋，配重均匀，使得管材整体受力均匀；灌注的配重材料容易获得且成本低，且依靠配重材料自身重力灌注，简单易操作；连续螺旋缠绕的加强筋解决了常规管材使用的水泥块采用哈夫连接固定的缺点，以及连接件防腐和维护处理困难的问题。本发明可用于排水管、排污管、低压输水管等需要对水管进行配重的场合，适用于海底或河流铺设管道以及高水位环境的管道埋设等施工应用中。
文档编号B29D23/00GK102661454SQ20121017993
公开日2012年9月12日 申请日期2012年6月4日 优先权日2012年6月4日
发明者吴东红, 吴耕田, 王子艺, 罗佳 申请人:吴耕田