一种水域钻爆隧道穿越管道的GFRP抗漂浮装置的制作方法

本实用新型涉及一种水域钻爆隧道穿越管道的GFRP抗漂浮装置，属于管道工程技术领域。

背景技术：

目前，隧道内管道抗漂浮管卡和连接件通常采用普通钢构件加防腐措施(如牺牲阳极和膏状物包覆的联合防护方案)或者是不锈钢构件。对于普通管卡，无论采用何种防腐措施，除了防腐施工自身质量难以保证外，管卡运输、安装施工都难免会对防腐结构造成损伤。对于牺牲阳极保护，对规则形状的管卡有一定的防护作用，但对于非规则构件，如螺栓、铰接结构等连接部件，其与主结构件之间的接触电阻较大，其表面电流分布不均，牺牲阳极无法对其进行有效的保护作用，其防护效果不好。同时，采用膏状物包敷螺栓等连接件，也存在密封不严诱发缝隙腐蚀。

而对于不锈钢构件方案,除投资高外，其使用条件也受到一定限制。以海底隧道穿越为例，由于海水中高浓度氯盐的存在，不锈钢连接构件的腐蚀更加难以控制，传统的不锈钢单一防腐措施很难达到腐蚀控制效果。

由于管道支墩采用普通碳钢钢筋，不锈钢锚固件与碳钢钢筋连接，两者存在因电位差导致的电偶腐蚀问题，这将大大加速钢筋腐蚀速度。这种电偶腐蚀可能造成钢筋锈蚀而管道支墩及其他锚固设施失效。

GFRP是以高分子树脂为基体，以玻璃纤维为增强体复合而成的复合材料，强度高、重量轻、耐腐蚀等优良特性，可作为钢筋、钢锚杆及钢质锚固件的替代材料等在国内煤炭、交通、市政领域有着一定的应用，形成了《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB50608-2010等标准。

技术实现要素：

为解决钢质管卡与连接件存在的腐蚀和防护难题，本实用新型的目的在于提供一种无腐蚀的水域钻爆隧道穿越管道的GFRP抗漂浮装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水域钻爆隧道穿越管道的GFRP抗漂浮装置，水域钻爆隧道底部设有隧道底板，混凝土管道支墩穿过所述隧道底板与底部岩石段固定连接，管道放置于所述混凝土管道支墩上方，且所述管道外周通过GFRP管卡固定，所述GFRP管卡底部通过GFRP锚固件固定在混凝土管道支墩上。

进一步的，所述混凝土管道支墩顶部设有与管道相对应的弧形凹槽。

进一步的，所述弧形凹槽的两端与管道的截面圆心所成的角不小于100度。

进一步的，所述GFRP管卡底部设有管卡底板，所述GFRP锚固件依次穿过管卡底板、混凝土管道支墩和岩石段以固定所述GFRP管卡。

进一步的，所述GFRP锚固件为GFRP锚固螺栓，且沿GFRP管卡两侧均匀布置。

进一步的，所述GFRP锚固螺栓的直径为20mm；管卡底板上的螺栓孔直径比GFRP锚固螺栓直径大0.5-1mm；管卡底板上的螺栓孔中心距管卡底板边缘距离不小于1.5倍的GFRP锚固螺栓直径；GFRP管卡每侧的螺栓孔中心间距不小于2.5倍的GFRP锚固螺栓直径。

进一步的，以OD1219管道为例，GFRP管卡的内半径为包括防腐层的管道外半径，取为615mm；混凝土管道支墩的高度为800mm，管卡底板厚度为22mm，GFRP管卡厚度为10mm。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型针对管道工程水域钻爆隧道穿越管道提出了无腐蚀的GFRP的抗漂浮装置，为今后GFRP抗漂浮体系在管道穿越工程的应用奠定了基础。

附图说明

图1为本实用新型所述水域钻爆隧道穿越管道的GFRP抗漂浮装置结构示意图；

图2a和图2b分别为GFRP管卡参数示意图；

其中，1-GFRP管卡，2-GFRP锚固件，3-管道，4-混凝土管道支墩。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种水域钻爆隧道穿越管道的GFRP抗漂浮装置，如图1所示，水域钻爆隧道底部设有隧道底板，水域钻爆隧道底部还设有水沟，混凝土管道支墩4穿过所述隧道底板与底部岩石段固定连接，所述混凝土管道支墩4顶部设有与管道3相对应的弧形凹槽，管道3放置于所述混凝土管道支墩4上方，且所述管道3外周通过GFRP管卡1固定，所述GFRP管卡1底部通过GFRP锚固件2固定在混凝土管道支墩4上。具体的，所述GFRP管卡1底部设有管卡底板，所述GFRP锚固件2依次穿过管卡底板、混凝土管道支墩4和岩石段以固定所述GFRP管卡1。所述GFRP锚固件2为GFRP锚固螺栓，且沿GFRP管卡1两侧均匀布置。

所述弧形凹槽2的两端与管道7的截面圆心所成的角不小于100度。

如图2a、2b所示，所述GFRP锚固螺栓的直径为20mm；管卡底板上的螺栓孔直径c比GFRP锚固螺栓直径大0.5-1mm；管卡底板上的螺栓孔中心距管卡底板边缘距离d₁不小于1.5倍的GFRP锚固螺栓直径；GFRP管卡1每侧的螺栓孔中心间距不小于2.5倍的GFRP锚固螺栓直径。

GFRP管卡1的内半径R为包括防腐层的管道外半径，取为615mm；混凝土管道支墩4的高度为800mm，管卡底板厚度a为22mm，GFRP管卡1厚度b为10mm。管卡底板宽度取为160mm。

GFRP锚固螺栓的加工总长度包括锚杆外露长度L₁100mm、管道支撑高度L₂220mm、混凝土管道支墩有效高度L₃580mm和岩石段锚固长度L₄2000mm，即GFRP锚固螺栓的加工总长度为2900mm，其中管道支撑高度L₂根据管道直径和支撑角度计算确定，岩石段锚固长度L₄由计算锚固力综合确定。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。