蛋形截面的管材的制作方法

本实用新型涉及一种可主要用于雨/污水的塑料管材。

背景技术：

以埋置于地面以下的重力流排放雨水、污水的输送管道系统为例，传统使用的都是截面为圆形的管材。圆形截面的管材能在同样材料用量的前提下得到最大的流通管径面积，但实践中发现，由于圆形截面管材的弧面较宽，在管道埋置沟槽的开挖施工中不仅会增加开挖的面积，而且在土方回填时也不利于将管材下方的回填图土夯实，而虚空不实的回填土在使用过程中管沟易出现沉降，并进而使管材连接处被逐渐撕裂甚至脱落。另一方面，由于圆形截面管材底部的圆弧较大，在管内的水流量一定时，会降低其水位高度导致水流较缓慢。为避免水流过于平缓导致的污泥等沉淀物沉积，就必须要相应增大管沟的坡度，这同样也直接导致了管网开挖费用的增大，而且在有需要建设提升泵站时，还会增加泵站建设的数量及建设费用，并增加后期设备的运行费用及管理费用。此外，目前市场上大量出现和使用的塑料材质的管材，受施工环境及回填土土质的影响，为提高其环刚度和满足工况需求，需采用更高刚度/高韧性的管材以满足工程应用需求，也提高了管材的制造和使用成本。

技术实现要素：

鉴于上述情况，本实用新型提供了一种包括但并非仅限于排水系统使用的蛋形截面的管材，可以满意解决上述问题。

本实用新型蛋形截面的管材，其基本结构是管的截面形状为在内壁面平滑且其一直径方向上的两端分别具有大小不同半径圆弧的蛋形形状，也可称为是一种长轴的两端具有不同大小半径圆弧的异形椭圆形状。敷设施工时，应以蛋形截面排水管中的该较大半径圆弧端在上，较小半径的圆弧端在下的状态埋置于敷设槽沟中。

在上述结构基础上，进一步可优化采用的结构形式是，所述具有大小不同半径圆弧的两端方向上的最大径向长度，与其中较大半径端圆弧中的最大宽度的比值为（1.2~1.8）:1，以便能有更好的综合性能和效益。

为进一步提高上述蛋形截面管材在施工和/或使用过程中抵抗外力的刚度和/或韧性，在上述蛋形排水管的管壁外周，还可以被覆有螺旋缠绕的金属加强结构，如可采用常规方式将相应的加强筋状的金属结构热熔接合在管壁的外周面上，在其外周再进一步被覆有相应保护结构层的形式。所述的保护结构层通常可采用与管壁为同种材质的塑带材螺旋缠绕的形式。

其中，对所述螺旋缠绕金属加强结构的具体形式可以有多种不同的选择。例如，可以采用在热熔接合的管壁与外周保护层之间，热熔接合有截面中具有空心结构的筋状金属结构，如常见的在截面中具有空心结构的倒置状的U形、V形、矩形、梯形，或是在此基础上的适当变形的其它结构形式；也可以采用在相互热熔接合的管壁与外周保护层之间，热熔接合有实心翅片型筋状金属结构的形式；还可以采用使翅片型筋状金属结构的内侧边缘与管壁外周面热熔接合，并使翅片型筋状金属结构的外侧边缘热熔接合在与管壁保持为相互分离状的外周保护层的形式等。

在上述蛋形排水管的管壁外周设置有螺旋缠绕金属加强结构的基础上，还可以在所述螺旋缠绕金属加强结构的外侧，进一步热熔接合有与管壁保持有间隔距离的附加保护层。这种在内外双壁中间具有金属加强结构支撑形式管材的强度可显著高于单纯在管外壁设置金属加强结构的形式，对管材的防护效果也更好。

相比于传统圆形截面的管材，本实用新型上述形式的蛋形截面管材在埋置施工时，埋管沟槽开挖宽度更小，也更易实现和保证回填土的密实，而且其排水流速快，水力性能更优越，因而可减缓重力流管网敷设坡度，减小埋管沟槽开挖费用和/或减少提升泵建设费用，管材顶部的承载能力也更强，管材环刚度和环柔性好，从而能具有更广泛的适用性。

以下结合由附图所示实施例的具体实施方式，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本实用新型的范围内。

附图说明

图1是本实用新型的蛋形截面排水管整体状态的一种结构示意图。

图2是图1蛋形截面排水管的截面状态示意图。

图3是图1中A-A剖面结构的一种局部放大示意图。

图4是图1中A-A剖面结构的另一种局部放大示意图。

图5是图1中A-A剖面结构的又一种局部放大示意图。

图6是图1中A-A剖面结构的再一种局部放大示意图。

图7是本实用新型蛋形截面管与传统圆形截面管的对比状态示意图。

具体实施方式

图1和图2所示的是本实用新型的一种以排水管为例的蛋形截面的塑料（如PE、PVC等常用材料）管的典型结构，其管的内壁面平滑，且管的截面形状为在其一直径方向上的两端分别为具有较大半径圆弧端1和较小半径圆弧端 2的蛋形形状，其中大小不同半径圆弧两端方向上的最大径向长度L与较大半径圆弧端2的最大宽度W之比L:W=(1.2~1.8):1。在管壁3的外周面上还以热熔接方式被覆有螺旋缠绕的金属加强结构4，其结构是在热熔接合于管壁面外周面上的筋状金属结构41外，还被覆有同样材质的保护结构层42的形式。

图3~图6所示的，是被覆于管壁3外周面上的螺旋缠绕金属加强结构4可以分别采用的几种不同形式。

图3中的螺旋缠绕金属加强结构4，采用的是将截面中具有空心结构的倒U形的筋状金属结构41以夹层形式热熔接合在相互热熔接合的外周保护层42与管壁3之间的形式。其相互热熔接合的外周保护层42与管壁3实际上等于增加了管壁的厚度，进一步提高了管材的抗外力性能。

图4中的螺旋缠绕金属加强结构4与图3的类似，采用的是将截面中具有空心结构的梯形的筋状金属结构41以夹层形式热熔接合在相互热熔接合的外周保护层42与管壁3之间，在螺旋缠绕金属加强结构4的外侧还热熔接合有与管壁3保持有间隔距离的附加保护层43的形式。

图5采用的是将翅片型筋状金属结构41热熔接合在相互热熔接合的外周保护层42与管壁3之间的形式。

图6是在图5的基础上，在翅片型螺旋缠绕金属加强结构4的外侧还热熔接合有与管壁3保持有间隔距离的附加保护层43的形式。

上述结构的蛋形截面排水管与传统圆形截面排水管的相关效果对比，可如图7所示。

1） 蛋形截面管可有效的减小埋管沟槽开挖宽度，降底开挖方量。

根据GB50268-2008《给水排水管道工程施工及验收技术规范》要求，埋管沟槽底部开挖宽度应等于“管外径+2倍管道一侧的工作面宽度”。假设敷设一段管径为600mm（600管道一侧的工作面宽度为0.4米），管长为6米的管道，按常规施工方法分别对圆形截面管，及等同于圆形截面管流通量的最大宽度为500mm的蛋形截面管计算如下：

圆形截面管埋管沟槽底部开挖面积：（0.6m+2×0.4m）×6m =2.88㎡，

蛋形截面管埋管沟槽底部开挖面积：（0.5m+2×0.4m）×6m =2.4㎡。

计算表明，相同流通量的蛋形管与圆形管管径为600管材施工，蛋形截面管的开挖面积要小20%；通过同样方式计算，其他规格蛋形管的开挖面积比相同流通量的圆形管可分别小5~20%。

2）蛋形截面管的顶部能有更大的承载能力。

蛋形截面管顶部弧面小于相同流通量的圆形管，即其受力面积更小，在采用与圆形截面管相同材料/结构管壁情况下，其承压能力可更强。由于蛋形管小端向下，下端弧面较尖，支撑强度更高于圆形管底部。

3）蛋形截面管能提高回填土的密实度。

传统圆形截面管由于底部较宽，在对所开挖的埋管沟槽回填土时，其管底部需要回填土的投影区域41更宽，要实现和达到标准规定回填密实度的难度相对更大，更易发生因回填土不均匀而发生的沉降；而蛋形截面管底部需要回填土的投影区域4则较窄，更易于s回填土的夯实。

4）蛋形截面管的水力条件更优越。

对于重力流雨污水输送管道，其最大设计充满度为非满流状态。由于相同流量的蛋形截面管相对于圆形截面管更窄、更高，因此在相同雨污水充满度时，蛋形截面管中的水面高度h可显著高于圆形截面管内的水面高度h1，从而可具有更大的流动势差。仍以上述的600管为例，其蛋形截面管取宽（W）与高（L）之比为1:1.5，管内水的充满度为50%时，蛋形截面管的水位高度为410mm，圆形截面管的水位高度则为300mm，蛋形截面管中的水位高于圆形截面管水位110mm，使管中水的流速更快。

5）蛋形截面管的施工可减缓埋管沟槽的坡度。

由于相同流量的蛋形截面管中的水位可高于圆形截面管，水流速度更快，因而在采取相同流速情况下，显然可降低对蛋形截面管的埋管沟槽设计坡度。例如，常规圆形截面管道设计中的最小坡度通常取塑料管为0.002，其他管为0.003；采用蛋形截面管后，其埋管沟槽的设计坡度则可降低0.0005，即埋管沟槽平均开挖深度可降低0.25m/km。