一种立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管的制作方法

本技术涉及玻璃钢夹砂管，具体是一种立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管。

背景技术：

1、玻璃纤维增强塑料顶管(简称玻璃钢夹砂顶管)是以不饱和聚酯树脂等为基体材料，以玻璃纤维及其制品为增强材料，以石英砂等无机非金属材料为填充材料，采用定长缠绕工艺、连续缠绕工艺制成的用于顶进施工法的管道。玻璃钢夹砂顶管通常采用套筒连接形式，具有外壁光滑、顶力相对较低、施工时安装方便、耗时少、停止顶进时间短等优点，目前广泛应用于非开挖的市政给排水工程以及取排海水等工程中。

2、国内顶管工程所用玻璃钢夹砂顶管多采用定长缠绕工艺生产，执行gb/t 21492-2019《玻璃纤维增强塑料顶管》标准，公称直径为400～4000mm，最小公称壁厚为15～100mm，有效长度为1m、2m、3m、4m、6m。顶管包括管身、管端(管头和管尾)、钢制套筒组成，管身和管端内、外径相等，在管头一端处固定设有钢套筒，用于与另一节顶管的管尾端连接，同时保证在顶管顶进施工过程中多个管道尽量成直线顶进，形成逐节相连、长度可变的顶管施工管道。该顶管的管壁结构由内衬层、结构层(缠绕层和夹砂层)组成。

3、玻璃钢夹砂顶管顶进过程中，由于受轴向顶推力、周围土压力和管道接头相互间作用力等影响，管道接头容易发生偏转和张开，其受力状况由轴心受压变为偏心受压甚至出现弯折受力现象，因管端套筒产生约束力，管端发生应力集中和突变，容易导致管道接头位置发生脆性破坏，造成工期延误、管材浪费等现象。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管。

2、本实用新型解决所述技术问题的技术方案是，提供一种立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，该顶管的管头和管尾处均设置为加强段；加强段包括由内至外依次连接的内衬层、内缠绕层、增强型夹砂层和外缠绕层；

3、内衬层的外侧包缠粘结有内缠绕层；内缠绕层的外侧粘结有立体格室结构；立体格室结构的内部填充满树脂石英砂且立体格室结构的顶部铺设有树脂石英砂层，形成增强型夹砂层；增强型夹砂层的外侧包缠粘结有外缠绕层；在管头的外侧套设套筒。

4、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

5、(1)本实用新型在管端处设置具有增强型夹砂层的加强段，以应对应力突变所产生的脆性破坏。

6、(2)本实用新型的增强型夹砂层以立体格室结构作为骨架，与大厚度石英砂紧密贴合。顶进过程中，受管道受轴向顶推力和管身周围土压力的作用时，可防止管道接头发生偏转和张开，避免管端应力集中，有效分散内部纵向应力，解决顶管应力突变问题，从而提升管道整体力学性能和耐久性。

7、(3)本实用新型的立体格室结构由轴向直板和环向直板组合而成。当具有增强型夹砂层的玻璃钢夹砂顶管在顶进施工过程中，立体格室结构能有效提高管道抗压能力和允许顶力，增强增韧结构层，使其能承受较大弯曲应力，提高管道抗开裂能力，确保顶管施工的顺利进行。同时，顶进过程中纠偏方便，适用于曲线顶管，有助于推广缠绕玻璃钢夹砂顶管技术。

8、(4)本实用新型的立体格室结构制作工艺简单，可根据施工环境调整，适应性强。通过调整轴向直板、环向直板的数量及厚度，优化顶管管壁结构，节省成本。

技术特征：

1.一种立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，该顶管的管头和管尾处均设置为加强段；加强段包括由内至外依次连接的内衬层、内缠绕层、增强型夹砂层和外缠绕层；

2.根据权利要求1所述的立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，增强型夹砂层是厚度为60～70mm的单层大厚度夹砂层结构。

3.根据权利要求1所述的立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，所述立体格室结构包括轴向直板和环向直板；若干个环向直板沿顶管的轴向均匀布置；环向直板的底面与内缠绕层的外侧粘贴连接；若干个轴向直板沿顶管的周向均匀布置；环向直板的底面与内缠绕层的外侧粘贴连接；轴向直板和环向直板固定连接。

4.根据权利要求3所述的立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，轴向直板和环向直板均采用abs塑料板、pla塑料板、亚克力类板、铜板、铝板、铅板、胶合板、热弯板、pc雨棚板或pvc板材。

5.根据权利要求3所述的立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，立体格室结构、轴向直板和环向直板的厚度均相同。

6.根据权利要求1所述的立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，增强型夹砂层的厚度比立体格室结构的厚度大3～5mm。

7.根据权利要求1所述的立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，加强段的长度比套筒的长度的一半长至少10cm。

8.根据权利要求1所述的立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，其特征在于，该顶管的整体均设置为加强段。

技术总结
本技术公开了一种立体格室结构增强的玻璃纤维增强塑料顶管，该顶管的管头和管尾处均设置为加强段；加强段包括由内至外依次连接的内衬层、内缠绕层、增强型夹砂层和外缠绕层；内衬层的外侧包缠粘结有内缠绕层；内缠绕层的外侧粘结有立体格室结构；立体格室结构的内部填充满树脂石英砂且立体格室结构的顶部铺设有树脂石英砂层，形成增强型夹砂层；增强型夹砂层的外侧包缠粘结有外缠绕层；在管头的外侧套设套筒。本技术在管端处设置具有增强型夹砂层的加强段，以应对应力突变所产生的脆性破坏。增强型夹砂层以立体格室结构作为骨架，与大厚度石英砂紧密贴合，顶进过程中，可防止管道接头发生偏转和张开，解决顶管应力突变问题。

技术研发人员：陆阳,栾涛,司小雷,左鹏亮,孙志杰,李强,刘佳航,王清洲,肖成志,马士宾,胡立周
受保护的技术使用者：曹妃甸新天液化天然气有限公司
技术研发日：20230518
技术公布日：2024/1/15