管道及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用于输水、油等流体的管道领域，公开了一种管道及其制备方法，该管道包括混凝土管(1)和套装于所述混凝土管(1)外的金属管(2)，所述混凝土管(1)与所述金属管(2)之间具有径向间隙，所述混凝土管(1)与所述金属管(2)的两端连接以在两者之间形成空腔，所述空腔内形成有注浆层(3)。所述混凝土管(1)受所述注浆层(3)和金属管(2)的挤压形成环向的预压应力。本发明专利技术的管道能够承受高内压和高外压，具有良好的抗渗性和耐久性，而且造价较低。

Pipeline and its preparation method

The invention relates to a pipe field for water, oil and the like, and discloses a pipe and its preparation method, which includes a concrete pipe (1) and a metal tube (2) set outside the concrete pipe (1). The concrete pipe (1) and the metal pipe (2) have radial clearance between the concrete pipe (1) and the metal pipe (2). The two ends are connected to form a cavity between the two, and a grouting layer (3) is formed in the cavity. The concrete pipe (1) is formed by the extrusion of the grouting layer (3) and the metal tube (2) to form a circumferential precompression stress. The pipeline of the invention can bear high internal pressure and high external pressure, has good impermeability and durability, and has low cost.

【技术实现步骤摘要】
管道及其制备方法
本专利技术涉及一种管道及其制备方法，该管道用于输水、油等流体。
技术介绍
管道的用途很广泛，主要用在给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水力工程和各种工业装置中。以输水管道为例，输水管道是从水库、调压室、前池向水轮机或由水泵向高处送水，以及埋设在土石坝坝体底部、地面下或露天设置的过水管道。可用于灌溉、水力发电、城镇供水、排水、排放泥沙、放空水库、施工导流配合溢洪道宣泄洪水等。在长距离、大流量的引调水工程中，管材的选择至关重要，它既是保证供水系统安全的关键，又是决定工程造价和运行经费所在。目前国内用于输水的管道，主要有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管和夹砂玻璃钢管。但是，这些管材都各自存在缺陷，具体表现为：钢管造价高，抗外压能力较差，且施工工序复杂；球墨铸铁管单位长度造价比较高，连接方式比较复杂，且笨重，管径偏小；夹砂玻璃钢管为柔性管道，抗外压能力较差，对沟槽回填要求高，用量及用途有限；预应力钢筒混凝土管在混凝土管芯外壁缠绕一层或多层预应力钢丝来承受较高的内水压力和外荷载，由于预应力钢丝外侧由干砂浆保护，耐腐蚀性相对较差，爆管失效情况不断发生，管材耐久性差。因此，急需研制一种能够承受高内压和高外压，耐久性好，造价较低的管道，以克服目前工程设计施工中管道选型困难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足提供一种管道及其制备方法，该管道能够承受高内压和高外压，具有良好的抗渗性和耐久性，且造价较低。为了实现上述目的，本专利技术提供一种管道，该管道包括混凝土管和套装于所述混凝土管外的金属管，所述混凝土管与所述金属管之间具有径向间隙，所述混凝土管与所述金属管的两端连接以在两者之间形成空腔，所述空腔内形成有注浆层。优选地，所述混凝土管的两端分别设有金属连接件，所述混凝土管通过所述金属连接件与所述金属管的两端封闭焊接以形成封闭空腔。优选地，所述混凝土管的两端通过胶粘剂与所述金属管的两端封闭连接以形成封闭空腔。优选地，所述管道的两端设置有相互匹配的承口接头和插口接头。优选地，所述混凝土管配置有钢筋，所述钢筋为玻璃纤维筋或碳纤维筋。优选地，所述金属管为钢管或球墨铸铁管。优选地，所述金属管为玻璃钢管，所述金属连接件为玻璃钢环。优选地，所述金属管的外周面上设有防腐层，该防腐层为防锈漆、沥青类材料、混凝土、水泥砂浆或树脂。优选地，所述混凝土管受所述注浆层和所述金属管的挤压形成环向的预压应力。本专利技术还提供一种以上所述管道的制备方法，该方法包括在所述空腔内注浆加压以形成所述注浆层，所述注浆加压的方法包括：在所述管道上分别安装连通所述空腔的进浆管、出浆管和排气管，所述进浆管在竖直方向上的位置低于所述出浆管和排气管；将制好的浆液通过所述进浆管对所述空腔进行注浆，待所述空腔排气完毕后关闭所述出浆管和排气管，持续注浆加压直到预定压力后关闭所述进浆管，停止注浆；待所述空腔内浆液初凝达到一定强度后拆除所述进浆管、出浆管和排气管。通过上述技术方案，本专利技术的管道在输送水、油等流体时，能够承受高内压和高外压，具有良好的抗渗性和耐久性，而且造价较低，解决了目前工程设计施工中管道选型困难的问题。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术管道的一种实施方式的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图2的管道承插口连接示意图；图4是图1管道的制备方法中进浆管、出浆管和排气管的安装示意图；图5是本专利技术管道的又一种实施方式的剖面图；图6是图5管道的制备方法中进浆管、出浆管和排气管的安装示意图。附图标记说明1混凝土管2金属管3注浆层4金属连接件5承口接头6插口接头61凹槽62密封橡胶圈7防腐层8进浆管9出浆管10排气管11接缝填料81进浆管闸阀91出浆管闸阀101排气管闸阀具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供一种管道，该管道包括混凝土管1和套装于所述混凝土管1外的金属管2，所述混凝土管1与所述金属管2之间具有径向间隙，所述混凝土管1与所述金属管2的两端连接以在两者之间形成空腔，所述空腔内形成有注浆层3(参见图1)。其中，所述混凝土管1因所述注浆层3和所述金属管2的挤压而形成环向的预压应力。对于可承受高内压、高外压的管道，目前工程中常用的管型为预应力钢筒混凝土管(PCCP)和混凝土包封钢管，但是PCCP管的预应力钢丝腐蚀破坏、爆管失效的情况不断发生，而混凝土包封钢管是钢管、垫层与外包混凝土的组合结构，需要现场支模浇筑，不能实现工厂化生产。本专利技术通过采用金属管-混凝土管间隙注浆法形成金属管-混凝土管复合预应力管道，该管道相比现有技术中的钢管管道具有更大的刚度，而且其预应力由金属管提供，不存在PCCP管预应力钢丝断丝的问题，能够承受高内压和高外压，具有更好的抗渗性和耐久性。本专利技术中，金属管2是管道防渗的主要部件，混凝土管1是管道的主要受力结构，其承受金属管2约束产生的预压应力，与金属管2一起承担内压力。本专利技术的管道克服了目前市场上常用管道存在的可靠度和耐久性差，造价高，施工安装复杂，适用管径范围小或无法承受高内压等问题，其具有快速装配，便于机械化作业，具有良好的抗渗性及耐久性，造价合理等优点，而且特别适合大口径、抗高内压的管道设计要求。在本专利技术中，为了更好的对所述径向间隙进行注浆加压以形成预应力，所述空腔优选设置为封闭空腔。根据本专利技术的一种实施方式，在所述混凝土管1的两端分别设置金属连接件4，所述混凝土管1通过所述金属连接件4与所述金属管2的两端封闭焊接以形成封闭空腔。根据本专利技术的另一种实施方式，所述混凝土管1的两端通过胶粘剂与所述金属管2的两端封闭连接以形成封闭空腔。为了使本专利技术的管道具有任意长度以适应各种不同需求，本专利技术还在管道的两端设置有相互匹配的承口接头5和插口接头6，以便于多跟所述管道进行连接。具体地，如图3所示，一根管道的插口接头6与另一根管道的承口接头5相连接，另外还可以在两者的接缝处设置接缝填料11，以提高管道的整体密封性。根据本专利技术的一种实施方式，如图5所示，所述承口接头5和所述插口接头6分别设置于所述混凝土管1的两端。根据本专利技术的另一种实施方式，如图2所示，所述承口接头5和所述插口接头6分别设置于所述金属管2的两端。其中，作为优选，所述承口接头5呈钟形，所述插口接头6的外周面上形成有凹槽61，该凹槽61内填充有密封橡胶圈62。承口接头5和插口接头6作为管道的连接件和密封件，两者工作面的径向配合间隙优选为0.5mm-2mm。此外，呈钟形的承口接头5具有安装自定位的作用；凹槽61可以设置为多个，优选为2个，在每个凹槽内填充密封橡胶圈后，密封橡胶圈会受到双向挤压，形成较好的密封力。为了加强混凝土管的抗压强度，还可以在混凝土管中配置钢筋，所述钢筋可以为玻璃纤维筋或碳纤维筋等。另外，由于在注浆层注浆后存在浆液硬化收缩的问题，因此，为了保证施加的预应力，应尽量使混凝土管与金属管之间的径向间隙较小，但应能保证灌浆密实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.管道，其特征在于，该管道包括混凝土管(1)和套装于所述混凝土管(1)外的金属管(2)，所述混凝土管(1)与所述金属管(2)之间具有径向间隙，所述混凝土管(1)与所述金属管(2)的两端连接以在两者之间形成空腔，所述空腔内形成有注浆层(3)。

【技术特征摘要】
1.管道，其特征在于，该管道包括混凝土管(1)和套装于所述混凝土管(1)外的金属管(2)，所述混凝土管(1)与所述金属管(2)之间具有径向间隙，所述混凝土管(1)与所述金属管(2)的两端连接以在两者之间形成空腔，所述空腔内形成有注浆层(3)。2.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述混凝土管(1)的两端分别设有金属连接件(4)，所述混凝土管(1)通过所述金属连接件(4)与所述金属管(2)的两端封闭焊接以形成封闭空腔。3.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述混凝土管(1)的两端通过胶粘剂与所述金属管(2)的两端封闭连接以形成封闭空腔。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的管道，其特征在于，所述管道的两端设置有相互匹配的承口接头(5)和插口接头(6)。5.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述混凝土管(1)配置有钢筋，所述钢筋为玻璃纤维筋或碳纤维筋。6.根据权利要求1所述的管道，其特征在于，所述金属管(2)为钢管或球墨铸铁管。7.根据权利要求2所述的管道，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄运平，冯雁，姜帅，陈俊，王宇，娄巧娜，杨晓蕾，杨琼，俞锋，许光卓，丁艳辉，何奇峰，石二朋，史文彪，魏陆宏，
申请(专利权)人：北京市水利规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11