具有自锚接口的承插式金属顶管制造技术

本发明专利技术具有自锚接口的承插式金属顶管包括：承口段、插口段、管体段、法兰板、自锚部件及密封圈，承口段和插口段分别位于管体段的两端，法兰板位于靠近插口段的插口段和管体段之间的管体段端部，一个金属顶管的插口端面与另一个金属顶管的承口内端面之间装有弹性垫片，自锚部件包括：弧状弹性支撑体和弧状金属挡环，在一个金属顶管的环形凹槽内装有弧状弹性支撑体和弧状金属挡环，弧状金属挡环装在弧状弹性支撑体的外侧，在另一个金属顶管密封槽内装有密封圈，一个金属顶管插口段的锚环与另一个金属顶管承口段的环形凹槽及其内安装的自锚部件形成自锚连接，插口端面与承口内端面的接触传递顶推力，承插口内外壁为间隙配合，保证了管道处于地基沉降或者地震工况时允许偏转和轴向伸缩的能力，大大降低了管线的失效概率。

【技术实现步骤摘要】
具有自锚接口的承插式金属顶管
本专利技术涉及金属管道和顶进施工领域，具体涉及一种具有自锚接口的金属顶管。
技术介绍
现有非开挖用球墨铸铁顶管是现有金属顶管技术之一，其在普通球墨铸铁管的基础上进行改进而形成的一种应用于非开挖顶进施工的产品，如图1所示，其通过在普通球墨铸铁管外壁衬上一定厚度的水泥砂浆4，并在插口部位焊接顶推法兰2及加强筋1，从而形成利用插口顶推法兰顶推承口端面的顶推力传递结构，实现顶管的顶进施工。该型球墨铸铁顶管产品，采用传统的滑入式接口与胶圈3，密封可靠，安装简单方便，其顶推法兰及筋板通过焊接方式固定在普通球墨铸铁管体上，可承受较大顶推力，但焊接成本较高，焊接强度较大。此外，该型球墨铸铁顶管产品不具有接口自锚功能，因此，在软地基地区或者地震带及采空区等地基沉降较为严重的区域，管道接口有脱开或者其他导致接口失效的风险。
技术实现思路
本申请的专利技术目的是针对现有技术顶管的缺点，即：依靠顶推法兰传力，且焊接成本较高；接口无自锚功能；而提供一种具有自锚接口的承插式金属顶管，它是具有一定轴向伸缩能力的自锚接口承插式金属顶管。本专利技术具有自锚接口的承插式金属顶管，包括：承口段、插口段、管体段、法兰板、自锚部件及密封圈，承口段和插口段分别位于管体段的两端，法兰板位于靠近插口段的插口段和管体段之间的管体段端部，承口段从承口端面起，其内壁依次包括：导入锥面、环形凹槽、内壁环面和承口内端面，环形凹槽位于导入锥面与内壁环面之间，插口段从插口端面起，其外壁依次包括：倒角锥面、环状突起、环形密封槽、锚环和高环面，管体段包括：连接承口段和插口段的金属管身，金属管身的部分外壁分布有若干由管壁向外突起的刺状凸起，金属管身与刺状凸起由混凝土壳包裹，一个金属顶管的插口段插入到另一个金属顶管的承口段内，其中：一个金属顶管的插口端面与另一个金属顶管的承口内端面之间装有弹性垫片，自锚部件包括：弧状弹性支撑体和弧状金属挡环，在另一个金属顶管的环形凹槽内装有弧状弹性支撑体和弧状金属挡环，弧状金属挡环装在弧状弹性支撑体的外侧，在一个金属顶管密封槽内装有密封圈，一个金属顶管插口段的锚环与另一个金属顶管承口段的环形凹槽及其内安装的自锚部件之间形成自锚连接，插口端面与承口内端面的接触传递顶推力，一个金属顶管的插口段插入到另一个金属顶管的承口段内后，插口段最大外径与承口内壁环面之间的配合为间隙配合；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述弧状弹性支撑体是一个整圆形的弧状弹性支撑体；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述弧状弹性支撑体是由多个弧状弹性支撑体组成的一个圆形轮廓的弧状弹性支撑体；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述弧状金属挡环上一个整圆形的弧状金属挡环，在弧状金属挡环圆周上开有一个缺口；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述弧状金属挡环是由多个弧状金属挡环组成的一个圆形轮廓的弧状金属挡环；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述插口段的高环面的直径大于或等于环形密封槽的底环面的直径，并且大于或等于金属管身的直径；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述法兰板在混凝土壳的轴向方向上具有若干通孔，通孔沿着法兰板圆周均匀分布；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述弧状金属挡环的内壁端面具有挡环锥面，插口处的倒角锥面锥度与挡环锥面的锥度相同，其锥面与水平线之间的夹角∠A的值为5°～45°；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述金属管身的圆周上有至少一个泥浆孔，泥浆孔由内部螺纹锥孔和外部圆孔组成；本专利技术的一种具有自锚接口的承插式金属顶管，其中：所述弧状弹性支撑体由橡胶类材料制成；弧状金属挡环由球墨铸铁材质制成；密封圈的截面形状为O型，密封圈由橡胶材质制成；弹性垫片为环形垫片，弹性垫片由木质或者弹性材质制成。本技术方案中，当产品的插口插入承口内后，插口端面会接触弹性垫片，而弹性垫片与承口内端面相接触，保证即将要安装的管道插口稳定的顶住已经安装好的管道承口，由于弹性垫片的存在，两支管道的顶推力能够稳定.均匀的进行传递。由于采用插口端面及承口内端面进行顶推力传递，故该管道的法兰板将不再承受顶推力，因此，法兰板可以整体铸造出来，也可以采用简单的固定方式，固定在混凝土壳中。若干弧状弹性支撑体与弧状金属挡环紧贴并固定在环形凹槽内，即将安装的管道插口插入已经安装好管道承口后，弧状金属挡环受环形凹槽及橡胶支撑体的限制，同时，插口锚环又受到弧状金属挡环的限制，从而使得接口锚定，保证插口不能从承口中拔出插口。此外，管身外壁布置有若干刺状凸起，刺状凸起可以保证混凝土壳牢固的固结在管身外壁。根据用户需求进行布置的若干泥浆孔，泥浆孔可以保证外部泥浆无法进入管道内部的同时，保证润滑物的带压输出。有益效果：本技术中采用插口端面与承口内端面进行顶推力的传递，使得法兰板不再承受顶推力，因此省去了法兰板的焊接，省去了法兰加强筋的设置，大大降低了物料消耗，大大降低了人工焊接强度。法兰板上沿管道轴向设置的通孔，可以保证混凝土壳浇注不受影响，省去了为焊接法兰板及法兰加强筋设置的空间，混凝土壳不再需要修补，一次成型，提高了效率的，同时，由于法兰板尺寸减薄.镂空，直接降低了物料消耗，减轻了重量。弧状金属挡环形式的自锚结构设计巧妙，即将安装的管道插口插入已经安装好的管道承口时候，插口上的插口锥面可以将弧状金属挡环向橡胶支撑体方向挤压，压缩橡胶支撑体，使得插口顺利插入承口，等插口锚环通过弧状金属挡环后，弧状金属挡环受到橡胶支撑体的回弹，又将弧状金属挡环紧紧包裹在高环面上，牢牢限制住插口锚环，使得接口实现稳定自锚。在管道顶推施工完毕后，插口锚环都已经越过弧状金属挡环一段距离，同时，承插口内外壁为间隙配合，保证了管道处于地基沉降或者地震工况时允许偏转和轴向伸缩的能力，大大降低了管线的失效概率。此外，插口部位的高环面直径同时大于底环面及管身外壁的直径，保证插口顶推时的稳定性，同时，使得锚环的结构强度增加，保证锚固状态的稳定。附图说明图1为本专利技术的具有自锚接口的承插式金属顶管的剖面示意图；图2为本专利技术法兰板的剖视示意图；图3为本专利技术的具有自锚接口的承插式金属顶管的装配示意图；图4为弧状金属挡环横截面的放大剖面示意图。在图1至图4中；标号6为承口端面；标号7为导入锥面；标号8为环形凹槽；标号9为内壁环面；标号10为承口内端面；标号11为刺状凸起；标号12为混凝土壳；标号13为螺纹锥孔；标号14为泥浆孔；标号15为圆孔；标号16为金属管身；标号17为法兰板；标号18为高环面；标号19为锚环；标号20为密封槽；标号21为底环面；标号22为环状突起；标号23为倒角锥面；标号24为插口端面；标号25为通孔；标号26为弧状弹性支撑体；标号27为弧状金属挡环；标号28为密封圈；标号29为弹性垫片；标号32为挡环锥面。具体实施方式下面举出实施例，配合示意图更清楚的介绍本专利技术。如图1至图4所示，本专利技术的具有自锚接口的承插式金属顶管包括：承口段、插口段、管体段、法兰板17、自锚部件及密封圈，承口段和插口段分别位于管体段的两端，法兰板17位于靠近插口段的插口段和管体段之间的管体段端部，法兰板17在混凝土壳12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自锚接口的承插式金属顶管，包括：承口段、插口段、管体段、法兰板(17)、自锚部件及密封圈，承口段和插口段分别位于管体段的两端，法兰板(17)位于靠近插口段的插口段和管体段之间的管体段端部，承口段从承口端面(6)起，其内壁依次包括：导入锥面(7)、环形凹槽(8)、内壁环面(9)和承口内端面(10)，环形凹槽(8)位于导入锥面(7)与内壁环面(9)之间，插口段从插口端面(24)起，其外壁依次包括：倒角锥面(23)、环状突起(22)、环形密封槽(20)、锚环(19)和高环面(18)，管体段包括：连接承口段和插口段的金属管身(16)，金属管身(16)的部分外壁分布有若干由管壁向外突起的刺状凸起(11)，金属管身(16)与刺状凸起(11)由混凝土壳(12)包裹，一个金属顶管的插口段插入到另一个金属顶管的承口段内，其特征在于：一个金属顶管的插口端面(24)与另一个金属顶管的承口内端面(10)之间装有弹性垫片(29)，自锚部件包括：弧状弹性支撑体(26)和弧状金属挡环(27)，在另一个金属顶管的环形凹槽(8)内装有弧状弹性支撑体(26)和弧状金属挡环(27)，弧状金属挡环(27)装在弧状弹性支撑体(26)的外侧，在一个金属顶管密封槽(20)内装有密封圈(28)，一个金属顶管插口段的锚环(19)与另一个金属顶管承口段的环形凹槽(8)及其内安装的自锚部件之间形成自锚连接，插口端面(24)与承口内端面(10)的接触传递顶推力，一个金属顶管的插口段插入到另一个金属顶管的承口段内后，插口段最大外径与承口内壁环面(9)之间的配合为间隙配合。...

【技术特征摘要】
1.一种具有自锚接口的承插式金属顶管，包括：承口段、插口段、管体段、法兰板(17)、自锚部件及密封圈，承口段和插口段分别位于管体段的两端，法兰板(17)位于靠近插口段的插口段和管体段之间的管体段端部，承口段从承口端面(6)起，其内壁依次包括：导入锥面(7)、环形凹槽(8)、内壁环面(9)和承口内端面(10)，环形凹槽(8)位于导入锥面(7)与内壁环面(9)之间，插口段从插口端面(24)起，其外壁依次包括：倒角锥面(23)、环状突起(22)、环形密封槽(20)、锚环(19)和高环面(18)，管体段包括：连接承口段和插口段的金属管身(16)，金属管身(16)的部分外壁分布有若干由管壁向外突起的刺状凸起(11)，金属管身(16)与刺状凸起(11)由混凝土壳(12)包裹，一个金属顶管的插口段插入到另一个金属顶管的承口段内，其特征在于：一个金属顶管的插口端面(24)与另一个金属顶管的承口内端面(10)之间装有弹性垫片(29)，自锚部件包括：弧状弹性支撑体(26)和弧状金属挡环(27)，在另一个金属顶管的环形凹槽(8)内装有弧状弹性支撑体(26)和弧状金属挡环(27)，弧状金属挡环(27)装在弧状弹性支撑体(26)的外侧，在一个金属顶管密封槽(20)内装有密封圈(28)，一个金属顶管插口段的锚环(19)与另一个金属顶管承口段的环形凹槽(8)及其内安装的自锚部件之间形成自锚连接，插口端面(24)与承口内端面(10)的接触传递顶推力，一个金属顶管的插口段插入到另一个金属顶管的承口段内后，插口段最大外径与承口内壁环面(9)之间的配合为间隙配合。2.如权利要求1所述的具有自锚接口的承插式金属顶管，其特征在于：所述弧状弹性支撑体(26)是一个整圆形的弧状弹性支撑体。3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，申勇，徐军，左超，谷兴海，李从发，杨楚谋，武月梅，车蕾，朱盼，李亚兵，
申请(专利权)人：新兴铸管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13