玻璃钢夹砂顶管及其制作工艺制造技术

一种玻璃钢夹砂顶管，它由管头、管身以及管尾组成，管头和管尾管径一致，管尾连接部设有密封用套环，管头、管尾通过套环连接。管头、管身以及管尾采用树脂基体，管身设有石英夹砂层，管头和管尾设有为两维以上方向绕制的纤维层，套环可为外套环或内套环，外套环紧密设置在管头或管尾外壁的凹台内。本发明专利技术具有施工方便、顶进效率高，成本较低的特点，并且管径较大、柔韧性好、强度高，更适于非大开挖作业环境的管道铺设施工。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种市政管道工程用顶管以及这种顶管的制作方法，尤其是一种施工方便、顶进效率高并且成本较低的玻璃钢夹砂顶管以及制作方法。在市政管道铺设工程中，现在一般有两种方式一种是开敞式大开挖方式，即可将地面全面挖开，把管子相互套设连接放置下去，再从新铺上泥土填平即可，这种方式需要的管子是预制好的，连接和铺设不承受压力或顶力的限制，施工较为简单方便；另一种方式是当受到具体环境的限制，诸如建筑物等，而不能够采用大开挖方式铺设管道，只能预挖工作坑，在工作坑作业时，将管子一段一段在地下一定的深度位置向前顶进穿过，这种作业环境需要管子的端部设有顶管部分，管子之间的连接通过顶管密封连接。现有的顶管无论是采用离心浇注方式生产的，还是采用连续缠绕方式制造的环向纤维绕制顶管，均存在顶管本身存在管径小、柔韧性差、强度低等缺点，并且顶管端部密封连接结构不合理，出现渗漏，且施工难度大、土方量大、顶进效率低等缺点，另外现有顶管不易纠偏的缺点时有引起顶管工程段报废的事故。现有的顶管制作的方法一般有连续缠绕式和离心浇注式两种。其中连续缠绕式是将较长的纤维沿一方向不断地连续缠绕，制作顶管，这样制作的顶管环向强度高，但是轴向强度差，因此容易折断；而离心浇注式是将短的纤维打散，利用离心设备产生离心力，在旋转体内形成顶管，这种顶管具有高刚度、低强度的特点，而且柔韧性差，容易脆裂，并且对设备的要求高，因此制作成本较高，而且顶管的口径难以做的较大，不能满足使用的要求。本专利技术的目的在于针对现有技术之不足而提供一种玻璃钢夹砂顶管，它具有施工方便、顶进效率高，成本较低的特点，并且管径较大、柔韧性好、强度高，更适于非大开挖作业环境的管道铺设施工。本专利技术的另一目的在于针对现有技术之不足而提供一种玻璃钢夹砂顶管的制作方法，它不仅采用交叉缠绕式方法，而且顶管本身由多种不同性能的材料构成，使顶管具有较高的强度，可制作较大口径的顶管。一种玻璃钢夹砂顶管，它由管头、管身以及管尾组成，管头和管尾管径一致，管尾连接部设有密封用套环，管头、管尾通过套环连接。其中所述的管头、管身以及管尾采用树脂基体，管身设有两维以上方向绕制的纤维层以及石英夹砂层，管头和管尾设有为两维以上方向绕制的纤维层，所述的套环紧密设置在管头或管尾外壁的凹台内。所述的管尾外壁端部、外套环下开设凹道，凹道内套设密封橡胶环。所述的管尾和管头外壁上外、套环下设有凹槽，凹槽内分别设置密封橡胶环带。所述的管尾和管头内壁设有凹槽，内套环设置在内壁凹槽内。一种玻璃钢夹砂顶管的制作方法，它包括以下步骤a、采用表面毡、针织毡以及内衬树脂作为管壁内衬，管体缠绕玻璃纤维层；b、在管身部位缠绕玻璃纤维层时，设置石英夹砂夹层；c、管头、管尾的接头部分缠绕短切玻璃纤维铺设层；d、对管体进行固化、切削、脱模处理，e、对管头、管尾进行修整二次加工，f、在管头套设钢套环或密封橡胶圈，管尾根据需要套设钢套环。管身的缠绕玻璃纤维层缠绕方式为螺旋缠绕和环向缠绕的往复交叉缠绕方式。管头、管尾的接头部分还可往复交叉缠绕加入玻璃纤维纺织物层。根据上述技术方案分析可知，本专利技术具有如下优点1、顶管的管头、管尾采用不同的材料、结构，不仅大大提供了顶管的柔韧性和强度，成本较低，而且管道长，接口少。2、顶管外表面光滑，因此施工方便，顶进效率高；顶管内壁光滑，粗糙系数小，在输送同等流量的前提下，可比混凝土或钢顶管的管径小。3、整个顶管重量轻，顶进过程中不会产生向下偏头事故，即使出现其他方向偏移时，也容易纠正，并且省去了吊装起动设备，施工占地面积小。4、耐腐蚀，使用寿命长。5、端部连接结构合理，管道安装方便，密封性好。6、管身、管头以及管尾采用不同的制造工艺和结构，提高了顶管的刚度，较好地解决了管道连接的密封问题。下面结合附图和具体实施方案对本专利技术做进一步的详细说明。附图说明图1为本专利技术结构剖面图；图2为本专利技术端部连接结构实施例之一；图3为本专利技术端部连接结构实施例之二；图4为本专利技术端部连接结构实施例之三；图5为本专利技术端部连接结构实施例之四；图6为本专利技术方法流程图。参见图1、2、3，本专利技术为为一种玻璃钢夹砂顶管，它由管头1、管身2以及管尾3组成，管头1和管尾2管径一致，管尾3连接部设有密封用套环4，管头1、管尾3通过套环4连接。管头1、管身2以及管尾3采用树脂基体，管身2设有两维以上方向往复交叉绕制的纤维层21、22以及石英夹砂层23，管1头和管尾3设有为两维以上方向往复交叉绕制的纤维层11、12以及31、32。如图2所示，本专利技术管头1和管尾3管径一致，本专利技术顶管的一段一段连接是通过套环4将管头1和管尾3连接一起的，套环4可为外套环或内套环。在本实施例中，外套环4紧密设置在管头1或管尾3外壁的凹台13、33内。为进一步提高密封效果，在管尾3外壁端部、外套环4下开设凹道34，凹道34内套设密封橡胶环6。当将前一段管尾3带有外套环4的顶管顶进后，在将后一段顶管顶进，后顶管的管头1套入外套环4内，并顶持密封橡胶环5端部，因此较好地提高了管道连接的密封性能。如图3所示，为本专利技术一较佳实施例。同样根据实际不同的密封要求，可在管尾3和管头1外壁上、外套环4下设有凹槽35、14，在于凹槽14、35内分别设置密封橡胶环带6、6′。对于管径较小的管道，管头1和管尾3的密封连接可采用内套环7结构，如图4所示。另外，参见图5，也可管尾3和管头1内壁设有凹槽36、15，内套环7设置在内壁凹槽36、15内，而使整个管道内壁光滑，减少阻力。如图6所示，本专利技术为一种玻璃钢夹砂顶管的制作方法，它包括以下步骤1、采用表面毡、针织毡以及内衬树脂作为管壁内衬，管体缠绕玻璃纤维层。管身的缠绕玻璃纤维层缠绕方式为螺旋缠绕和环向缠绕的往复交叉缠绕方式。2、在管身部位缠绕玻璃纤维层的同时，设置石英夹砂夹层，从而使管身具有了很高的管强度。3、由于在顶部必须承受较大的、相对集中的顶力，必须加强管头和管尾的强度。对于管头、管尾的接头部分除采用管身所用的组分材料和缠绕方式外，还采用了不同于管身材质的其他类型的玻璃纤维，提高局部的强度和柔韧性，在管头、管尾往复交叉缠绕加入玻璃纤维纺织物层和短切玻璃纤维铺设层，保证了管接头部位的抗压强度和更高的刚度。4、对管体进行固化、切削、脱模处理。5、对管头、管尾进行修整二次加工，在管头套设钢套环或密封橡胶圈，管尾根据需要套设钢套环。另外根据需要，或不同的实施例可再进行一些防腐蚀等处理。利用上述方法制作的顶管，无论是弹性模量还是拉伸模量，其机械性能都高于现有的其他制作方法生产的顶管。详细数据如下表 在同等管径下，本专利技术的顶管仅为预应力混凝土管的1/15-1/10，因此考虑同等流量时，可采用比混凝土管小1-3个等级直径的顶管，而且重量更轻。所以，本专利技术的顶管施工难度、土方量小，顶进效率高，而且容易纠偏，一次顶进长度长，耐腐蚀性能好。权利要求1.一种玻璃钢夹砂顶管，它由管头、管身以及管尾组成，管头和管尾管径一致，管尾连接部设有密封用套环，管头、管尾通过套环连接，其特征在于所述的管头、管身以及管尾采用树脂基体，管身设有石英夹砂层，管头和管尾设有为两维以上方向绕制的纤维层，所述的套环可为外套环或内套环，外套环紧密设置在管头或管尾外壁的凹台内。2.根据权利要求1所述的玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃钢夹砂顶管，它由管头、管身以及管尾组成，管头和管尾管径一致，管尾连接部设有密封用套环，管头、管尾通过套环连接，其特征在于：所述的管头、管身以及管尾采用树脂基体，管身设有石英夹砂层，管头和管尾设有为两维以上方向绕制的纤维层，所述的套环可为外套环或内套环，外套环紧密设置在管头或管尾外壁的凹台内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李卓球，司金峰，
申请(专利权)人：陕西竞业玻璃钢有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]