[發明專利]一種內壁帶螺旋復合加強環的地下鋼混結構管道及其制作方法

有效

• 申請號: 201410541898.3
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104295814A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 戰福軍
• 申請（專利權）人: 南京聯眾建設工程技術有限公司
• 主分類號: F16L9/153
• 分類號: F16L9/153;F16L9/16;F16L1/038;E02D29/045
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種管道及其制作方法，尤其涉及一種內壁帶螺旋復合加強環的地下鋼混結構管道及其制作方法。

背景技術

近年來，隨著我國城市軌道交通以及通訊、電力等的快速發展，地下管溝、地下通道的需求越來越多，傳統的地下共用管溝大多采用明挖的方法施工，開挖后澆注混凝土以形成管道結構，常為矩形或圓形，混凝土澆注后達到使用強度后安裝內部管線；大型管道通常以人力壘建、石砌、水泥澆注等方式建造。通常情況下，管線的安裝，水、電、氣、電訊等的管線架設，使得地面被反復的開挖，造成人力、物力的浪費，地面的破壞及各種管線的損壞，不利于管理和規劃；同時其施工方法和結構工程量大、工期長、工程造價較高；另外，施工時管道頂部部分結構物必須全部清除，額外的征地賠償費用相當高昂。

除采用明挖法施工，還有盾構施工方法，其在不擾動上結構物的情況下施工地下通道，甚至可以穿過高層建筑區而不擾動地面建筑物，一邊控制開挖面及周圍土體不發生坍塌失穩，一邊進行隧道掘進、出渣，并在機內拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿，從而不擾動周圍土體而修筑隧道的方法。但該方法管片襯砌為混凝土板片，其依靠自身的強度和剛度抵抗周圍圍巖的內應力，因此在較深的地下工程中需要加厚管片厚度來提高管道截面強度，若管道直徑較大則所需的工程量往往極大，施工操作相當復雜，技術標準要求很高，并且會消耗過多的鋼材和混凝土，提高成本。

除上述施工方法，還有頂管施工方法，其是繼盾構施工之后而發展起來的一種地下管道施工方法，它不需要開挖面層，并且能夠穿越公路、鐵道、河川、地面建筑物、地下構筑物以及各種地下管線等。頂管施工借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力，把工具管或掘進機從工作井內穿過土層一直推到接收井內吊起；同時，緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩井之間，以期實現非開挖敷設地下管道的施工方法。該方法施工方便、進度快，但水泥管太重，超大管徑的管道壁厚太厚，頂管困難，造價高，施工不便。

發明內容

發明目的：本發明的第一目的是提供一種能增加管體周向強度、提高管體穩固性、降低施工難度的內壁帶螺旋復合加強環的地下鋼混結構管道，本發明的第二目的是提供該管道的制作方法。

技術方案：本發明所述的地下鋼混結構管道，包括管體，該管體的管壁上沿周向螺旋設置若干排混凝土溢出孔，對應地在管體的內壁上設有能包裹該混凝土溢出孔的加強環，所述加強環與管壁之間的空腔內填充混凝土以形成螺旋形混凝土流動通道。

其中，所述管體是由主鋼帶螺旋繞制形成鋼管體。同時，沿著主鋼帶的長度方向設置一排或多排混凝土溢出孔。

所述加強環由窄鋼帶彎曲成斷面為弧形、半圓形、矩形或梯形的鋼帶。同時，彎曲后的窄鋼帶與主鋼帶貼合，并覆蓋住主鋼帶上的混凝土溢出孔，主鋼帶與窄鋼帶共同按螺旋方向繞制形成鋼管。

此外，彎曲后的窄鋼帶形成兩個端面，該端面焊接在所述主鋼帶上。

本發明所述地下鋼混結構管道的制作方法，包括如下步驟：

(1)預備管道并在管體管壁上沿周向螺旋開設混凝土溢出孔；(2)預備窄鋼帶并將其彎曲成斷面為為弧形、半圓形、矩形或梯形的空心的加強環；(3)將空心的加強環螺旋貼合在管體內壁上并包裹住混凝土溢出孔；(4)置于土坑內的管道，在其首尾兩端的加強環上各自開孔，從首端孔內注入混凝土，混凝土沿螺旋方向填充加強環與管體內壁之間形成的空腔，同時從混凝土溢出孔流出填滿管壁與土坑之間的間隙，待混凝土從末端孔溢出時，完成澆注。

其中，管道可按照如下方法制作：預備主鋼帶并沿其長度方向設置混凝土溢出孔，將加強環貼合在主鋼帶上并覆蓋其上的混凝土溢出孔，主鋼帶與貼合后的加強環共同按螺旋方向繞制形成內壁帶加強環的所述管道。同時，管道之間通過法蘭連接。

發明原理：管道主體為柔性結構，可以充分利用周圍圍巖與主體管道形成管土效應，主體管道與周圍土體共同受力，加強環作為管體的骨架增加了管壁的截面慣性矩，填充的混凝土提高了鋼管的抗壓強度，在保證了管體強度的同時可最大程度上降低管道的頂進力或牽引力。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點為：管道通過加強環增強了整體的環向強度；通過加強環與管體內壁之間填充的混凝土進一步提高管體抗壓強度；通過管壁溢出孔流出的混凝土使管體與土坑結合，使得管體穩固結實；本發明管道解決了在地下共用管道工程、地下綜合管廊以及地下通行道路中能使用大尺寸鋼結構產品的難題；同時，本發明方法容易操作、施工簡便、縮短工期、降低成本。

附圖說明

圖1為本發明管道現場施工示意圖；