專利名稱：預應力混凝土玻璃鋼復合頂管的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于給排水管道工程領域，具體涉及一種非開挖頂管施工用的管材結 構。
背景技術：
頂管施工作為一種非開挖地下管道施工方法，能很方便的穿越公路、鐵路、房屋、 河流等鋪設地下管道，對交通影響小，開挖土方少，機械化程度高，被認為是一種現代化的 地下管道鋪設方法，越來越多的地下管道工程采用這一施工方法。目前用于頂管的管材主 要有玻璃鋼管、混凝土管、鋼管等，這幾種管材各有優劣，玻璃鋼管具有輕質高強、頂進阻力 小、耐腐蝕、水力性能好等顯著優點，但其管壁較薄，剛度相對較低；混凝土頂管剛度大，但 混凝土抗裂性較差，且混凝土內壁的糙率系數較高，對管道的流量造成了一定的影響；而鋼 管頂管強度高，但易銹蝕。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種預應力混凝土玻璃鋼復合頂管，該頂管具有剛度 高、強度好、耐腐蝕、水力性能好、成本低、能承受的頂力大、所需頂力小的特點。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是預應力混凝土玻璃鋼復合頂管，其 特征在于它由玻璃鋼內襯層、玻璃鋼結構層、過渡層、混凝土結構層、預應力鋼絲纏繞層、外 保護層組成；玻璃鋼內襯層外繞制有玻璃鋼結構層，玻璃鋼內襯層和玻璃鋼結構層的右端 部為承口，玻璃鋼內襯層和玻璃鋼結構層的左端部為插口，玻璃鋼內襯層和玻璃鋼結構層 的左端部設有試壓孔，玻璃鋼結構層的左端部設有凹槽；玻璃鋼結構層的外壁除插口部分 外涂有樹脂石英砂顆粒形成過渡層；過渡層的外壁灌注有混凝土結構層；混凝土結構層的 外壁繞制有預應力鋼絲纏繞層；預應力鋼絲纏繞層的外壁制作有外保護層。外保護層的材料可以采用玻璃鋼材料、熱塑性材料或樹脂砂漿，外保護層外表面 進行壓光處理。復合頂管的最內層為玻璃鋼內襯層，玻璃鋼內襯層構成了復合頂管的光滑內壁， 同時具有防腐防滲的功能。玻璃鋼內襯層外為玻璃鋼結構層，玻璃鋼結構層提供一部分強 度；并在插口端形成連接的玻璃鋼插口，玻璃鋼插口上可根據需要設置放置橡膠圈的凹槽 和用于試水壓的試壓孔；承口的內側部分結構采用玻璃鋼材料制作；同時在其外部除插口 端外均涂有樹脂石英砂顆粒形成過渡層，作為與混凝土結構結合的連接面。玻璃鋼內襯層 和玻璃鋼結構層所用的玻璃鋼以玻璃纖維及其織物為增強材料，以不飽和聚酯樹脂為基體 材料采用纏繞工藝制作而成。通過鋼模灌注工藝將水泥石砂漿灌注在玻璃鋼筒體外壁形成混凝土結構層，其構 造特征是混凝土與玻璃鋼結構層外壁顆粒過渡層形成緊密結合的連接面，加之混凝土的 水化收縮，使得混凝土與玻璃鋼結構層形成緊密復合結構。混凝土管結構層主要提供管道 的剛度和軸向壓縮強度。[0008]混凝土管結構的外壁纏繞預應力鋼絲，并作為管道的主要承內壓結構，預應力鋼絲由外保護材料緊密包裹，外防護材料可以采用玻璃鋼材料、熱塑性材料或樹脂砂漿，用來 防止鋼絲腐蝕、銹蝕。本實用新型既避免了傳統的混凝土頂管、預應力鋼筒混凝土頂管和玻璃鋼頂管的 缺點，又結合了傳統頂管管材的優勢，主要具有以下優點1、結合了預應力鋼絲和玻璃鋼的強度，具有很高的環向拉伸強度，能承受很壓的 內壓；2、充分利用混凝土高剛度、抗壓縮的特點，能承受高的外壓及軸向頂力；3、充分發揮玻璃鋼內襯表面光滑的特點，具有優良的水力性能；4、外表面光滑平整不吸水，能有效的減小摩擦阻力，頂進所需頂力小；4、具有玻璃鋼的抗滲漏耐腐蝕的特點，使用壽命長。5、接頭簡單、連接方便、安全可靠，能夠廣泛應用于非壓力頂管及壓力頂管施工 中。本實用新型的頂管具有玻璃鋼的耐腐蝕性、良好的水力性能，同時也具有混凝土 管的高剛度和鋼管的高強度等特點，且其制作成本較低、能承受的頂力大而自身所需頂力較小。本實用新型的有益效果是本實用新型的頂管具有剛度高、強度好、耐腐蝕、水力 性能好(防滲性能好)、成本低、能承受的頂力大、所需頂力小的特點。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖中1-玻璃鋼內襯層，2-玻璃鋼結構層，3-過渡層，4-混凝土結構層，5-預應力 鋼絲纏繞層，6-外保護層，7-插口，8-凹槽，9-承口，10-管身，11-試壓孔。
具體實施方式
實施例1 如圖1所示，預應力混凝土玻璃鋼復合頂管(英文名稱=Fiberglass PrestressedConcrete Composite Jacking Pipe，可簡稱FPCC頂管)，它由玻璃鋼內襯層 1、 玻璃鋼結構層2、過渡層3、混凝土結構層4、預應力鋼絲纏繞層5、外保護層6組成；玻璃鋼 內襯層1外繞制有玻璃鋼結構層2，玻璃鋼內襯層1和玻璃鋼結構層2的右端部為承口 9， 玻璃鋼內襯層1和玻璃鋼結構層2的左端部為插口 7，玻璃鋼內襯層1和玻璃鋼結構層2的 左端部設有試壓孔11，玻璃鋼結構層2的左端部設有凹槽8 ；玻璃鋼結構層2的外壁除插口 部分外涂有樹脂石英砂顆粒形成過渡層3 ；過渡層3的外壁灌注有混凝土結構層4 ；混凝土 結構層4的外壁繞制有預應力鋼絲纏繞層5 ；預應力鋼絲纏繞層5的外壁制作有外保護層 6。插口 7上可根據需要設置1-3道放置密封橡膠圈的凹槽8(承口與插口之間的部分為管 身 10)。混凝土結構層可以根據需要設置整體的鋼筋骨架或僅在兩端設置鋼筋骨架，混凝 土結構層的兩端面平行且與管軸線垂直。上述預應力混凝土玻璃鋼復合頂管的制作步驟如下[0024]1)采用纏繞工藝在內襯模具上制作玻璃鋼內襯層1，然后在玻璃鋼內襯層1上纏 繞玻璃鋼結構層2，玻璃鋼結構層2的左端部為插口 7，并在玻璃鋼結構層2的外壁除插口 部分外涂樹脂石英砂顆粒形成過渡層3 ；2)將內襯模具連同制好的玻璃鋼內襯層和玻璃鋼結構層一起立在工作臺上(涂 有過渡層3)，內襯模具與工作臺固定；將混凝土灌注模具套在過渡層3外，并與工作臺固 定；過渡層3與混凝土灌注模具之間形成管環空腔，在此空腔內灌注混凝土，形成混凝土結 構層4 ；3)將混凝土灌注模具脫模；在混凝土結構層外部纏繞預應力鋼絲，形成預應力鋼 絲纏繞層5 ；4)在預應力鋼絲纏繞層外面制作玻璃鋼的外保護層6 ；5)固化后對玻璃鋼結構層2的插口 7進行修整，根據需要打磨形成1-3道放置密 封橡膠圈的凹槽8，同時對混凝土結構層4的兩端面進行打磨平整使其垂直于管軸線，脫掉 內襯模具，再根據需要在玻璃鋼內襯層1和玻璃鋼結構層2的插口 7上制作試壓孔11，便制 作完成一節預應力混凝土玻璃鋼復合頂管。安裝時，將橡膠圈放置在插口的凹槽8內，將一個預應力混凝土玻璃鋼復合頂管 的插口 7插入另一個預應力混凝土玻璃鋼復合頂管的承口 9即可。玻璃鋼內襯層、玻璃鋼結構層的制作材料、制作設備、制作工藝可均采用現有公知 技術(玻璃鋼以玻璃纖維及其織物為增強材料，以不飽和聚酯樹脂為基體材料采用纏繞工 藝制作而成)。實施例2:與實施例1基本相同，不同之處在于外保護層的材料為樹脂砂漿。實施例3 與實施例1基本相同，不同之處在于外保護層的材料為熱塑性材料。
權利要求預應力混凝土玻璃鋼復合頂管，其特征在于它由玻璃鋼內襯層(1)、玻璃鋼結構層(2)、過渡層(3)、混凝土結構層(4)、預應力鋼絲纏繞層(5)、外保護層(6)組成；玻璃鋼內襯層(1)外繞制有玻璃鋼結構層(2)，玻璃鋼內襯層(1)和玻璃鋼結構層(2)的右端部為承口(9)，玻璃鋼內襯層(1)和玻璃鋼結構層(2)的左端部為插口(7)，玻璃鋼內襯層(1)和玻璃鋼結構層(2)的左端部設有試壓孔(11)，玻璃鋼結構層(2)的左端部設有凹槽(8)；玻璃鋼結構層(2)的外壁除插口部分外涂有樹脂石英砂顆粒形成過渡層(3)；過渡層(3)的外壁灌注有混凝土結構層(4)；混凝土結構層(4)的外壁繞制有預應力鋼絲纏繞層(5)；預應力鋼絲纏繞層(5)的外壁制作有外保護層(6)。
專利摘要本實用新型屬于給排水管道工程領域，具體涉及一種非開挖頂管施工用的管材結構。預應力混凝土玻璃鋼復合頂管，其特征在于它由玻璃鋼內襯層、玻璃鋼結構層、過渡層、混凝土結構層、預應力鋼絲纏繞層、外保護層組成；玻璃鋼內襯層外繞制有玻璃鋼結構層；玻璃鋼結構層的外壁除插口部分外涂有樹脂石英砂顆粒形成過渡層；過渡層的外壁灌注有混凝土結構層；混凝土結構層的外壁繞制有預應力鋼絲纏繞層；預應力鋼絲纏繞層的外壁制作有外保護層。本實用新型的頂管具有剛度高、強度好、耐腐蝕、水力性能好、成本低、能承受的頂力大、所需頂力小的特點。
文檔編號F16L9/14GK201621382SQ201020121520
公開日2010年11月3日 申請日期2010年2月26日 優先權日2010年2月26日
發明者宋建國, 曾愛軍, 朱四榮, 李卓球, 陳建中 申請人:武漢理工大學;恒潤集團有限公司