預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置及方法
【專利摘要】本發明一種預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，涉及預應力鋼筒混凝土管安裝施工領域。它包括排氣管，承插口鋼件，短管，平蓋堵頭，千斤頂，鋼板，混凝土靠背，預埋鋼板，有壓力表位于所述排氣管上，所述排氣管底端垂直連接于所述短管上表面，所述承插口鋼件包括承插口鋼環，承插口鋼圈，加勁塊；所述承插口鋼環與預應力鋼筒混凝土管連接，所述短管與所述承插口鋼件的承插口鋼圈處焊接；所述短管另一端焊接在平蓋堵頭上，所述千斤頂連接平蓋堵頭和凝土靠背，所述預埋鋼板分布于所述混凝土靠背內。它克服了現有技術費工費時，變形，不安全，經濟效能低的缺點。本發明還公開了這種預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵方法。
【專利說明】
預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置及方法
技術領域
[0001]本發明涉及預應力鋼筒混凝土管安裝施工領域，具體的說是一種預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置。本發明還涉及操作這種預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置的方法。
【背景技術】
[0002]預應力鋼筒混凝土管(簡稱PCCP即PrestressedConcrete Cylinder Pipe)是一種具有高強度、高抗滲性和高密封性的復合型管材，其集合了薄鋼板、高強混凝土、高強預應力鋼絲、高強砂漿和橡膠密封圈等原輔材料制造而成。該管道尤其適用于大口徑、高工壓和高覆土供水工程。PCCP管采用承插口式連接，通過在插口凹槽處安裝橡膠密封圈進行密封。依據規范要求，壓力管道安裝完成后，應分段進行水壓試驗，水壓試驗合格后(壓力降法和滲水量法)，才允許并網通水投入使用。規范中要求壓力管道水壓試驗的管段長度不宜大于1.0km，因此壓力管道工程需進行多次水壓試驗。水壓試驗的封堵裝置關系重大。尤其是封堵裝置的安全性、經濟性和發明便捷性對水壓試驗、甚至于對整個管道安裝工程都影響重大。
[0003]目前的水壓試驗封堵裝置為:鋼制打壓配件管。鋼制打壓配件管是由鋼板卷焊制作而成，一般長為5000mm，兩端設置承插口與PCCP管連接。在鋼制打壓配件管內部中間焊接鋼板，將鋼制打壓配件管內部堵死，作為水壓試驗的堵板，利用前后安裝的PCCP管與土體產生的摩擦力作為靠背，阻止滑移，對兩節鋼制打壓配件管中間位置的某一段PCCP管道進行沖水及水壓試驗。水壓試驗完成后，需要人工進入管道內部將堵板切割成小塊，堵板小塊從進人孔吊出管道后，再對管道內部堵板位置采用砂漿襯砌處理。因此，鋼制打壓配件管成本較高，一般為厚20mm?30mm鋼板卷焊制作而成，內部圓形堵板厚30mm?40mm，與鋼制打壓配件管焊接，鋼板焊接質量要求高。水壓試驗完成后，要人工從進人孔管內進行切割，費工費時，工人在空氣幾乎不流通的管道內部進行切割作業，極不安全，危害身體健康。且人工切割也可能對鋼制打壓配件管產生變形等不利影響。封堵板焊接在鋼制打壓配件管內部，水壓試驗過程中無法觀察到作為后靠背的PCCP管道的位移或變形情況，導致水壓試驗允許滲水量法試驗不精確。另外水壓試驗完成后，需要人工進入管道內部將堵板切割成小塊，導致堵板只能一次使用，不能循環利用，經濟效能低。

【發明內容】

[0004]本發明的第一目的是為了克服【背景技術】的不足之處，而提供預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置。
[0005]本發明的第二目的是提供操作這種預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置的方法。
[0006]為了實現本發明的第一目的，本發明的技術方案為:預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:包括排氣管，承插口鋼件，短管，平蓋堵頭，千斤頂，鋼板，混凝土靠背，預埋鋼板，有壓力表位于所述排氣管上，所述排氣管底端垂直連接于所述短管上表面，所述承插口鋼件包括承插口鋼環，承插口鋼圈，加勁塊，所述承插口鋼環與預應力鋼筒混凝土管連接，所述短管與所述承插口鋼件的承插口鋼圈處焊接，所述短管另一端焊接在平蓋堵頭上，所述千斤頂連接平蓋堵頭和凝土靠背，所述鋼板位于所述千斤頂和混凝土靠背的相交面，所述預埋鋼板分布于所述混凝土靠背內。
[0007]在上述技術方案中，所述排氣管上配置排氣閥，且所述排氣閥口徑與所述排氣管相匹配。在水壓試驗管道升壓時排除管道內剩余空氣。
[0008]在上述技術方案中，所述承插口鋼環口徑與安裝的預應力鋼筒混凝土管使用的承插口相匹配，內部用橡膠圈進行密封;所述承插口鋼圈由鋼板卷制焊接而成，且與所述承插口鋼環焊接在一起。安裝方便，止水性能好。
[0009]在上述技術方案中，所述短管由金屬板卷制焊接而成，且口徑與所述承插口鋼環大小相匹配;所述承插口鋼圈與所述短管連接處四周均勻焊接加勁塊。對平蓋堵頭起一定緩沖作用，抵抗試驗時管道內水壓力;對承插口鋼件起到加固作用，保證安全。
[0010]在上述技術方案中，所述平蓋堵頭由金屬板制作，所述平蓋堵頭包含內環加勁圓環，外環加勁圓環及加勁板，所述內環加強圓環焊接加勁板;所述外環加勁圓環焊接加勁板。設置內外環加勁圓環和加勁板是根據規范和設計條件計算得出的，充分保證水壓試驗時安全可靠。
[0011]在上述技術方案中，所述千斤頂有多個。千斤頂起到緩沖作用，避免平蓋堵頭直接作用在混凝土靠背上，對平蓋堵頭造成破壞;調節千斤頂頂壓平蓋堵頭，直至幾乎不產生位移，才能進行水壓試驗。
[0012]在上述技術方案中，所述鋼板為一整塊。增大千斤頂與平蓋堵頭和凝土靠背的接觸面積，均衡壓力。
[0013]在上述技術方案中，所述混凝土靠背由預制矩形鋼筋混凝土梁組合而成，所述混凝土梁內配置縱向及橫向的螺紋鋼筋。由于原狀土體受力后會產生較大變形，不能作為第一級支撐靠背，必須使用變形小的混凝土作為第一級支撐靠背，原狀土體作為第二級支撐靠背，且預制矩形鋼筋混凝土梁工藝簡單，成本低。
[0014]在上述技術方案中，所述預埋鋼板有多塊。將相鄰兩個混凝土塊的鋼板焊接在一起，起到固定的作用，保證混凝土梁整體受力。
[0015]為了實現本發明的第二目的，本發明的技術方案為:預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0016]步驟I:將承插口鋼件、短管與平蓋堵頭進行焊接;在所述短管上焊接排氣管，在所述排氣管上安裝排氣閥與壓力表；
[0017]步驟2:將所述承插口鋼件安裝在PCCP管道上，所述承插口鋼件內部用橡膠圈進行密封止水；
[0018]步驟3:于混凝土靠背下方鋪設墊層混凝土，所述混凝土靠背由混凝土梁吊裝疊放在一起形成，并通過預埋鋼板焊接在一起，組合受力，原狀土后背墻與所述混凝土靠背之間空隙采用砂漿灌實。
[0019]步驟4:所述平蓋堵頭與所述混凝土靠背之間用千斤頂頂嚴，由于所述千斤頂接觸面積較小，采用鋼板7增大接觸面積，補強處理。
[0020]步驟5:升壓后管內的水壓力通過所述平蓋堵頭，所述千斤頂，所述鋼板，所述混凝土靠背等的傳遞，擠壓所述混凝土靠背后的原狀土后背墻，可能會產生少量位移，將壓力降下來后，調節所述千斤頂頂壓所述平蓋堵頭，反復操作直至幾乎不產生位移，最后進行水壓試驗。
[0021]步驟6:管道內升壓過程中，打開所述排氣閥，排除管道內殘余的空氣，待空氣排完后，關上所述排氣閥，讀取壓力表的讀數，并時時監測封堵裝置的位移情況。
[0022]與現有技術相比，本發明具有如下優點:
[0023](I)安全性能高。采用千斤頂、鋼板、混凝土梁、原狀土作為后靠背，位移小，安全性尚O
[0024](2)堵頭出露，便于時時觀測位移，安全監測。
[0025](3)提高水壓試驗允許滲水量法的精度。要求實測滲水量小于或等于規范要求。
[0026](4)操作簡單，安裝拆除方便，可以重復使用，經濟性能高。
【附圖說明】
[0027]圖1為預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置布置示意圖。
[0028]圖2為預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置平面布置示意圖。
[0029]圖3為承插口鋼件、短管與平蓋堵頭結構示意圖。
[0030]圖4為混凝土梁整體加固及千斤頂布置示意圖。
[0031 ]圖5為平蓋堵頭結構示意圖。
[0032]圖中1-壓力表，2-排氣管，21-排氣閥，3-承插口鋼件，31-承插口鋼環，32-承插口鋼圈，33-加勁塊，4-短管，5-平蓋堵頭，51-內環加勁圓環，52-外環加勁圓環，53-加勁板，6-千斤頂，7-鋼板，8-混凝土靠背，81 -混凝土梁，9-預埋鋼板。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖詳細說明本發明的實施情況，但它們并不構成對本發明的限定，僅作舉例而已。同時通過說明使本發明的優點更加清楚和容易理解。
[0034]參閱附圖可知:預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:包括排氣管2，承插口鋼件3，短管4，平蓋堵頭5，千斤頂6，鋼板7，混凝土靠背8，預埋鋼板9，有壓力表I位于所述排氣管2上，所述排氣管2底端垂直連接于所述短管4上表面，所述承插口鋼件3包括承插口鋼環31，承插口鋼圈32，加勁塊33，所述承插口鋼環31與預應力鋼筒混凝土管連接，所述短管4與所述承插口鋼件3的承插口鋼圈32處焊接，所述短管4另一端焊接在平蓋堵頭5上，所述千斤頂6連接平蓋堵頭5和凝土靠背8，所述鋼板7位于所述千斤頂6和混凝土靠背8的相交面，所述預埋鋼板9分布于所述混凝土靠背8內。所述排氣管2上配置排氣閥21，且所述排氣閥21 口徑與所述排氣管2相匹配。所述承插口鋼環31 口徑與安裝的預應力鋼筒混凝土管使用的承插口相匹配，內部用橡膠圈進行密封;所述承插口鋼圈32由鋼板卷制焊接而成，且與所述承插口鋼環31焊接在一起。所述短管4由金屬板卷制焊接而成，且口徑與所述承插口鋼環31大小相匹配;所述承插口鋼圈32與所述短管4連接處四周均勻焊接加勁塊33。所述平蓋堵頭5由金屬板制作，所述平蓋堵頭5包含內環加勁圓環51，外環加勁圓環52及加勁板53，所述內環加勁圓環51焊接加勁板53，所述外環加勁圓環52焊接加勁板53;所述千斤頂6有多個。所述鋼板7為一整塊。所述混凝土靠背8由預制矩形鋼筋混凝土梁81組合而成，所述混凝土梁81內配置縱向及橫向的螺紋鋼筋。所述預埋鋼板9有多塊。
[0035]參閱附圖可知:預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0036]步驟I:將承插口鋼件3、短管4與平蓋堵頭5進行焊接;在所述短管4上焊接排氣管2，在所述排氣管2上安裝排氣閥21與壓力表I;
[0037]步驟2:將所述承插口鋼件3安裝在PCCP管道上，所述承插口鋼件3內部用橡膠圈進行密封止水；
[0038]步驟3:于混凝土靠背8下方鋪設墊層混凝土，所述混凝土靠背8由混凝土梁81吊裝疊放在一起形成，并通過預埋鋼板9焊接在一起，組合受力，原狀土后背墻與所述混凝土靠背8之間空隙采用砂漿灌實。
[0039]步驟4:所述平蓋堵頭5與所述混凝土靠背8之間用千斤頂6頂嚴，由于所述千斤頂6接觸面積較小，采用鋼板7增大接觸面積，補強處理。
[0040]步驟5:升壓后管內的水壓力通過所述平蓋堵頭5，所述千斤頂6，所述鋼板7，所述混凝土靠背8等的傳遞，擠壓所述混凝土靠背8后的原狀土后背墻，可能會產生少量位移，將壓力降下來后，調節所述千斤頂6頂壓所述平蓋堵頭5，反復操作直至幾乎不產生位移，最后進行水壓試驗。
[0041]步驟6:管道內升壓過程中，打開所述排氣閥21，排除管道內殘余的空氣，待空氣排完后，關上所述排氣閥21，讀取壓力表I的讀數，并時時監測封堵裝置的位移情況。
[0042]其它未說明的部分均屬于現有技術。
【主權項】
1.預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:包括排氣管(2)，承插口鋼件(3)，短管(4)，平蓋堵頭(5)，千斤頂(6)，鋼板(7)，混凝土靠背(8)，預埋鋼板(9)，有壓力表(I)位于所述排氣管(2)上，所述排氣管(2)底端垂直連接于所述短管(4)上表面，所述承插口鋼件(3)包括承插口鋼環(31)，承插口鋼圈(32)，加勁塊(33)，所述承插口鋼環(31)與預應力鋼筒混凝土管連接，所述短管(4)與所述承插口鋼件(3)的承插口鋼圈(32)處焊接，所述短管(4)另一端焊接在平蓋堵頭(5)上，所述千斤頂(6)連接平蓋堵頭(5)和凝土靠背(8)，所述鋼板(7)位于所述千斤頂(6)和混凝土靠背(8)的相交面，所述預埋鋼板(9)分布于所述混凝土靠背(8)內。2.根據權利要求1所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述排氣管(2)上配置排氣閥(21)，且所述排氣閥(21) 口徑與所述排氣管(2)相匹配。3.根據權利要求2所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述承插口鋼環(31) 口徑與安裝的預應力鋼筒混凝土管使用的承插口相匹配，內部用橡膠圈進行密封;所述承插口鋼圈(32)由鋼板卷制焊接而成，且與所述承插口鋼環(31)焊接在一起。4.根據權利要求3所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述短管(4)由金屬板卷制焊接而成，且口徑與所述承插口鋼環(31)大小相匹配;所述承插口鋼圈(32)與所述短管(4)連接處四周均勻焊接加勁塊(33)。5.根據權利要求4所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述平蓋堵頭(5)由金屬板制作，所述平蓋堵頭(5)包含內環加勁圓環(51)，外環加勁圓環(52)及加勁板(53)，所述內環加勁圓環(51)焊接加勁板(53)，所述外環加勁圓環(52)焊接加勁板(53) 06.根據權利要求5所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述千斤頂(6)有多個。7.根據權利要求6所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述鋼板(7)為一整塊。8.根據權利要求7所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述混凝土靠背(8)由預制矩形鋼筋混凝土梁(81)組合而成，所述混凝土梁(81)內配置縱向及橫向的螺紋鋼筋。9.根據權利要求1至8中任一項權利要求所述的預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵裝置，其特征在于:所述預埋鋼板(9)有多塊。10.預應力鋼筒混凝土管道水壓試驗封堵方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:將承插口鋼件(3)、短管(4)與平蓋堵頭(5)進行焊接;在所述短管(4)上焊接排氣管(2)，在所述排氣管(2)上安裝排氣閥(21)與壓力表(I); 步驟2:將所述承插口鋼件(3)安裝在PCCP管道上，所述承插口鋼件(3)內部用橡膠圈進行密封止水； 步驟3:于混凝土靠背(8)下方鋪設墊層混凝土，所述混凝土靠背(8)由混凝土梁(81)吊裝疊放在一起形成，并通過預埋鋼板(9)焊接在一起，組合受力，原狀土后背墻與所述混凝土靠背(8)之間空隙采用砂漿灌實。 步驟4:所述平蓋堵頭(5)與所述混凝土靠背(8)之間用千斤頂(6)頂嚴，由于所述千斤頂(6)接觸面積較小，采用鋼板(7)增大接觸面積，補強處理。 步驟5:升壓后管內的水壓力通過所述平蓋堵頭(5)，所述千斤頂(6)，所述鋼板(7)，所述混凝土靠背(8)等的傳遞，擠壓所述混凝土靠背(8)后的原狀土后背墻，可能會產生少量位移，將壓力降下來后，調節所述千斤頂(6)頂壓所述平蓋堵頭(5)，反復操作直至幾乎不產生位移，最后進行水壓試驗。 步驟6:管道內升壓過程中，打開所述排氣閥(21)，排除管道內殘余的空氣，待空氣排完后，關上所述排氣閥(21)，讀取壓力表(I)的讀數，并時時監測封堵裝置的位移情況。
【文檔編號】G01N3/12GK106015824SQ201610522811
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月5日
【發明人】林雄財, 王滿興, 李文瑞, 袁延國, 鄭義彬, 王振海, 陳鼎, 朱詩旭, 郭華倫, 徐能
【申請人】長江勘測規劃設計研究有限責任公司, 中國水利水電第六工程局有限公司