[发明专利]一种承插式钢顶管接头

说明书

本发明涉及一种承插式钢顶管接头，包括分别焊接在钢管管节两端的承口连接件和插口连接件，插口连接件内表面光滑且内径与钢管管节相同，插口连接件的外表面分布多个锥形脊，所述多个锥形脊在插口连接件内表面形成第一锯齿形连接面；承口连接件外表面光滑且外径与钢管管节相同，承口连接件的内表面间隔分布与插口连接件相配合的多个锥形脊，所述多个锥形脊在承口连接件外表面形成第二锯齿形连接面。本发明的技术特点在于：1、该接口的焊接工作在工厂完成，焊接完成后运送到顶管施工现场直接进行组装，可更好的保证焊接的质量，又可减少现场的施工工期。2、该接口完成后，接口处内径与外径及光滑程度基本与标准管节一致，便于顶管施工。

技术领域：

本发明专利是一种承插式钢顶管接头，可用于输水管道和其它输送管道的连接。

背景技术：

目前，我国输水管道工程的扩建、修复和更换经常需要采用非开挖技术，尤其是在城市和环境敏感地区，非开挖施工过程不需要大面积开挖路面，可以将社会影响和环境影响降至最低。相比传统开挖方式，非开挖方式有许多优势，并随着技术水平和机械设备的不断发展而变得更具成本效益。

顶管是最常见的输水管道非开挖技术的一种，管材的选择可以主要从以下各方面选择：力学性能、接口连接方式及性能、使用寿命、加工难度、施工难度、运输难度。常用的有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管。

传统的钢顶管一般均采用现场焊接的连接方式，虽然钢管的力学性能虽然较好，管材运输方便，但钢管焊接接头会耗费大量的人力、物力、财力以及时间成本，焊接的质量难控制、防腐做法不达标也会大大降低管材的使用寿命，且由于接头为刚性，可弯曲的余地较小，即施工中可纠偏的余地较小。

由于传统钢顶管存在以上不足，随着工程要求的提高，市场上出现了新型球墨铸铁顶管以及PCCP顶管。新型球墨铸铁顶管由于接口为外扩承插口，需在外层增加钢筋混凝土外包层以保证通体直径一致，该管材存在强度较低、单重大、管节短、接口多、外包层钢筋混凝土质量难保证、大口径管道(≥1000)造价高、刚性材质接头对接难度大等问题。而PCCP管同样存在上述类似问题，另外PCCP管在美国已经使用了多年，但从1990年开始，美国的PCCP管道频繁出现由于高强钢丝断裂导致的爆管事故，美国相关管理部门提出在这个问题解决之前，压力管道不推荐选择PCCP管。

相比国内，国外承插式连接的钢管已经使用了超过60年，针对顶管工程的承插式连接钢管也已经使用了超过20年，均运行良好。近年来，我国针对钢管的承插式接头的研究刚刚起步，但还是处于小范围的试验和完善阶段，也没有相对应的设计规范和标准，而针对承插式钢顶管的研究更是少之又少。

综上所述，国内有必要开展对新型承插式钢顶管的应用研究，且应该满足以下技术要求：

1、管节接头的现场拼接操作应方便、高效。

2、接头连接在外部水土荷载、内水荷载、顶管推力等各种工况组合下应能满足强度、变形、水密性等设计要求。

3、相邻管节之间的连接接头需具有一个光滑且连续的外表面，以减小顶进过程中作用于管节外表面上摩擦力，以及减少管节的外表面与钻孔内壁之间的空隙，以避免顶管路线上方发生明显地面沉降，这也是非开挖技术的基本要求。

4、相邻管节之间的连接接头需具有一个光滑且连续的内表面，以避免流体在管道中产生湍流或空化现象。

5、相邻管节之间的连接接头需满足一定水密性，具体应满足设计要求。

6、相邻管节之间的连接接头应能达到一定的弯曲角度，并能够传递相邻管段之间的弯矩，具体应满足设计要求。

发明内容：

本发明的目的在于克服目前各种顶管的不足，提供一种安全、经济、适用、高效的承插式钢顶管接头。