本實(shí)用新型涉及一種用于高頭水電站的地埋高壓鋼管，尤其涉及一種設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管。

背景技術(shù)：

高水頭水電站地下輸水系統(tǒng)在地質(zhì)條件不允許使用混凝土襯砌隧洞的情況下，必須采用地埋高壓鋼管輸水。

高壓鋼管的特點(diǎn)是抵抗內(nèi)水壓力的能力比較強(qiáng)，但是由于鋼管管壁較管道長度而言屬于細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)，鋼管抵抗外水壓力的能力相對(duì)較弱。地埋鋼管通常處于外水壓力之下，在外水壓力較大時(shí)，高壓鋼管的穩(wěn)定性會(huì)受到威脅，特別是在混凝土襯砌隧洞和高壓鋼管連接的部位，尤為嚴(yán)重。為此實(shí)際工程中需要對(duì)地下埋置的鋼管采取擋水和外排水的方式解除外水壓力。

以往，在隧洞混凝土襯砌段與鋼管連接段的結(jié)構(gòu)，包括混凝土襯砌段及伸入混凝土襯砌段內(nèi)的鋼管，所述混凝土襯砌段內(nèi)分別有內(nèi)側(cè)縱向鋼筋和外側(cè)縱向鋼筋，所述鋼管外側(cè)分別設(shè)置有錨筋環(huán)和加勁環(huán)，所述鋼管上游混凝土襯砌段設(shè)置有環(huán)向鋼筋，所述混凝土襯砌段與鋼管交接的范圍內(nèi)布置有阻水環(huán)，所述混凝土襯砌段末端設(shè)置銅片止水，所述外側(cè)縱向鋼筋延長至混凝土襯砌段末端，內(nèi)側(cè)縱向鋼筋截至到錨筋環(huán)處，并且在內(nèi)側(cè)縱向鋼筋與錨筋環(huán)接觸部位進(jìn)行焊接。這種方案能夠使混凝土襯砌隧洞與高壓鋼管連接成一個(gè)整體性較好的結(jié)構(gòu)，避免因結(jié)構(gòu)分離導(dǎo)致的滲水，但是此種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的可用于防止混凝土襯砌隧洞和高壓鋼管接合部滲水的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是由以下具體手段所達(dá)成：

一種設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，埋設(shè)于隧洞中，其中，包括多個(gè)阻水環(huán)和高壓鋼管，多個(gè)所述阻水環(huán)沿高壓鋼管軸向間隔地固設(shè)于所述高壓鋼管外壁，各所述阻水環(huán)固設(shè)于所述高壓鋼管圓周壁上，所述阻水環(huán)的內(nèi)緣與所述高壓鋼管固定連接，所述阻水環(huán)的外緣的形狀與所述隧洞內(nèi)壁相配合。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水環(huán)是由多塊阻水片拼接而成，各所述阻水片首尾相接形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述阻水環(huán)內(nèi)緣與所述高壓鋼管固定連接，所述阻水環(huán)外緣與所述隧洞的內(nèi)壁相配合。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水環(huán)的外緣為圓形。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水環(huán)內(nèi)緣與所述高壓鋼管圓周壁通過塞焊、摩擦攪拌焊或者等離子焊連接。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水片為鋼片。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水環(huán)的數(shù)量大于或等于三個(gè)。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水環(huán)的外緣為橢圓形，各所述橢圓形阻水環(huán)中的所述阻水片在所述高壓鋼管的橫截面上的投影相交錯(cuò)。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水環(huán)的外緣為多邊形，各所述多邊形阻水環(huán)中的所述阻水片在所述高壓鋼管的橫截面上的投影相交錯(cuò)。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，所述阻水環(huán)垂直固設(shè)于所述高壓鋼管的圓周壁上。

如上所述的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，其中，多個(gè)所述阻水環(huán)之間灌滿混凝土漿液。

本實(shí)用新型的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，通過在地埋高壓鋼管上設(shè)置多個(gè)阻水環(huán)，可以阻擋外水的滲透，延長滲水滲徑，降低鋼管的外水壓力，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)高壓鋼管穩(wěn)定運(yùn)行的效果。該設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但效果顯著。

附圖說明

以下附圖僅旨在對(duì)于本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中，

圖1為本實(shí)用新型的圓形阻水環(huán)實(shí)際工作狀態(tài)的軸向剖視圖；

圖2為本實(shí)用新型的圓形阻水環(huán)實(shí)施例的徑向剖視圖；

圖3為本實(shí)用新型的圓形阻水環(huán)的阻水片示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的橢圓形阻水環(huán)實(shí)施例的徑向剖視圖；

圖5為本實(shí)用新型的橢圓形阻水環(huán)交錯(cuò)組裝狀態(tài)的軸側(cè)圖；

圖6為本實(shí)用新型的八邊形阻水環(huán)實(shí)施例的徑向剖視圖；

圖7為本實(shí)用新型的八邊形阻水環(huán)交錯(cuò)組裝狀態(tài)的軸側(cè)圖；

圖8為本實(shí)用新型的六邊形阻水環(huán)實(shí)施例的徑向剖視圖；

圖9為本實(shí)用新型的五邊形阻水環(huán)實(shí)施例的徑向剖視圖。

附圖標(biāo)記說明：1、隧洞；2、圓形阻水環(huán)；21、阻水片；211、阻水片側(cè)邊緣；212、阻水片外邊緣；213、阻水片內(nèi)邊緣；3、固定連接；4、混凝土襯砌隧洞；5、高壓鋼管；6、橢圓形阻水環(huán)；61、第一橢圓阻水片；62、第二橢圓阻水片；63、第三橢圓阻水片；7、八邊形阻水環(huán)；71、第一八邊形阻水片；72、第二八邊形阻水片；73第三八邊形阻水片；8、六邊形阻水環(huán)；9、五邊形阻水環(huán)；10、混凝土漿液。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚完整的理解，現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，所描述的實(shí)施方式僅是本實(shí)用新型的部分優(yōu)選實(shí)施例，而非全部實(shí)施例。

首先計(jì)算地埋高壓鋼管的厚度，核算鋼管承受外水壓力的允許值，其次確定鋼管的工作環(huán)境和地下水位的高程，確定外水壓力是否對(duì)高壓鋼管穩(wěn)定運(yùn)行存在威脅。高壓鋼管是一種能夠承受一定外部或內(nèi)部壓力，具有良好的綜合力學(xué)性能的用于輸送液體或氣體的管道。當(dāng)外水壓力較高時(shí)，需要進(jìn)行外水排除，此時(shí)可以實(shí)施本技術(shù)方案。如圖1所示，在混凝土襯砌隧洞4和高壓鋼管5接合的部位安裝三套圓形阻水環(huán)2，圓形阻水環(huán)2的外緣與隧洞1的洞壁相接合，圓形的阻水環(huán)2的內(nèi)緣與高壓鋼管5通過塞焊、摩擦攪拌焊或者等離子焊等方式連接。這些固定連接方式強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，能夠較好的實(shí)現(xiàn)阻水功能。另外，各個(gè)阻水環(huán)之間可以灌滿混凝土漿液10，待混凝土漿液10凝固之后，既可以增加高壓鋼管的強(qiáng)度，又可以起到防滲作用。

如圖2和圖3所示，在實(shí)施本技術(shù)方案時(shí)，應(yīng)該在高壓鋼管5安裝就位后，選擇扇環(huán)形的不銹鋼鋼片做為阻水片21，阻水片內(nèi)邊緣213通過塞焊、摩擦攪拌焊或者等離子焊連接到高壓鋼管的圓周壁上，數(shù)個(gè)阻水片側(cè)邊緣211首尾依次相接固設(shè)在一起成為環(huán)形，包裹住高壓鋼管5，阻水片外邊緣212與隧洞1的洞壁相接合。各個(gè)阻水環(huán)之間灌滿混凝土漿液10，待混凝土凝固之后，既可以增加高壓鋼管的強(qiáng)度，又可以起到防滲作用，這種安裝方式簡單靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。

扇環(huán)形阻水片21厚度大于等于3cm，其扇環(huán)大圓半徑和小圓半徑之差大于等于30cm，阻水環(huán)2設(shè)置的數(shù)量應(yīng)視地下水位的高低情況而定，一般大于或等于三個(gè)。多套圓形阻水環(huán)2間隔的設(shè)置于高壓鋼管5的圓周壁上，并且多套圓形阻水環(huán)2可以同時(shí)起到阻水的作用，形成共同防止外水侵入的保護(hù)體系，當(dāng)其中一套圓形阻水環(huán)2失效時(shí)，其他圓形阻水環(huán)2依然可以起作用，保證高壓鋼管5的安全運(yùn)行。

如圖4-圖9所示，在本實(shí)用新型另外的較佳實(shí)施例中，阻水環(huán)的內(nèi)緣與高壓鋼管5的圓周壁通過塞焊、摩擦攪拌焊或者等離子焊固定連接，其外緣根據(jù)隧洞1內(nèi)壁的形狀不同，還可以是橢圓形、五邊形、六邊形或者八邊形等。除了以上形狀以外，阻水環(huán)的外緣還可以是與隧洞1的洞壁相配合的任何形狀。

如圖4和圖5中所示，橢圓形阻水環(huán)6的外緣是橢圓形的，其適用于隧洞1的內(nèi)壁為橢圓形的情況。在本實(shí)施例中，多個(gè)橢圓形阻水環(huán)6間隔地垂直固設(shè)于高壓鋼管5的圓周壁，并且各橢圓形阻水環(huán)6中的橢圓形阻水片在高壓鋼管5的橫截面上的投影相交錯(cuò)。例如，多個(gè)橢圓形阻水環(huán)6的相應(yīng)的橢圓形阻水片，包括第一橢圓阻水片61、第二橢圓阻水片62和第三橢圓阻水片63，在高壓鋼管5的橫截面上的投影都不重合，各橢圓形阻水環(huán)6的長半軸相對(duì)水平方向的角度也都不相同，這樣的設(shè)置使得當(dāng)某一套橢圓形阻水環(huán)6在某個(gè)部位失效時(shí)，另外的橢圓形阻水6環(huán)依然可以起作用，如此，可以使多個(gè)阻水環(huán)相互之間實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，較好地實(shí)現(xiàn)阻水的功能。

如圖6和圖7所示，八邊形阻水環(huán)7的外邊緣為八邊形，其適用于隧洞1的內(nèi)緣為八邊形的情況。在本實(shí)施例中，多個(gè)八邊形阻水環(huán)7間隔地垂直固設(shè)于高壓鋼管5的圓周壁，并且各多邊形阻水環(huán)7中的多邊形阻水片在高壓鋼管5的橫截面上的投影相交錯(cuò)。例如，多個(gè)八邊形阻水環(huán)7中相應(yīng)的八邊形阻水片，包括第一八邊形阻水片71、第二八邊形阻水片72和第三八邊形阻水片73，在高壓鋼管5的橫截面上的投影相互之間都不重合，這樣的設(shè)置使得當(dāng)某一套八邊形阻水環(huán)7在某個(gè)部位失效時(shí)，另外的八邊形阻水環(huán)7依然可以起作用，如此，可以使多個(gè)阻水環(huán)相互之間實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，較好的實(shí)現(xiàn)阻水的功能。

圖8和圖9為六邊形阻水環(huán)8和五邊形阻水環(huán)9實(shí)施例的徑向截面圖，具體實(shí)施方式和上述八邊形的實(shí)施方式相同，在此不再贅述。

本實(shí)用新型的設(shè)有阻水環(huán)的地埋高壓鋼管，提供了圓形阻水環(huán)、橢圓形阻水環(huán)和幾種多邊形阻水環(huán)的實(shí)施例，可以適用于不同的隧洞形狀。當(dāng)外部水壓較高時(shí)，多個(gè)阻水環(huán)同時(shí)起作用，對(duì)混凝土襯砌隧洞和高壓鋼管的結(jié)合部起到保護(hù)作用。多個(gè)阻水環(huán)通過塞焊、摩擦攪拌焊或者等離子焊固設(shè)于高壓鋼管的圓周壁，多個(gè)阻水環(huán)中的阻水片在所述高壓鋼管的橫截面上的投影相交錯(cuò)。多個(gè)阻水環(huán)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)阻水功能，并且當(dāng)其中某個(gè)阻水環(huán)失效時(shí)，其他阻水環(huán)依然可以起作用。另外，這幾種實(shí)施例中都可以在各個(gè)阻水環(huán)之間灌滿混凝土漿液，待混凝土漿液凝固之后，既可以增加高壓鋼管的強(qiáng)度，又可以起到防滲作用，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適應(yīng)性強(qiáng)，成本低廉。

以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化、修改和改進(jìn)等，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。