專利名稱：輸儲式多功能預應力內排治污管道的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸儲式多功能預應力內排治污管道。
技術背景 在過去幾十年內，我國有過幾次全國性的或區域性的治水高潮。建造了幾十座特大型水庫和幾百座中、小型水庫，開挖了幾十條大河和幾百條小河，配套建設了幾千個大、中、小型灌區，還用鉆機打成了幾十萬口深水井和幾百萬口淺水井，完成了最基本的農田建設，使大部分旱地變成了水田，為農業連年增產、增收起了決定性的作用。進入新世紀以來，由于全球氣候變暖，引發的“不良現象”特別明顯，各個區域的降水相對減少，極端氣候變化與氣象災害以及地質事件特別頻繁，高溫、干旱、大霧、大雪、暴雨、洪水、地裂、地陷等時有發生，受損害程度都在連年上升和加重。由此可見傳統的水利設計方案已滿足不了當代水利建設的要求。我國幅員遼闊，地形、地質、地況特別復雜，受山川、河流、湖泊、草原、沙漠、高原、丘陵、洼地等方面的影響，造成各個區域的水資源占有量相對懸殊很大。全國人均水資源的保有量已明顯低于國際上公認的人均1000立方米的缺水標準。有的嚴重缺水的省市還達不到以上標準的1/3。在華北平原地區由于超采地下水，已形成了總面積超過5萬平方公里的世界上最大的地下水漏斗。華南地區和西南地區受極端氣候的影響也很難擺脫連年干旱和洪澇災害的困境。如何建設水資源配置工程，如何保護和改變生態環境，如何進行防洪、用洪、儲洪工程，如何合理設計引水、輸水、調水工程，如何建立節水、節能、節資的供水管理體系，確實是一個非常龐大、又非常復雜，非常規范、又非常專業的系統工程。中央水利工作會議強調了加快水利改革發展的重要性，同時還更進一步的明確了重點任務。一要著力加強農田水利建設。二要著力提高防洪保障能力。三要著力建設水資源配置工程。四要著力推進水生態保護和水資源治理。五要著力實行最嚴格的水資源管理制度。六要著力提高水利科技創新能力。為此依據中央有關水利以及其他方面的方針政策，依據我國各個區域的地質條件，依據我國水資源的分布情況，結合混凝土有關的工藝、技術、性能、標準進行“結構、功能、效應”等方面的創新是非常必要的。研制一種“能沿江河自流輸水，能用管道凈化清水，能建體系控制供水，能多儲存應急用水，能跨區域大量調水，能進沙漠配置海水”的輸儲式多功能預應力內排治污管道是特別適時的，也是特別有創新價值、有長遠的戰略意義的。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種輸儲式多功能預應力內排治污管道，可以徹底的改變傳統引水、調水工程的結構方式，可以形成輸水、儲水、供水工程的多項功能，可以大幅度地降低工程造價，可以明顯地提高工程標準，可以合理的建立集“節水、治污、環保”為一體的系統工程。本實用新型采用如下技術方案[0007]本實用新型其包括混凝土管體和設置在管體內的由環筋和縱筋制成的圓筒形骨架，所述圓筒形骨架包括外層骨架和里層骨架，外層骨架上設置有環向筒管，外層骨架和里層骨架之間設置有縱向筒管，在環向筒管和縱向筒管內分別設置有經張拉產生預應力由錨具固定的鋼絞線，在管體的底部設置有連接梁，在連接梁內設置有體內排水管，在管體的端部設置有連接箱。本實用新型的環向筒管通過呈均勻分布的加強筋與外層骨架相連接，在管體的上、下或兩側設置有支撐板，在支撐板的兩側設置有固定鋼絞線的錨具，外層骨架和里層骨架之間設置有預留連接孔，在預留連接孔內設置有一根以上經張拉產生預應力的鋼絞線。本實用新型支撐板的底部設置有連接梁，連接梁截面為梯面形、弧面形或方面形在管體內壁下部設置有和體內排水管相連通的排水孔。 本實用新型在管體的端部設置有連接箱，在連接箱內設置有自動放水閥、體外放水管，在連接箱的上部設置有功能房，功能房設置在地平面的上部。本實用新型兩個以上的并連管體構成儲水艙，在并連管體之間設置有連接架，在連接架內設置有加力孔，在加力孔內設置有一根以上經張拉產生預應力的鋼絞線，在儲水艙的中部設置有連接箱，在連接箱的中部和儲水艙的端部設置有自動控制閘，在儲水艙的底部設置有排水孔和體內排水管，在連接箱的下部設置有體外放水管和自動放水蓋。本實用新型在連接箱的上部設置有功能房，在功能房內設置有減壓閥、水質檢測裝置和高程上水泵，在連接箱的側部設置有自動放水閥和體外放水管，在連接箱的下部設置有排水孔和體內排水管。本實用新型在管體和支撐板的底部設置有連接梁，連接梁的底部設置有限位墩，在支撐板、連接梁和限位墩之間設置有隔振板，在支撐板、連接梁和限位墩的下部設置有墊層，在連接梁和墊層之間設置有隔振板。本實用新型在管體的端部和另一段管體的端部設置有對口連接縫，在對口連接縫兩端管體內或管體外端面設置有高壓止水帶。本實用新型的積極效果如下本實用新型采用環向預應力網狀結構和重加預應力結構的新模式，可以制成內徑
I.5-16米以上，長30-500米以上的預應力混凝土管體。還可以制成橫向3-5根管體并連，長100-5000米以上的儲水艙。采用“漸進張拉”和分段助拉的新工藝、新技術，在管體承受外荷載前先對混凝土管體預加壓力，還通過利用管體預留連接孔和加力孔進行重加壓力，能起到平衡管體載面受力的作用，保證已形成向心應力和并連應力的管體不出現壓應力和拉應力作用下的開裂。采用縱向連接的新工藝、新技術，能把分段施工的管體連接成為幾公里或幾百公里以及幾千公里長的專用管道。本實用新型采用體內排水、體外放水的新方式，解決了管內淤積的技術難題。在管體的底部設置連接梁，在連接梁內設置排水管，利用內水壓力在輸水過程中把管體內壁底部沉積的泥沙通過大小孔徑不等、孔距不等的排水孔排到體內排水管，通過體內排水管排到連接箱內，通過體外放水管排到指定的坑塘內，可以改造成小面積的濕地，能起到保護生態和改變生態環境的作用。本實用新型采用一箱多用的新構造，巧妙的利用變體式連接箱的結構優勢，設置方形或多角形的連接箱，能把管體設計成為縱向直流管道和橫向分流以及斜向分流管道。利用變體方式，設置隔層空間，通過連接梁體內排水管，把管體底部的泥沙排干凈。利用通體方式能把三孔并連的管體連在一起。利用擴體方式，在連接箱的上部設置功能房，在功能房內設置減壓閥，水質檢測裝置、高程深水泵等配套體系。本實用新型采用三孔并連管體的新結構，利用坑塘和低洼地建設儲水艙，不但不占用農田地而且還能利用工程開挖的棄土再造大面積的平地，如能因地制宜在黃河、長江、湘江以及其他大江、大河的兩岸利用地面落差，在行洪期把多余的洪水輸到若干個儲水艙內，不但能減少洪水壓力而且還能儲存幾億或幾十億立方的應急用水，能達到擺脫干旱災害的目的。還能達到保護生態環境的大目標。除此以外還能利用管道建設跨區域的調水工程。本實用新型采用整體連接、分段限位的基礎方式，利用連接梁增加管體的承載力， 能保證管體達到抗變形、抗剪切、抗扭曲的標準。在管體的端部或中部分段設置限位墩，在限位墩和連接梁之間以及連接梁和墊層之間設置隔振板，能達到抗沉降、抗位移、抗地震的高標準要求。
附圖I為本實用新型管體結構示意圖。附圖2為本實用新型管體和連接梁斷面結構示意圖。附圖3為本實用新型管體和限位墩斷面結構示意圖。附圖4為本實用新型管體和連接箱連接側立面結構示意圖。附圖5為本實用新型并連管體斷面結構示意圖。附圖6為本實用新型管體和儲水艙俯視結構示意圖。附圖7為本實用新型儲水艙和連接箱斷面結構示意圖。附圖8為本實用新型管體和功能房斷面結構示意圖。在附圖中1管體、2外層骨架、3環向筒管、4里層骨架、5縱向筒管、6鋼絞線、7錨具、8外層環筋、9外層縱筋、10加強筋、11里層環筋、12里層縱筋、13支撐板、14排水孔、15體內排水管、16連接梁、17限位墩、18預留連接孔、19隔振板、20墊層、21對口連接縫、22高壓止水帶、23連接箱、24功能房、25自動放水閥、26體外放水管、27地平面、28連接架、29加力孔、30自動控制閘、31儲水艙、32自動放水蓋、33減壓閥、34水質檢測裝置、35高程上水泵。
具體實施方式
如附圖1-8所示，本實用新型包括混凝土管體I和設置在管體I內的由環筋和縱筋制成的圓筒形骨架，所述圓筒形骨架包括外層骨架2和里層骨架4，外層骨架2上設置有環向筒管3，外層骨架2和里層骨架4之間設置有縱向筒管5，在環向筒管3和縱向筒管5內分別設置有經張拉產生預應力由錨具7固定的鋼絞線6，在管體I的底部設置有連接梁16，在連接梁16內設置有體內排水管15，在管體I的端部設置有連接箱23。本實用新型的環向筒管3通過呈均勻分布的加強筋10與外層骨架2相連接，在管體I的上、下或兩側設置有支撐板13，在支撐板13的兩側設置有固定鋼絞線6的錨具7，外層骨架2和里層骨架4之間設置有預留連接孔18，在預留連接孔18內設置有一根以上經張拉產生預應力的鋼絞線6。本實用新型的支撐板13的底部設置有連接梁16，連接梁16截面為梯面形、弧面形或方面形在管體I內壁下部設置有和體內排水管15相連通的排水孔14。本實用新型在管體I的端部設置有連接箱23，在連接箱23內設置有自動放水閥25、體外放水管26，在連接箱23的上部設置有功能房24，功能房24設置在地平面27的上部。本實用新型的兩個以上的并連管體I構成儲水艙31，在并連管體I之間設置有連接架28，在連接架28內設置有加力孔29，在加力孔29內設置有一根以上經張拉產生預應力的鋼絞線6，在儲水艙31的中部設置有連接箱23，在連接箱23的中部和儲水艙31的端部設置有自動控制閘30，在儲水艙31的底部設置有排水孔14和體內排水管15，在連接箱23的下部設置有體外放水管26和自動放水蓋32。本實用新型在連接箱23的上部設置有功能房24，在功能房24內設置有減壓閥 33、水質檢測裝置34和高程上水泵35，在連接箱23的側部設置有自動放水閥25和體外放水管26，在連接箱23的下部設置有排水孔14和體內排水管15。本實用新型在管體I和支撐板13的底部設置有連接梁16，連接梁16的底部設置有限位墩17，在支撐板13、連接梁16和限位墩17之間設置有隔振板19，在支撐板13、連接梁16和限位墩17的下部設置有墊層20，在連接梁16和墊層20之間設置有隔振板19。本實用新型在管體I的端部和另一段管體I的端部設置有對口連接縫21，在對口連接縫21兩端管體I內或管體I外端面設置有高壓止水帶22。
以下結合附圖將本實用新型做詳細論述如附圖I所示，在外層骨架2的里側或外側設置有外層縱筋9，在外層骨架2的里側或外側設置有外層環筋8，在外層骨架2的里側或外側設置有成均勻分布的由加強筋10固定的環向筒管3。在里層骨架4的里側或外側設置有里層縱筋12，在里層骨架4的外側或里側設置有里層環筋11，在環向筒管3和里層骨架4之間設置有縱向筒管5。排水孔14設置為直孔形或錐孔形。如附圖1、2所示，本實用新型在管體I內設置有環向筒管3，在環向筒管3的里側設置有縱向筒管5和預留連接孔18，鋼絞線6在管體I下部進行相對交叉，在支撐板13的兩側進行相背張拉產生預應力后用錨具7在支撐板13兩側固定。縱向筒管5和預留連接孔18內設置有一根以上的鋼絞線6，預留連接孔18用于分段施工的小口徑管體I的連接，也可用于大口徑管體I和并連管體I的縱向連接。在管體I的底部設置有梯形連接梁16，在梯形連接梁16內設計有體內排水管15，體內排水管15的上面設置有排水孔14，在梯形連接梁16和支撐板13的下部設置有限位墩17。如附圖3所示，本實用新型在管體I內設置環向筒管3，在管體I的上部設置有支撐板13，在支撐板13的兩側設置有呈均勻分布的用于張拉的錨具7。支撐板13設置在管體I的下部也可設置在管體I的兩側。在管體I的底部設置有圓形連接梁16，也可設置方形連接梁16。在連接梁16內設置有體內排水管15，在環向筒管3之間設置有連通管體I和體內排水管15的排水孔14。在連接梁16和支撐板13的下部設置有限位墩17，在限位墩17和支撐板13、連接梁16之間設置有隔振板19，限位墩17的兩側可以延長也可以加深，能起到保護管體正常輸水的作用。[0042]如附圖4所示，本實用新型在管體I內設置有外層環筋8、外層縱筋9和環向筒管3，設置的里層環筋11、里層縱筋12和環向筒管3之間設置有縱向筒管5。在管體I的下部設置有排水管14、體內排水管15、連接梁16、限位墩17，體內排水管15和連接箱23相連通。在管體I和限位墩17之間設置有隔振板19，在限位墩17和連接梁16底部設置有墊層20。在端部管體I內分別設置有高壓止水帶22，在管體I端部外面可設計外套式的高壓止水帶22。如附圖5所示，本實用新型設置的管體I可以進行并連，在三根管體I進行并連的中間連接的上部和下部分別設置有連接架28，在連接架28內設置有加力孔29，在加力孔29內設置有一根以上的鋼絞線6，在環向筒管3的里側設置有預留連接孔18，在管體I進行縱向連接時，分段用加力孔29和預留連接孔18內的鋼絞線6進行應力平衡，達到并連管體I整體受力均勻的目標。在并連管體I的底部設置有連接梁16，在體內排水管15的上部設置有和管體I內壁下平面相連通的排水孔14。在支撐板13和連接梁16的底部設置有隔振板19，在隔振板19的下部設置有限位墩17。如附圖6所示，本實用新型設置的并連管體I的中部或端部設置有通體式的連接箱23，在連接箱23內設置有體內排水管15、體外排水管、自動放水蓋32，在并連管體I的端部和連接箱23的中部設置有自動控制閘30。利用連接箱23把三根并連的管體I連在一起形成可儲存100萬立方以上的特大型儲水艙31。在并連管體I形成的儲水艙31的管體I的外側設置有外層環筋8、外層縱筋9和環向筒管3，在管體I的里側設置有里層環筋11、里層縱筋12，在環向筒管3的里側設置有縱向筒管5。在儲水艙31的兩端單根管體I的端部設置有對口連接縫21，在對口連接的管體I的端部內設置有高壓止水帶22。如附圖7所示，本實用新型所設置的通體式連接箱23內設置有排水孔14、體內排水管15、自動控制閘30、自動放水蓋32，在連接箱23的底部設置有墊層20、體外放水管26，在連接箱23的中部設置有自動控制閘30，能調控儲水艙31內的儲水量，能調疏儲水艙31內的沉積泥沙。如附圖8所示，本實用新型在管體I的中部或端部設置有擴體式的連接箱23，在連接箱23的下部設置有排水孔14、體內排水管15、體外放水管26，在連接箱23的側部設置有自動放水閥25和水質檢測裝置34，在另一側設置有和功能房24相連通的高程上水泵35， 功能房24設置在地平面27的上部或下部。本實用新型以結構創新為先導，以功能配置為核心、以組合效應為目標，以優化體系為動力，能達到進行主體科技創新、建立系統工程的高標準要求。本實用新型采用環向預應力網狀結構和重加預應結構的新模式，在管體I截面不均等的部位設計預留連接孔18和加力孔29，改變了管體I的構造方式，屬于結構創新的范圍，符合縱向預應力結構的基礎理論。利用加力孔29內設置的鋼絞線6平衡環向預應力是并連管體I的關鍵技術，能把幾米或十幾米內徑的管體I進行多根并連，可以用于幾十個流量以上的長線調水工程。本實用新型在管體I的底部設置連接梁16，在連接梁16內設置體內排水管15，在管體I內壁下平面設置和體內排水管15相連通的排水孔14應屬于“結構功能創新”，能有效的降低長線輸水千分之三的坡降比例，能解決在江、河中下游進行輸水造成管道淤積的“技術難題”。體內排水管15利用管體I小坡降的流速、流量，通過排水孔14把在輸水過程中沉積的泥沙排到連接箱23底部，通過體外放水管26排到指定的低洼坑塘內，也可形成小面積的濕地，也可用于填坑造田，對保護生態和改變生態能起到很大的作用。本實用新型在管體I的底部設置限位墩17，可以用于軟地基沉陷區、煤礦采空區、多發地震區等特別復雜地質條件下的大流量的調水工程。在管體I底部設置的連接梁16能通過限位墩17把幾十公里或幾百公里長的管道連在一起。在連接梁16和限位墩17之間設置隔振板19，能增強抗沖擊、抗位移、抗震動的性能。在管體I的端部設置連接箱23，能從根本上增加管道輸水的功能，能滿足丘陵地區和平原地區建立管網的需要。本實用新型在管體I的端部設置儲水艙31，從根本上改變了小灌區輸水的構造方式，改變了長線輸水用水庫調節流量的傳統方案，增強了抵御自然災害的能力，提高了水利建設的活力。如能利用缺水地區的坑塘建立大小不同的儲水艙31，不但能為合理配置水資源起到積極的作用，而且還可以利用工程棄土填造大面積的田地，還可以在儲水艙31的上平面進行回填造地，能真正把儲水艙31建成為生態工程和價值工程。·[0051]本實用新型結構合理，符合節水、節地、節能、節資、節源等方面的要求，在今后的發展過程中能利用管道輸水替代過去的明渠輸水，能把過去的老灌溉區改造成現代化的新灌區。在丘陵地區或半山區可以利用管道和儲水艙31把大暴雨形成的積水進行儲存，進入當地的水資源配置體系。在有小落差地形的沿河兩岸，依據當地的用水量建立有保障的自流灌區。在高原地區建立梯級揚水站，把低產田變成高產田，能真正的達到節水、治污、環保的高標準要求。本實用新型具備了多方面的特有功能，不但適用于地方輸水工程，而且還適用于長距離跨區域的大、中型的調水工程，還可以用于跨山川、越草原、過沙漠的大型、特大型的海水西調或北調工程，還可以用于跨國界的調水工程。在工程的建設過程中可以利用即有的功能條件，建立自動供水體系，建立最嚴格的用水管理制度，能達到環保工程、智能工程、效益工程的高標準要求。在今后10年或幾十年內，本實用新型所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道如能連續參與現代水利建設的重點工程，必然會發展成為有行業特色的“新結構體系”。
權利要求1.一種輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于其包括混凝土管體(I)和設置在管體(I)內的由環筋和縱筋制成的圓筒形骨架，所述圓筒形骨架包括外層骨架(2)和里層骨架(4)，外層骨架(2)上設置有環向筒管(3)，外層骨架(2)和里層骨架(4)之間設置有縱向筒管(5)，在環向筒管(3)和縱向筒管(5)內分別設置有經張拉產生預應力由錨具(7)固定的鋼絞線(6)，在管體(I)的底部設置有連接梁(16)，在連接梁(16)內設置有體內排水管(15 )，在管體(I)的端部設置有連接箱(23 )。
2.根據權利要求I所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于所述的環向筒管(3)通過呈均勻分布的加強筋(10)與外層骨架(2)相連接，在管體(I)的上、下或兩側設置有支撐板(13)，在支撐板(13)的兩側設置有固定鋼絞線(6)的錨具(7)，外層骨架(2)和里層骨架(4)之間設置有預留連接孔(18)，在預留連接孔(18)內設置有一根以上經張拉產生預應力的鋼絞線(6)。
3.根據權利要求2所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于支撐板(13)的底部設置有連接梁(16)，連接梁(16)截面為梯面形、弧面形或方面形，在管體(I)內壁下部設置有和體內排水管(15)相連通的排水孔(14)。
4.根據權利要求I或2所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于在所述管體(I)的端部設置有連接箱(23)，在連接箱(23)內設置有自動放水閥(25)、體外放水管(26 )，在連接箱(23 )的上部設置有功能房(24 )，功能房(24 )設置在地平面(27 )的上部。
5.根據權利要求I或2所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于兩個以上的并連管體(I)構成儲水艙(31)，在并連管體(I)之間設置有連接架(28)，在連接架(28)內設置有加力孔(29)，在加力孔(29)內設置有一根以上經張拉產生預應力的鋼絞線(6)，在儲水艙(31)的中部設置有連接箱(23)，在連接箱(23)的中部和儲水艙(31)的端部設置有自動控制閘(30 )，在儲水艙(31)的底部設置有排水孔(14)和體內排水管(15 )，在連接箱(23)的下部設置有體外放水管(26)和自動放水蓋(32)。
6.根據權利要求I或2所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于在連接箱(23)的上部設置有功能房(24)，在功能房(24)內設置有減壓閥(33)、水質檢測裝置(34 )和高程上水泵(35 )，在連接箱(23 )的側部設置有自動放水閥(25 )和體外放水管(26 )，在連接箱(23)的下部設置有排水孔(14)和體內排水管(15)。
7.根據權利要求2所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于在所述管體(I)和支撐板(13)的底部設置有連接梁(16)，連接梁(16)的底部設置有限位墩(17)，在支撐板(13)、連接梁(16)和限位墩(17)之間設置有隔振板(19)，在支撐板(13)、連接梁(16)和限位墩(17)的下部設置有墊層(20)，在連接梁(16)和墊層(20)之間設置有隔振板(19)。
8.根據權利要求I或2所述的輸儲式多功能預應力內排治污管道，其特征在于在所述管體(I)的端部和另一段管體(I)的端部設置有對口連接縫(21)，在對口連接縫(21)兩端管體(I)內或管體(I)外端面設置有高壓止水帶(22 )。
專利摘要本實用新型涉及一種輸儲式多功能預應力內排治污管道，其包括混凝土管體和設置在管體內的由環筋和縱筋制成的圓筒形骨架，所述圓筒形骨架包括外層骨架和里層骨架，外層骨架上設置有環向筒管，外層骨架和里層骨架之間設置有縱向筒管，在環向筒管和縱向筒管內分別設置有經張拉產生預應力由錨具固定的鋼絞線，在管體的底部設置有連接梁，在連接梁內設置有體內排水管，在管體的端部設置有連接箱。本實用新型可以徹底的改變傳統引水、調水工程的結構方式，可以形成輸水、儲水、供水工程的多項功能，可以大幅度地降低工程造價，可以明顯地提高工程標準，可以合理的建立集“節水、治污、環保”為一體的系統工程。
文檔編號E03F3/04GK202730931SQ201220108300
公開日2013年2月13日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者張楸長 申請人:張楸長