一种浮力自控型倒虹管及其施工工艺
阅读说明：本技术 一种浮力自控型倒虹管及其施工工艺 (Buoyancy self-control type inverted siphon and construction process thereof ) 是由 刘谦明 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种浮力自控型倒虹管及其施工工艺,属于管道领域,一种浮力自控型倒虹管及其施工工艺,包括管道本体,管道本体包括有管道支撑体,管道支撑体外端涂覆有管道防护隔层,管道防护隔层外端固定连接有真空吸水腔,真空吸水腔外端固定连接有隔水防护层,隔水防护层外端固定连接有管道外表防护层,可以通过真空吸水腔和管道外表防护层的相配合,有效使倒虹管在施工过程中自助吸水,增加自身重量,从而降低浮力的阻隔,有效实现倒虹管的自主下沉,操作简单方便,提高施工效率,有效便于施工人员施工,并且有效减少辅助件的使用,降低施工成本,进而有效提高倒虹管的经济效益。(The invention discloses a buoyancy automatic control type inverted siphon and a construction process thereof, belonging to the field of pipelines and comprising a pipeline body, wherein the pipeline body comprises a pipeline supporting body, the outer end of the pipeline supporting body is coated with a pipeline protection interlayer, the outer end of the pipeline protection interlayer is fixedly connected with a vacuum water suction cavity, the outer end of the vacuum water suction cavity is fixedly connected with a water-proof protective layer, the outer end of the water-proof protective layer is fixedly connected with a pipeline outer surface protective layer, the siphon can effectively absorb water by self-help in the construction process by matching the vacuum water absorption cavity with the pipeline surface protective layer, thereby increasing the self weight, thereby reducing the separation of buoyancy, effectively realizing the autonomous sinking of the inverted siphon, being simple and convenient to operate, improving the construction efficiency, effectively facilitating the construction of constructors, and effectively reduce the use of auxiliary member, reduce construction cost, and then effectively improve the economic benefits of falling the siphon.)
技术领域
本发明涉及管道领域，更具体地说，涉及一种浮力自控型倒虹管及其施工工艺。
背景技术
排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设，而是按下凹的折线方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管。倒虹管由进水井、下行管、平行管、上行管和出水井等组成。确定倒虹管的路线时，应尽可能与障碍物正交通过，以缩短倒虹管的长度，并应选择在河床和河岸较稳定、不易被水冲刷的地段及埋深较小的部位敷设。
通过河道的倒虹管，不宜少于两条；通过谷地、旱沟或小河的倒虹管可采用一条，通过障碍物的倒虹管径，应符合与该障碍物相交的规定。穿过河道的倒虹管管顶与规划河底距离一般不宜小于1.0m，通过航运河道时，其位置和规划河底距离应与航运管理部门协商确定，并设置标志，遇冲刷河床应考虑采取防冲措施。
倒虹管穿越河流一般选择在水流平缓、河床平直、地质稳定、两岸有一定施工场地的地点。倒虹管穿越河流时，如果倒虹管裸敖在水下河床上，由于水流冲击、河床冲刷、冰凌和河道变迁的影响而容易遭到破坏，在通航的河道还可能遭受船锚等机械损伤。如果倒虹管在水下悬浮或局部悬空，水流不仅冲击倒虹管，还会因水流绕过倒虹管而产生交变涡流，以一定周期的脉冲压力作用在倒虹管上，使倒虹管在交变应力作用下产生振动和疲劳损坏。因此，倒虹管通过河流必须防止水流引起的损害。
现有技术中多将倒虹管掩埋在河道内部，以减少河水等因素对倒虹管造成的损伤，提高倒虹管的使用寿命，但是在倒虹管掩埋的施工过程中，倒虹管在下沉时为增加倒虹管的重量，经常需要使用水袋、浮力套或向倒虹管内冲水，操作难度高，降低施工效率，不便于施工人员的施工。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种浮力自控型倒虹管及其施工工艺，可以通过真空吸水腔和管道外表防护层的相配合，有效使倒虹管在施工过程中自助吸水，增加自身重量，从而降低浮力的阻隔，有效实现倒虹管的自主下沉，操作简单方便，提高施工效率，有效便于施工人员施工，并且有效减少辅助件的使用，降低施工成本，进而有效提高倒虹管的经济效益。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种浮力自控型倒虹管，包括管道本体，所述管道本体包括有管道支撑体，所述管道支撑体外端涂覆有管道防护隔层，所述管道防护隔层外端固定连接有真空吸水腔，所述真空吸水腔外端固定连接有隔水防护层，所述隔水防护层外端固定连接有管道外表防护层，所述管道外表防护层上下两端均固定连接有多个充水接头，所述充水接头内端贯穿隔水防护层，并与真空吸水腔相接通，所述真空吸水腔内转动连接有与充水接头相匹配的封口套。通过真空吸水腔和管道外表防护层的相配合，有效使倒虹管在施工过程中自助吸水，增加自身重量，从而降低浮力的阻隔，有效实现倒虹管的自主下沉，操作简单方便，提高施工效率，有效便于施工人员施工，并且有效减少辅助件的使用，降低施工成本，进而有效提高倒虹管的经济效益。
进一步的，所述封口套左右两端均固定连接有调节支板，所述调节支板外端贯穿隔水防护层，并延伸至管道外表防护层的外侧，所述隔水防护层和管道外表防护层上均开设有与调节支板相匹配的弧形槽。
进一步的，所述调节支板前后两端均固定连接有密封伸缩袋，所述密封伸缩袋外端与弧形槽固定连接。通过调节支板带动封口套在真空吸水腔内转动，便于调节封口套与充水接头之间的位置，有效在不使用倒虹管时，保证真空吸水腔内的真空度，并且通过设置密封伸缩袋，有效保证真空吸水腔的密封性。
进一步的，所述充水接头内端与封口套外端相贴合，所述封口套外端开设有一对透水槽，所述透水槽与充水接头向匹配。封口套转动至透水槽后，真空吸水腔通过充水接头与外部接通，有效实现真空吸水腔的吸水性，便于河水的进入，有效增加倒虹管的重量，使得倒虹管能够在河水内下沉，便于倒虹管的施工。
进一步的，所述管道本体左右两端均固定连接有管道封头，所述管道封头外端设置有转接螺纹。通过管道封头能够有效使倒虹管与其他管道接通，提高连接效率，操作简单方便，并且便于对倒虹管的检测和保养。
进一步的，所述真空吸水腔下内壁固定连接有多个流速探头，所述流速探头按照m间隔均匀排布。由于预埋完成后的真空吸水腔内存有河水，真空吸水腔的密封性使真空吸水腔内的河水不具有流速，在管道本体产生泄漏后，管道本体内的水会进入真空吸水腔内部，进而使真空吸水腔内的水产生流动性，流速探头有效对真空吸水腔内的水进行监测，便于对倒虹管进行泄漏监控，有效避免倒虹管泄漏，造成污染河道的现象，便于对倒虹管进行维护控制。
进一步的，所述管道支撑体的内外壁均涂覆有厚度为0.02mm-0.038mm的聚酰胺环氧树脂，所述管道防护隔层设置在管道支撑体外壁涂层的外侧，且管道防护隔层的材料为胺固化环氧树脂。聚酰胺环氧树脂在提高管道支撑体的防腐性的同时，有效增加管道支撑体内部的平滑程度，减少管道支撑体内流动阻力，有效保证倒虹管的通水性，并且减少水流对管道支撑体内壁的冲刷力，提高倒虹管的使用寿命。
进一步的，所述真空吸水腔的材质为硬质聚氨酯泡沫塑料，所述隔水防护层的材质为高密度聚乙烯层。真空吸水腔和隔水防护层在对倒虹管进行保护的同时，有效提高倒虹管的保温性，有效避免由于管道内外温差过大对倒虹管管壁造成伤害，提高倒虹管的使用寿命。
进一步的，所述管道外表防护层的材质为高吸水性树脂，且管道外表防护层外端设置有拟河道菌簇层。管道外表防护层由高吸水性树脂制成，有效提高管道外表防护层的吸水性能，使管道外表防护层具有存水性，在增加倒虹管重量的情况下，为拟河道菌簇层提供生长环境，便于预埋倒虹管后，河道环境的回复，降低预埋倒虹管对河道环境的破坏程度，有效保护河道的生态环境。
另外，本发明还公开了一种浮力自控型倒虹管的施工工艺，包括如下步骤：
S1.按照需要贯穿的河道情况，制成相适用的倒虹管；
S2.将倒虹管运输至河道处，按照预埋地点，在河道内设立指引立杆；
S3.将倒虹管放入河道内，并使管道支撑体内充满河水；
S4.按压倒虹管使其淹没在河水内，转动封口套，使充水接头与真空吸水腔接通，使河水不断通过充水接头进入真空吸水腔内，并且管道外表防护层不断吸收河水，使倒虹管的重量不断增加，使倒虹管不断下沉；
S5.施工人员根据指引立杆带动倒虹管向河道内下沉，在倒虹管下沉到预埋处时，使倒虹管进行预埋和固定；
S6.反向转动封口套，对充水接头进行阻隔；
S7.在管道外表防护层上覆盖一层河道底层沙土，恢复河道底部环境；
S8.倒虹管预埋完成，通过在河道两侧挖设的出水井，接通倒虹管。通过真空吸水腔和管道外表防护层的相配合，有效调整倒虹管在河道内的重量，使倒虹管在不使用外物的配合下，能够有效下沉，施工人员仅需要对其进行下沉指引，有效降低施工难度，提高施工效率，降低施工成本。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案通过真空吸水腔和管道外表防护层的相配合，有效使倒虹管在施工过程中自助吸水，增加自身重量，从而降低浮力的阻隔，有效实现倒虹管的自主下沉，操作简单方便，提高施工效率，有效便于施工人员施工，并且有效减少辅助件的使用，降低施工成本，进而有效提高倒虹管的经济效益。
(2)通过调节支板带动封口套在真空吸水腔内转动，便于调节封口套与充水接头之间的位置，有效在不使用倒虹管时，保证真空吸水腔内的真空度，并且通过设置密封伸缩袋，有效保证真空吸水腔的密封性。
(3)封口套转动至透水槽后，真空吸水腔通过充水接头与外部接通，有效实现真空吸水腔的吸水性，便于河水的进入，有效增加倒虹管的重量，使得倒虹管能够在河水内下沉，便于倒虹管的施工。
(4)通过管道封头能够有效使倒虹管与其他管道接通，提高连接效率，操作简单方便，并且便于对倒虹管的检测和保养。
(5)由于预埋完成后的真空吸水腔内存有河水，真空吸水腔的密封性使真空吸水腔内的河水不具有流速，在管道本体产生泄漏后，管道本体内的水会进入真空吸水腔内部，进而使真空吸水腔内的水产生流动性，流速探头有效对真空吸水腔内的水进行监测，便于对倒虹管进行泄漏监控，有效避免倒虹管泄漏，造成污染河道的现象，便于对倒虹管进行维护控制。
(6)聚酰胺环氧树脂在提高管道支撑体的防腐性的同时，有效增加管道支撑体内部的平滑程度，减少管道支撑体内流动阻力，有效保证倒虹管的通水性，并且减少水流对管道支撑体内壁的冲刷力，提高倒虹管的使用寿命。
(7)真空吸水腔和隔水防护层在对倒虹管进行保护的同时，有效提高倒虹管的保温性，有效避免由于管道内外温差过大对倒虹管管壁造成伤害，提高倒虹管的使用寿命。
(8)管道外表防护层由高吸水性树脂制成，有效提高管道外表防护层的吸水性能，使管道外表防护层具有存水性，在增加倒虹管重量的情况下，为拟河道菌簇层提供生长环境，便于预埋倒虹管后，河道环境的回复，降低预埋倒虹管对河道环境的破坏程度，有效保护河道的生态环境。
(9)通过真空吸水腔和管道外表防护层的相配合，有效调整倒虹管在河道内的重量，使倒虹管在不使用外物的配合下，能够有效下沉，施工人员仅需要对其进行下沉指引，有效降低施工难度，提高施工效率，降低施工成本。
附图说明
图1为本发明的主视剖面结构示意图；
图2为本发明的施工工艺流程结构示意图；
图3为本发明的轴测结构示意图；
图4为本发明的局部管道轴测结构示意图；
图5为本发明的左视剖面结构示意图；
图6为本发明的充水接头和封口套配合主视剖面结构示意图；
图7为本发明的封口套轴测结构示意图；
图8为本发明的现有技术中倒虹管主视剖面结构示意图。
图中标号说明：
1管道本体、2管道封头、3充水接头、4封口套、5调节支板、6密封伸缩袋、11管道支撑体、12管道防护隔层、13真空吸水腔、14隔水防护层、15管道外表防护层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-8，一种浮力自控型倒虹管，包括管道本体1，管道本体1包括有管道支撑体11，管道支撑体11外端涂覆有管道防护隔层12，管道防护隔层12外端固定连接有真空吸水腔13，真空吸水腔13外端固定连接有隔水防护层14，隔水防护层14外端固定连接有管道外表防护层15，管道外表防护层15上下两端均固定连接有多个充水接头3，充水接头3内端贯穿隔水防护层14，并与真空吸水腔13相接通，真空吸水腔13内转动连接有与充水接头3相匹配的封口套4。通过真空吸水腔13和管道外表防护层15的相配合，有效使倒虹管在施工过程中自助吸水，增加自身重量，从而降低浮力的阻隔，有效实现倒虹管的自主下沉，操作简单方便，提高施工效率，有效便于施工人员施工，并且有效减少辅助件的使用，降低施工成本，进而有效提高倒虹管的经济效益。
请参阅图4和图6，封口套4左右两端均固定连接有调节支板5，调节支板5外端贯穿隔水防护层14，并延伸至管道外表防护层15的外侧，隔水防护层14和管道外表防护层15上均开设有与调节支板5相匹配的弧形槽。
请参阅图4-图7，调节支板5前后两端均固定连接有密封伸缩袋6，密封伸缩袋6外端与弧形槽固定连接。通过调节支板5带动封口套4在真空吸水腔13内转动，便于调节封口套4与充水接头3之间的位置，有效在不使用倒虹管时，保证真空吸水腔13内的真空度，并且通过设置密封伸缩袋6，有效保证真空吸水腔13的密封性。
请参阅图7，充水接头3内端与封口套4外端相贴合，封口套4外端开设有一对透水槽，透水槽与充水接头3向匹配。封口套4转动至透水槽后，真空吸水腔13通过充水接头3与外部接通，有效实现真空吸水腔13的吸水性，便于河水的进入，有效增加倒虹管的重量，使得倒虹管能够在河水内下沉，便于倒虹管的施工。
请参阅图3，管道本体1左右两端均固定连接有管道封头2，管道封头2外端设置有转接螺纹。通过管道封头2能够有效使倒虹管与其他管道接通，提高连接效率，操作简单方便，并且便于对倒虹管的检测和保养。
请参阅图1，真空吸水腔13下内壁固定连接有多个流速探头，流速探头按照1m间隔均匀排布。由于预埋完成后的真空吸水腔13内存有河水，真空吸水腔13的密封性使真空吸水腔13内的河水不具有流速，在管道本体1产生泄漏后，管道本体1内的水会进入真空吸水腔13内部，进而使真空吸水腔13内的水产生流动性，流速探头有效对真空吸水腔13内的水进行监测，便于对倒虹管进行泄漏监控，有效避免倒虹管泄漏，造成污染河道的现象，便于对倒虹管进行维护控制。
请参阅图1和图5，管道支撑体11的内外壁均涂覆有厚度为0.02mm-0.038mm的聚酰胺环氧树脂，管道防护隔层12设置在管道支撑体11外壁涂层的外侧，且管道防护隔层12的材料为胺固化环氧树脂。聚酰胺环氧树脂在提高管道支撑体11的防腐性的同时，有效增加管道支撑体11内部的平滑程度，减少管道支撑体11内流动阻力，有效保证倒虹管的通水性，并且减少水流对管道支撑体11内壁的冲刷力，提高倒虹管的使用寿命。
请参阅图1和图5，真空吸水腔13的材质为硬质聚氨酯泡沫塑料，隔水防护层14的材质为高密度聚乙烯层。真空吸水腔13和隔水防护层14在对倒虹管进行保护的同时，有效提高倒虹管的保温性，有效避免由于管道内外温差过大对倒虹管管壁造成伤害，提高倒虹管的使用寿命。
请参阅图1和图5，管道外表防护层15的材质为高吸水性树脂，且管道外表防护层15外端设置有拟河道菌簇层。管道外表防护层15由高吸水性树脂制成，有效提高管道外表防护层15的吸水性能，使管道外表防护层15具有存水性，在增加倒虹管重量的情况下，为拟河道菌簇层提供生长环境，便于预埋倒虹管后，河道环境的回复，降低预埋倒虹管对河道环境的破坏程度，有效保护河道的生态环境。
需要说明的是，本发明中所公开的技术方案为优化方案，本领域技术人员可根据实际需要进行选择，如由管道支撑体11、管道防护隔层12、真空吸水腔13、封口套4和隔水防护层14组成管道本体1、由管道支撑体11、管道防护隔层12、真空吸水腔13、封口套4和管道外表防护层15组成管道本体1、由管道支撑体11、真空吸水腔13、封口套4组成管道本体1等，有效降低倒虹管的制造成本，提高倒虹管的适应性。
实施例2：
请参阅图1-8，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点。该实施例2与实施例1的不同之处在于：请参阅图2，一种浮力自控型倒虹管的施工工艺，包括如下步骤：
S1.按照需要贯穿的河道情况，制成相适用的倒虹管；
S2.将倒虹管运输至河道处，按照预埋地点，在河道内设立指引立杆；
S3.将倒虹管放入河道内，并使管道支撑体11内充满河水；
S4.按压倒虹管使其淹没在河水内，转动封口套4，使充水接头3与真空吸水腔13接通，使河水不断通过充水接头3进入真空吸水腔13内，并且管道外表防护层15不断吸收河水，使倒虹管的重量不断增加，使倒虹管不断下沉；
S5.施工人员根据指引立杆带动倒虹管向河道内下沉，在倒虹管下沉到预埋处时，使倒虹管进行预埋和固定；
S6.反向转动封口套4，对充水接头3进行阻隔；
S7.在管道外表防护层15上覆盖一层河道底层沙土，恢复河道底部环境；
S8.倒虹管预埋完成，通过在河道两侧挖设的出水井，接通倒虹管。通过真空吸水腔13和管道外表防护层15的相配合，有效调整倒虹管在河道内的重量，使倒虹管在不使用外物的配合下，能够有效下沉，施工人员仅需要对其进行下沉指引，有效降低施工难度，提高施工效率，降低施工成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
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