一种地下污水管道保护构架及管道施工方法

技术领域

本申请涉及管道架设的领域，尤其是涉及一种地下污水管道保护构架及管道施工方法。

背景技术

目前大口径的地下管道架设时，常将管道段吊装至预先挖设的管道沟内，调整管道段的位置使相邻两段管道段对齐，再对两段管道段进行拼接或焊接，将两段管道段无缝固定连接。对两段管道段进行焊接时，常在管道外观察并操作，完成两段管道段间一整圈的焊接。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有两段管道段的对齐操作难以把握，且管道外壁下方与管道沟间的空间狭小，不便于两段管道段间的焊接的缺陷。

发明内容

为了提高两段管道段间对齐的精准性，方便两段管道段间的焊接，本申请提供一种地下污水管道保护构架及管道施工方法。

第一方面，本申请提供的一种地下污水管道的保护构架采用如下的技术方案：

一种地下污水管道的保护构架，包括支撑圈，所述支撑圈围设于管道段外壁，所述支撑圈上沿所述支撑圈的轴线方向开设有若干第一定位孔，分别围设于相邻两段管道段上的两个所述支撑圈上共同穿设有多根第一定位杆，多根所述第一定位杆与多个所述第一定位孔对应嵌合设置，所述支撑圈与管道段外壁间围设有第一C形圈，所述第一C形圈与所述支撑圈滑移配合。

通过采用上述技术方案，在管道段外壁围设支撑圈，在相邻两段管道段上分别围设的两个相近的支撑圈上共同穿设第一定位杆，方便了通过第一定位杆的长度方向调整新一段管道段的位置，使得新一段管道段与已安装的管道处于同一直线上，且新一段管道段与已安装管道对齐，通过在支撑圈和管道段外壁间围设第一C形圈，且第一C形圈与支撑圈滑移配合，方便了支撑圈在第一C形圈上绕管道段的中心轴滑移转动，方便了支撑圈和第一定位杆的位置调节。

可选的，所述第一C形圈可拆卸连接于管道段外壁，所述第一C形圈上螺纹连接有第二固定螺栓，所述支撑圈可拆卸连接于所述第一C形圈外壁，所述支撑圈上螺纹连接有第一固定螺栓。

通过采用上述技术方案，将第一C形圈可拆卸连接于管道段外壁，将支撑圈可拆卸连接与第一C形圈外壁，并通过第二固定螺栓将第一C形圈与管道段相对限位，通过第一固定螺栓将支撑圈限位于第一C形圈内，方便了第一C形圈与支撑圈的滑移配合，方便了两个支撑圈上的多个第一定位孔的对应及相对应的一对第一定位孔内共同穿设的第一定位杆的调节，以及管道段安装完毕后支撑圈与第一C形圈的拆卸回收。

可选的，所述第一C形圈外壁与所述支撑圈内壁间沿所述第一C形圈轴线设有若干滚轴，若干所述滚轴连接于所述第一C形圈外壁。

通过采用上述技术方案，在第一C形圈外壁上连接若干滚轴，且滚轴沿第一C形圈的轴线设置，方便了支撑圈在第一C形圈上的滑移转动，将支撑圈与第一C形圈间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，减小了支撑圈与第一C形圈间的磨损。

可选的，所述支撑圈上沿所述支撑圈的半径方向螺纹连接有抵紧螺栓，所述抵紧螺栓的末端与所述第一C形圈外壁相抵触。

通过采用上述技术方案，在支撑圈上沿支撑圈的半径方向螺纹连接抵紧螺栓，且抵紧螺栓末端与第一C形圈的外壁相抵触，方便了拧动抵紧螺栓调节支撑圈与第一C形圈间的摩擦系数，使得拧松抵紧螺栓时支撑圈能够绕第一C形圈的中心轴滑移转动，拧紧抵紧螺栓时支撑圈与第一C形圈相对限位，方便了支撑圈的调节与限位。

可选的，所述第一C形圈与管道段端部间的管道段外壁上围设有固定圈，所述固定圈的外径小于所述支撑圈的外径，所述固定圈上沿所述固定圈的轴线方向开设有若干第二定位孔，分别围设于相邻两段管道段上的两个所述固定圈上共同穿设有多根第二定位杆，多根所述第二定位杆与多个所述第二定位孔对应嵌合设置，每根所述第二定位杆两端均螺纹连接有限位螺母。

通过采用上述技术方案，在第一C形圈和管道段端部间的管道段外壁上围设固定圈，且相邻两段管道段上分别围设的两个相近的固定圈上共同穿设多根第二定位杆，通过第二定位杆的长度方向调整新一段管道段的位置，使得新一段管道段与已安装的管道的对齐更为精准，通过在第二定位杆两端螺纹连接限位螺母，方便了管道段及第二定位杆调整位置后将限位螺母拧紧至与固定圈侧壁相贴，方便了通过第二定位杆与限位螺母将两个固定圈相互限位，进一步保证相邻两段管道段间的固定与定位。

可选的，所述第一C形圈和管道段外壁间及所述固定圈和管道段外壁间均设有弹性垫圈。

通过采用上述技术方案，在第一C形圈和管道段外壁间及固定圈和管道段外壁间均设置弹性垫圈，将第一C形圈和管道段外壁间以及固定圈和管道段外壁间隔开，减少了第一C形圈内壁、固定圈内壁和管道段外壁受到的磨损，减小了管道段外壁涂布的防锈层受到磨损的几率，且弹性垫圈的弹力减小了第一C形圈和管道段间及固定圈和管道段间因相互冲击碰撞受到的形变与伤害。

可选的，相邻两段管道段相对的端部上均围设有一个喉箍，两个所述喉箍上共同连接有半环状的第二C形圈。

通过采用上述技术方案，在相邻两段管道段相对的端部上均围设一个喉箍，并在两个喉箍上共同连接半环状的第二C形圈，将第二C形圈转动至管道下方，使得相邻两段管道段相接处下方被第二C形圈包覆，方便了将土石填充至第二C形圈下方，并将第二C形圈和待焊接的相邻两管道相接处承托，方便了工作人员在管道内对相邻两管道相接处进行焊接时相邻两管道的端部能够承受工作人员的重力，防止管道端部因受力过大而倾斜，妨碍管道的焊接安装。

第二方面，本申请提供的一种基于地下污水管道保护构架的管道施工方法采用如下的技术方案：一种基于地下污水管道保护构架的管道施工方法，包括以下步骤：

Step1，将管道段清理干净油污和铁锈，对管道段外壁涂布防锈涂层，将管道段的两端部切割为内V形坡口；

Step2，在管道段外壁围设两个第一C形圈，并在第一C形圈与管道段外壁间铺设弹性垫圈，通过第二固定螺栓将支撑圈固定于管道段外壁，在第一C形圈上围设支撑圈，第一C形圈上沿第一C形圈的轴线连接有多个滚轴，使得第一C形圈与支撑圈沿第一C形圈周向滑移配合；

Step3，将管道段吊装至预先挖设的管道沟内，并调整位置，使得新一段管道段与已安装的管道处于同一直线上，在新一段管道段中心处下方填充土石，将新一段管道段承托于管道沟内，在已安装的管道端部围设的支撑圈上的多个第一定位孔内均穿设第一定位杆，并将多根第一定位杆分别穿设于新一段管道段靠近已安装管道的一端上围设的支撑圈上的多个第一定位孔内，绕新一段管道段的中心轴转动新一段管道段上的支撑圈，并微调新一段管道段的位置，使得多根第一定位杆的长度方向均与已安装管道的长度方向平行，且新一段管道段与已安装的管道两端相抵触，螺旋转动新一段管道段上的支撑圈上螺纹连接的抵紧螺栓，使得支撑圈与第一C形圈相互限位；

Step4，工作人员进入新一段管道段内，并在新一段管道段与已安装的管道相接处沿管道圆周进行施焊，将焊接处双面熔合焊透，并对焊接处进行气密性检验；

Step5，将支撑圈和第一C形圈依次拆卸，并将新一段管道段下方剩余空间用土石填充，将新一段管道段承托，完成新一段管道段的焊接与安装。

通过采用上述技术方案，先将管道段清理干净并做好防锈措施，将管道段两端坡口打磨好，方便了管道段的安装及后续使用，延长了管道段的使用寿命，将管道段两端部切割为内V形坡口，方便了在管道内部对相邻两段管道段相接处进行焊接；

利用分别围设于两段管道段上的两个支撑圈以及穿设于两个支撑圈上的多根第一定位杆，方便了通过第一定位杆的长度方向确定新一段管道段的位置，保证新一段管道段与已安装的管道的相对对齐，利用支撑圈与第一C形圈的滑移配合，方便了支撑圈在第一C形圈上转动，避免调节支撑圈和第一定位杆时支撑圈与管道段外壁发生摩擦，造成管道段外壁涂布的防锈涂层的磨损，利用支撑圈和第一C形圈间的若干滚轴的滚动，减少了支撑圈和第一C形圈间的摩擦，进一步方便了支撑圈的转动和第一定位杆的调节；

利用单面焊双面成型技术，工作人员进入大口径管道内部，对已经对齐且相对限位的两段管道段相接处进行焊接，将焊接处固定连接，而不需要在管道外壁进行焊接，避免了在管道下方和管道沟间狭小的空间内操作，提高了管道间的焊接效率和焊接质量，通过对焊接处进行气密性检验，确保焊接处焊接严密完整，防止管道投入使用后焊接处泄漏；

利用支撑圈和第一C形圈在管道段上的可拆卸连接，将第一固定螺栓和第二固定螺栓拆卸，即可将支撑圈和第一C形圈拆卸下来，方便了支撑圈和第一C形圈的重复使用。

可选的，Step3中，在已固定第一C形圈和第一定位杆的基础上，在两段管道段间连接多根第二定位杆，包括以下步骤：

Step3A，在已安装的管道末端及新一段管道段端部均围设固定圈，并在固定圈与管道段外壁间铺设弹性垫圈，在两个固定圈上相应的第二定位孔内共同穿设第二定位杆，并微调固定圈及新一段管道段的位置，使得新一段管道段与已安装的管道段对齐，且多根第二定位杆的长度方向与已安装管道的长度方向相同，通过第三固定螺栓将固定圈固定于相应的管道段上，通过限位螺母将第二定位杆固定于相邻两个固定圈上。

通过采用上述技术方案，利用分别围设于两段管道段上的两个固定圈以及穿设于两个固定圈上的多根第二定位杆，方便了通过第二定位杆的长度方向进一步调节新一段管道段的位置，保证新一段管道段与已安装的管道的精准对齐，利用第二定位杆与限位螺母的相互限位，限制了第二定位杆和两个固定圈的移动，方便了将相邻两段管道段固定，保证了焊接时两段管道段的稳定性，进一步提高了焊接效率和焊接质量。

可选的，Step3中，在已固定固定圈和第二定位杆的基础上，在两段管道段下方设置第二C形圈，并在第二C形圈下方填充土石，包括以下步骤：

Step3B，在已安装的管道末端及新一段管道段端部均围设喉箍，在两个喉箍上共同连接第二C形圈，并将第二C形圈绕管道段中心轴转动至管道下方，在第二C形圈下方填充土石，将第二C形圈及已安装管道和新一段管道段间的待焊接处承托。

通过采用上述技术方案，利用第二C形圈在管道下方对管道相接处的围设与包覆，方便了将土石填充至第二C形圈下方，将第二C形圈和管道相接处承托，且将土石与管道相接处隔离，防止土石对管道相接处的焊接造成阻碍，利用喉箍与第二C形圈的连接，方便了通过喉箍调整第二C形圈的位置，并将第二C形圈固定至管道相接处。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在管道段外壁围设支撑圈，在相邻两段管道段上分别围设的两个相近的支撑圈上共同穿设第一定位杆，方便了通过第一定位杆的长度方向调整新一段管道段的位置，使得新一段管道段与已安装的管道处于同一直线上，且新一段管道段与已安装管道对齐，通过在支撑圈和管道段外壁间围设第一C形圈，且第一C形圈与支撑圈滑移配合，方便了支撑圈在第一C形圈上绕管道段的中心轴滑移转动，方便了支撑圈和第一定位杆的位置调节；

2.通过将第一C形圈和支撑圈可拆卸连接于管道段外壁，方便了第一C形圈和支撑圈在管道段上的装卸及重复使用，通过在第一C形圈和支撑圈间设置若干滚轴，方便了将第一C形圈固定于管道段外壁，并使支撑圈与第一C形圈滑移配合，方便了支撑圈在第一C形圈上的转动，进一步方便了支撑圈和第一定位杆的调节，通过在支撑圈上螺纹连接限位螺栓，方便了支撑圈与第一C形圈的相对限位；

3.通过在两段管道段端部设置固定圈，在两个固定圈上穿设多根第二定位杆，方便了通过固定圈和第二定位杆进一步调节两段管道段的位置，使两段管道段端部对齐，通过在第二定位杆两端螺纹连接限位螺母，方便了将第二定位杆与固定圈相对限位，并将两段管道段相对限位，方便了两段管道段的固定和焊接。

附图说明

图1是本申请实施例的一种地下污水管道的保护构架的结构示意图。

图2是本申请实施例的一种地下污水管道的保护构架的爆炸示意图。

图3是本申请实施例的一种地下污水管道的保护构架的剖面图。

附图标记说明：1、管道段；2、支撑圈；21、第一固定螺栓；22、第一定位孔；23、抵紧螺栓；3、第一C形圈；31、第二固定螺栓；32、滚轴；4、第一定位杆；5、固定圈；51、第三固定螺栓；52、第二定位孔；6、第二定位杆；61、限位螺母；7、第二C形圈；71、喉箍；8、弹性垫圈。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

实施例：

本申请实施例公开一种地下污水管道的保护构架。参照图1和图2，一种地下污水管道的保护构架，包括第一C形圈3，第一C形圈3围设于管道段1外壁，第一C形圈3与管道段1外壁间铺设有弹性垫圈8，第一C形圈3均分为两个半环，且第一C形圈3的两部分通过四个第二固定螺栓31固定连接，将第一C形圈3固定于管道段1外壁，弹性垫圈8将第一C形圈3和管道段1隔开，防止第一C形圈3与管道段1外壁发生摩擦导致管道段1外壁的防锈涂层产生磨损，且弹性垫圈8增加了第一C形圈3和弹性垫圈8及管道段1外壁和弹性垫圈8间的摩擦系数，减小了第一C形圈3与管道段1发生相对位移的几率。

参照图1和图2，第一C形圈3内围设有支撑圈2，支撑圈2均分为两个半环，且支撑圈2的两部分通过两个第一固定螺栓21固定连接，将支撑圈2限位于第一C形圈3内，使得支撑圈2能够绕第一C形圈3的中心轴在第一C形圈3内滑移转动。第一C形圈3与支撑圈2间设有多个滚轴32，多个滚轴32的中心轴均与第一C形圈3中心轴平行，且多个滚轴32均转动连接于第一C形圈3上，将支撑圈2与第一C形圈3间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，使得支撑圈2在第一C形圈3内的转动更为顺滑流畅，减小了支撑圈2与第一C形圈3的磨损。

参照图1和图2，支撑圈2上沿平行于支撑圈2中心轴的方向开设有多个第一定位孔22，将弹性垫圈8、第一C形圈3及支撑圈2依次固定于每一管道段1的两端，将新一段管道段1和已固定的管道段1的端部相对设置，两段管道段1上多对相对应的第一定位孔22中均穿设有第一定位杆4，调节两段管道段1的相对位置，直至多根第一定位杆4均与已固定的管道段1的中心轴平行，并将新一段管道段1向靠近已固定的管道段1的方向移动，直至两段管道段1的端部相抵触，方便了新一段管道段1通过第一定位杆4确定大致位置，方便了新一段管道段1的位置调节，提高了焊接的精准度。支撑圈2上沿支撑圈2的半径方向螺纹连接有抵紧螺栓23，且抵紧螺栓23的末端与第一C形圈3的外壁相抵触，方便了新一段管道段1确定位置后将抵紧螺栓23拧紧，从而将支撑圈2和第一C形圈3相对限位，并进一步将新一段管道段1和已固定的管道段1相对限位。

参照图1和图2，管道段1每端与相近的第一C形圈3间均套设有固定圈5，固定圈5均分为两个半环，且固定圈5的两部分通过两个第三固定螺栓51固定连接，将固定圈5固定于管道段1外壁，在固定圈5与管道段1外壁间设置弹性垫圈8，弹性垫圈8将固定圈5和管道段1隔开，防止固定圈5与管道段1发生相对位移，将管道段1外壁涂布的防锈涂层破坏，且弹性垫圈8增加了固定圈5和弹性垫圈8及管道段1外壁和弹性垫圈8间的摩擦系数，减小了固定圈5和管道段1发生相对位移的几率。

参照图1和图2，固定圈5上沿平行于固定圈5中心轴的方向开设有多个第二定位孔52，将弹性垫圈8和固定圈5依次固定于每一管道段1的两端，新一段管道段1和已固定管道段1上多对相对应的第二定位孔52中均穿设有第二定位杆6，调节两段管道段1的相对位置，直至多根第二定位杆6均与已固定的管道段1的中心轴平行，使得两端管道段1的两端精准对齐，第二定位杆6两端均螺纹连接有限位螺母61，将限位螺母61向靠近固定圈5的方向螺旋转动，使得第二定位杆6两端的限位螺母61均与固定圈5的侧壁紧贴，从而将固定圈5和第二定位杆6相对限位，并将新一段管道段1和已固定的管道段1相对固定，防止两段管道段1发生相对位移，保证了两段管道段1焊接时的稳定性，防止管道段1移动导致的焊接失误。

参照图1和图2，新一段管道段1和已固定的管道段1的端部相接处围设有第二C形圈7，第二C形圈7呈半环状，第二C形圈7的空腔朝向第二C形圈7的中心轴设置，第二C形圈7两端间连接有两个半环状的喉箍71，每个喉箍71与第二C形圈7形成一个完整的圆，并套设于两段管道段1相接处，当两段管道段1置于预先开设的管道沟内时，第二C形圈7处于两端管道段1相接处的下方，两个喉箍71分别处于两段管道段1的端部，将第二C形圈7固定于两端管道段1间，使得两段管道段1相接处下方被第二C形圈7包覆，防止管道沟内的土石与两段管道段1端部相接触，对两段管道段1的焊接造成影响。

参照图2和图3，通过固定圈5和第二定位杆6将两段管道段1相抵触的端部限位并固定后，工作人员即可进入新一段管道段1内，并在管道内对两段管道段1相接处进行焊接，通过单面焊双面成型技术，将管道内的两段管道段1相接处焊接，同时将管道外壁击穿，将管道外壁熔合并焊接，即可在管道内完成两段管道段1的内外焊接，而不需在管道外对管道下方狭小的空间内进行焊接操作，方便了两段管道段1的焊接操作。

本申请实施例一种地下污水管道的保护构架的实施原理为：将预处理后的新一段管道段1吊装至预先挖好的管道沟内，在已固定的管道段1末端及新一段管道段1两端均依次围设弹性垫圈8、第一C形圈3及支撑圈2，并将第一定位杆4穿设于两段管道段1上分别围设的相近的支撑圈2上开设的第一定位孔22内，调节新一段管道段1的位置，使得第一定位杆4与已固定的管道段1的中心轴平行，且两段管道段1的端部相抵触，将支撑圈2上螺纹连接的抵紧螺栓23拧紧，使支撑圈2与第一C形圈3相互限位。

在已固定的管道段1末端及新一段管道段1两端均依次围设弹性垫圈8和固定圈5，且每一端的固定圈5均位于支撑圈2和相应的管道段1端部间，将第二定位杆6穿设于两段管道段1上分别围设的相近的固定圈5上开设的第二定位孔52内，进一步调节新一段管道段1的位置，使得第二定位杆6与已固定的管道段1的中心轴平行，且两段管道段1的端部相抵触，将限位螺母61螺纹连接至第二定位杆6两端并向靠近固定圈5的方向拧紧，使第二定位杆6与两个固定圈5相互限位，将精确对齐的两段管道段1限位并固定。

将两端连接有喉箍71的第二C形圈7围设于两段管道段1相接处，并通过喉箍71将第二C形圈7固定于两段管道段1相接处下方，将两段管道段1相接处下方包覆，防止管道下方土石对两段管道段1相接处造成污染，且进一步加强了两段管道段1间的固定。

本申请实施例还公开了一种基于地下污水管道保护构架的管道施工方法，包括以下步骤：

Step1，将管道段1清理干净油污和铁锈，对管道段1外壁涂布防锈涂层，将管道段1的两端部切割为内V形坡口；

Step2，在管道段1外壁围设两个第一C形圈3，并在第一C形圈3与管道段1外壁间铺设弹性垫圈8，通过第二固定螺栓31将支撑圈2固定于管道段1外壁，在第一C形圈3上围设支撑圈2，第一C形圈3上沿第一C形圈3的轴线连接有多个滚轴32，使得第一C形圈3与支撑圈2沿第一C形圈3周向滑移配合；

Step3，将管道段1吊装至预先挖设的管道沟内，并调整位置，使得新一段管道段1与已安装的管道处于同一直线上，在新一段管道段1中心处下方填充土石，将新一段管道段1承托于管道沟内，在已安装的管道端部围设的支撑圈2上的多个第一定位孔22内均穿设第一定位杆4，并将多根第一定位杆4分别穿设于新一段管道段1靠近已安装管道的一端上围设的支撑圈2上的多个第一定位孔22内，绕新一段管道段1的中心轴转动新一段管道段1上的支撑圈2，并微调新一段管道段1的位置，使得多根第一定位杆4的长度方向均与已安装管道的长度方向平行，且新一段管道段1与已安装的管道两端相抵触，螺旋转动新一段管道段1上的支撑圈2上螺纹连接的抵紧螺栓23，使得支撑圈2与第一C形圈3相互限位；

Step3A，在已安装的管道末端及新一段管道段1端部均围设固定圈5，并在固定圈5与管道段1外壁间铺设弹性垫圈8，在两个固定圈5上相应的第二定位孔52内共同穿设第二定位杆6，并微调固定圈5及新一段管道段1的位置，使得新一段管道段1与已安装的管道段1对齐，且多根第二定位杆6的长度方向与已安装管道的长度方向相同，通过第三固定螺栓51将固定圈5固定于相应的管道段1上，通过限位螺母61将第二定位杆6固定于相邻两个固定圈5上；

Step3B，在已安装的管道末端及新一段管道段1端部均围设喉箍71，在两个喉箍71上共同连接第二C形圈7，并将第二C形圈7绕管道段1中心轴转动至管道下方，在第二C形圈7下方填充土石，将第二C形圈7及已安装管道和新一段管道段1间的待焊接处承托；

Step4，工作人员进入新一段管道段1内，并在新一段管道段1与已安装的管道相接处沿管道圆周进行施焊，将焊接处双面熔合焊透，并对焊接处进行气密性检验；

Step5，将支撑圈2和第一C形圈3依次拆卸，并将新一段管道段1下方剩余空间用土石填充，将新一段管道段1承托，完成新一段管道段1的焊接与安装。

以上为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。