一种软土质地域环境下的市政供水管道及其施工方法

技术领域

本发明涉及供水管道技术领域，具体为一种软土质地域环境下的市政供水管道及其施工方法。

背景技术

市政供水管道时城市给水系统的一大组成部分，其一般用作水源的配送，为城市生活的每家每户进行水供给，而水更是人们日常生活中所必不可少的基本物资之一，为了保证水的稳定供给，城市市政供水管道的施工要求也势必严格。一般的市政供水管道施工时是通过开挖沟槽、吊装市政供水管道、回填沟槽的步骤进行的，但是为保证足够的供水量，市政供水管道的体积和质量都比较大。在一些土壤较为松软土地上，较为松软的土壤对供水管道的支撑力也较低，可能会造成供水管道下沉、弯曲；甚至会由于软土的流动，造成供水管道偏移、弯曲，影响后续供水的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种软土质地域环境下的市政供水管道及其施工方法，旨在解决现有技术中市政供水管道在软土质地域环境下容易偏移、弯曲，影响供水稳定性的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种软土质地域环境下的市政供水管道，包括：

内管，其侧壁开设有出水口，所述出水口上安装有出水阀；

外管，其套设在所述内管上、且两者之间具有一间隙，所述外管的侧壁开设有喷水口；

控制器，其设置所述间隙内，且与所述出水阀电连接；

弯曲传感器，其设置在所述间隙内、且与所述控制器电连接，所述弯曲传感器用于检测所述内管和所述外管的弯曲程度；

位置修正装置，其设置在所述间隙内，所述位置修正装置包括外壳和开关组件，所述外壳开设有进水孔和出水孔，所述进水孔与所述出水口连通，

所述出水孔与所述喷水口连通，所述开关组件可滑动地设置在所述外壳内、5且用于控制所述进水孔和/或所述出水孔的开关。

进一步地，所述喷水口包括多个喷水孔，多个所述喷水孔由内向外呈放射状设置。

进一步地，所述外管的外侧壁上设有侧板，所述侧板的长度方向与所述外管的轴线方向一致。

0进一步地，所述侧板设有两块，且两块侧板分别设置在所述外管相对的两侧。

进一步地，沿所述外管的圆周方向，所述外管的侧壁上开设有三个所述喷水口，且三个所述喷水口分别朝向所述外管的左侧、右侧和下端，每个所述喷水口均对应设有一个所述位置修正装置。

5进一步地，所述开关组件包括滑动件和回弹结构，所述滑动件包括杆件和设置在所述杆件上的板件，所述板件将所述外壳的内部分割为左腔体和右腔体；所述进水孔设有两个，分别为左进水孔和右进水孔，所述左进水孔与所述左腔体连通，所述右进水孔与所述右腔体连通，所述出水孔与所述右腔

体连通；所述回弹结构位于所述右腔体内、且控制所述出水孔和所述右进水0孔的开闭。

进一步地，所述杆件贯穿所述板件、且所述杆件靠近所述左进水孔的一端突出所述板件。

进一步地，所述回弹结构包括弹性件和内筒，所述内筒的外侧壁与所述外壳的内侧壁相贴合，所述弹性件的两端分别抵于所述内筒的内顶面和所述5外壳的内端面，所述杆件靠近所述右进水孔的一端抵于所述内筒的外端面。

进一步地，所述外壳的内壁在所述左进水孔和所述右进水孔之间设置有第一凸起，所述第一凸起用于限制所述内筒向所述左进水孔所在一侧移动。

进一步地，所述外壳包括壳体和分别安装在所述壳体两端的左端盖和右端盖；所述右端盖的内端面设有第一固定杆，所述内筒的内端面设置有与所0述第一固定杆相对应的第二固定杆，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套设在所述第一固定杆和所述第二固定杆上。

进一步地，所述外壳的内壁在所述左进水孔和所述右进水孔之间设置有第二凸起，所述第二凸起用于限制所述板件向所述右进水孔所在一侧移动。

进一步地，所述出水孔处安装有逆止阀，所述逆止阀的进水端朝向所述外壳内部、出水端朝向所述喷水口。

本发明还提出一种施工方法，用于将上述的市政供水管道铺设在软土质地域中，所述施工方法包括以下步骤：

S1，在土地上挖设出沟槽；

S2，在沟槽内铺设砂石层；

S3，在砂石层上铺设泥土层；

S4，铺设市政供水管道；

S5，往沟槽中填充泥土以埋设供水管道。

本发明至少具有以下有益效果：通过在内管外套设有外管，不仅能提高供水管道的结构强度，还能方便控制器、弯曲传感器以及位置修正装置的设置。在外管和内管的间隙内设置弯曲传感器，可检测出外管和内管是否发生弯曲、弯曲方向以及弯曲程度，再通过控制器控制出水阀的开启，以使位置修正装置能对供水管道的位置进行修正，防止供水管道过度弯曲，影响使用。供水管道结构如此设置，可直接利用内管内的水实现位置修正，不仅实现了自动化，而且位置修正过程简单、直接、成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施方式市政供水管道的结构示意图。

图2为本发明一实施方式市政供水管道的剖面结构局部示意图。

图3为图2中A部分的放大结构示意图。

图4为本发明一实施方式位置修正装置的结构示意图。

图5为本发明一实施方式位置修正装置的剖面结构示意图。

图6为本发明一实施方式外壳的剖面结构示意图。

图7为本发明一实施方式开关组件的剖面结构爆炸示意图。

附图中：1-内管、11-出水口、12-出水阀、2-外管、21-喷水口、3-控制器、4-弯曲传感器、5-位置修正装置、51-外壳、511-进水孔、5111-左进水孔、5112-右进水孔、512-出水孔、513-左腔体、514-右腔体、515-第一凸起、516-壳体、517-左端盖、518-右端盖、5181-第一固定杆、519-第二凸起、52-开关组件、521-滑动件、5211-杆件、5212-板件、522-回弹结构、5221-弹性件、5222-内筒、5223-第二固定杆、53-逆止阀、6-侧板。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1至图3，一种软土质地域环境下的市政供水管道，包括内管1、外管2、控制器3、弯曲传感器4和位置修正装置5。

请参阅图3，内管1的侧壁开设有出水口11，出水口11上安装有出水阀12。出水阀12用于控制出水口11的开闭，当出水阀12控制出水口11开启时，内管1内的水则可以通过出水口11向外输出。内管1为内部中空且两端开口的管状结构，且内管1采用的是合成材料管材(如PE管、UPVC管、HDPE管、FRPP管等)。内管1内部中空用于供水流流通。

请参阅图1，外管2同样为内部中空且两端开口的管状结构，且外管2的内径大于内管1的外径。外管2套设在内管1上、且两者同一中轴线。外管2和内管1之间形成有间隙。外管2的侧壁开设有喷水口21，喷水口21朝向外部，并可向外部喷水。

喷水口21包括多个喷水孔，多个喷水孔由内向外呈放射状设置。喷水口21由多个喷水孔组成，喷水孔之间互不连通，从出水孔512中排出的水进入到多个喷水孔中，最后向外喷出。通过设置多个喷水孔，可对出水孔512中排出的水进行加压，使水流喷出后，供水管道受到的反作用力更大，修正位置更加高效。而多个喷水孔呈放射状设置，使水流喷出后较为分散，供水管道受到的反作用力更加均匀，且能避免水流聚集在其中一个地方喷出，造成该位置的泥土流失严重。

控制器3设置外管2和内管1之间形成的间隙内，控制器3通过电线与出水阀12电连接，且控制器3用于控制出水阀12开闭以控制出水口11的开闭。

弯曲传感器4设置在外管2和内管1之间形成的间隙内，且通过电线与控制器3电连接。弯曲传感器4用于检测内管1和外管2的弯曲程度，并可即将检测结果通过电线传输至控制器3内，而控制器3则可根据所接收的数据控制出水阀12的开闭。

在间隙内可设置多条弯曲传感器4，以分别检测内管1和外管2的弯曲方向以及在不同方向上的弯曲程度。如，在间隙内设置三条弯曲传感器4，其中一条位于内管1的左侧，以检测内管1和外管2是否向左侧弯曲以及向左侧弯曲的程度；第二条位于内管1的右侧，以检测内管1和外管2是否向右侧弯曲以及向右侧弯曲的程度；第三条位于内管1的正下方，以检测内管1和外管2是否向下侧弯曲以及向下侧弯曲的程度。当然，在其他实施例中，还可以在内管1的正上方也设置弯曲传感器4，以检测内管1和外管2是否向上弯曲。

位置修正装置5设置在间隙内，用于在内管1和外管2出现过度弯曲、位置偏移严重时对内管1和外观进行位置修正。

请参阅图5，位置修正装置5包括外壳51和开关组件52，外壳51开设有进水孔511和出水孔512，进水孔511与出水口11连通，出水孔512与喷水口21连通，开关组件52可滑动地设置在外壳51内、且用于控制进水孔511和/或出水孔512的开关。外壳51可以为中空的圆柱体结构，在外壳51的侧壁开设有进水孔511和出水孔512，外壳51安装在外管2和内管1之间形成的间隙内，出水口11与进水孔511相互连通，出水孔512与喷水口21相互连通。内管1内的水可通过出水口11和进水孔511进入到外壳51内，然后再通过出水孔512和喷水口21向外喷出。在外壳51内设置有开关组件52，开关组件52可滑动地设置在外壳51内，开关组件52在外壳51内滑动时，可远离或靠近出水孔512和/或进水孔511。如，远离进水孔511时，可开启进水孔511，使内管1内部与外壳51内部相互连通；靠近进水孔511时可将进水孔511堵住，从而关闭进水孔511，内管1内部与外壳51内部不连通。

比如，当内管1和外管2向左侧弯曲时，弯曲传感器4检测到弯曲方向和弯曲程度并将所检测的数据发送至控制器3；控制器3接收到弯曲传感器4的数据后，向出水阀12发送开启信号以控制出水阀12开启；开水阀开启后，内管1内的水通过出水口11和进水孔511进入外壳51内；在开关组件52的作用下，外壳51内的水通过出水孔512和喷水口21向外喷水。喷出后的水对泥土有一作用力，因此位置修正装置5会受到一个反方向的作用力，由于位置修正装置5安装在外管2和内管1之间，因此外管2、内管1以及两者之间的零部件均向水流喷水方向的相反方向移动，以此修正供水管道的位置。

通过在内管1外套设有外管2，不仅能提高供水管道的结构强度，还能方便控制器3、弯曲传感器4以及位置修正装置5的设置。在外管2和内管1的间隙内设置弯曲传感器4，可检测出外管2和内管1是否发生弯曲、弯曲方向以及弯曲程度，再通过控制器3控制出水阀12的开启，以使位置修正装置5能对供水管道的位置进行修正，防止供水管道过度弯曲，影响使用。供水管道结构如此设置，可直接利用内管1内的水实现位置修正，不仅实现了自动化，而且位置修正过程简单、直接、成本低。

请参阅图1，外管2的外侧壁上设有侧板6，侧板6的长度方向与外管2的轴线方向一致。侧板6用于增大供水管道与泥土的接触面积，在软土质中，可以有效减少供水管道下沉，避免供水管道发生弯曲、位置偏移。

侧板6设有两块，且两块侧板6分别设置在外管2相对的两侧。结构相同的两块侧板6分别设置在外管2的左右两侧，通过向左右两侧延伸，提高接触面积，防止供水管道下沉，且左右两侧受力均匀。

沿外管2的圆周方向，外管2的侧壁上开设有三个喷水口21，且三个喷水口21分别朝向外管2的左侧、右侧和下端，每个喷水口21均对应设有一个位置修正装置5。三个喷水口21沿外管2的圆周方向排布设置，第一个喷水口21位于外管2的左侧，第二个喷水口21位于外管2的下端，第三个喷水口21位于外管2的右侧。第一个喷水口21与第二个喷水口21呈90°，第二个喷水口21与第三个喷水口21呈90°。本实施方式中，每个喷水口21均设有一个位置修正装置5。在其他实施方式中，也可以实现一个位置修正装置5同时配合三个喷水口21。通过在外管2的圆周方向上设置三个喷水口21，每个喷水口21设置一个位置修正装置5，方便在供水管道发生不同方向的偏移时，能更好地修正位置。

请参阅图5至图7，开关组件52包括滑动件521和回弹结构522，滑动件521包括杆件5211和设置在杆件5211上的板件5212，板件5212将外壳51的内部分割为左腔体513和右腔体514；进水孔511设有两个，分别为左进水孔5111和右进水孔5112，左进水孔5111与左腔体513连通，右进水孔5112与右腔体514连通，出水孔512与右腔体514连通；回弹结构522位于右腔体514内、且控制出水孔512和右进水孔5112的开闭。

初始状态下，回弹结构522位于右进水孔5112处，且堵住右进水孔5112。通过开启出水阀12，内管1内的水通过出水口11和左进水孔5111进入到左腔体513内。当左腔体513内灌入水时，水压会驱使板件5212往右进水孔5112一侧移动。然后杆件5211抵住回弹结构522，使回弹结构522远离右进水孔5112，使右进水孔5112与右腔体514相互连通。内管1内的水可通过出水口11和右进水孔5112进入到右腔体514内，右腔体514内的水再通过出水孔512和喷水口21向外喷出。当关闭出水阀12后，内管1内的水不再向左腔体513内输送水，左腔体513内的水压降低，杆件5211作用在回弹结构522上的力大大减小，回弹结构522由于自身的回弹作用可恢复至初始位置，即回弹结构522回弹后再次堵住右进水孔5112。

开关组件52如此设置，可以利用从内管1内排出的水来控制右进水孔5112的开闭，无需单独其他开关结构。需要修正位置时，出水阀12开启，左腔体513泵入水后则开启右进水孔5112，内管1内的水通过右进水孔5112进入右腔体514内，最后通过出水孔512和喷水口21向外喷出。位置修正完之后，关闭出水阀12，回弹结构522回弹以关闭右进水孔5112。更优地，初始状态下，回弹结构522堵住右进水孔5112时也同时堵住出水孔512，回弹结构522开启右进水孔5112时也同时开启出水孔512，这样可以避免泥土通过出水孔512进入到位置修正装置5内，造成其内部堵塞、无法使用。

请参阅图5至图7，滑动件521包括杆件5211和板件5212，杆件5211和板件5212相互垂直，板件5212外壁抵于外壳51的内壁，板件5212的形状与外壳51内壁围设形成的截面形状一致；如外壳51为中空的圆柱体时，板件5212为圆形板状；外壳51为中空的多边形柱体时，板件5212为多边形板状。板件5212将外壳51内部分割为左腔体513和右腔体514；左进水孔5111和右进水孔5112均与出水口11相互连通，左进水孔5111与左腔体513相互连通，右进水孔5112与右腔体514相互连通。

杆件5211贯穿板件5212，且杆件5211靠近左进水孔5111的一端突出板件5212。杆件5211贯穿板件5212，即杆件5211的两端分别向板件5212的两个端面突出；在没有开启出水阀12时，靠近左进水孔5111的一端抵于外壳51的内端面，靠近右进水孔5112的一端抵于回弹结构522。滑动件521结构如此设置，可以保证在没有开启出水阀12时，板件5212不会在回弹结构522的作用下紧贴外壳51内端面，从而避免了左腔体513的体积为零、板件5212堵住左进水孔5111；因此可确保开启出水阀12时，回弹结构522可开启右进水孔5112，保证位置修正过程的正常进行。

请参阅图7，回弹结构522包括弹性件5221和内筒5222，内筒5222的外侧壁与外壳51的内侧壁相贴合，弹性件5221的两端分别抵于内筒5222的内顶面和外壳51的内端面，杆件5211靠近右进水孔5112的一端抵于内筒5222的外端面。

内筒5222为中空的圆柱体结构，且一端开口，具体为靠近滑动件521的一端为封闭端，远离滑动件521的一端为开口端；内筒5222的形状与外壳51的形状一致，如外壳51为中空的圆柱体，内筒5222同样为圆柱体，内筒5222的外径等于或略大于外壳51的内径，使内筒5222的外壁可紧贴外壳51的内壁；弹性件5221的两端分别抵于内筒5222的内顶面和外壳51的内端面，弹性件5221伸展时，推动内筒5222往左进水孔5111所在一侧移动；左腔体513灌入水时，滑动件521推动内筒5222往右进水孔5112所在一侧移动，进而压缩弹性件5221。回弹结构522的结构简单，利用弹性件5221自身的弹力即可实现内筒5222的移动。

请参阅图6，外壳51的内壁在左进水孔5111和右进水孔5112之间设置有第一凸起515，第一凸起515用于限制内筒5222向左进水孔5111所在一侧移动。在往左腔体513内输送水时，或弹性件5221由于自身弹力回弹时，内筒5222可在外科内滑动。第一凸起515用于限制内筒5222的移动，避免内筒5222在弹性件5221的作用下过于往左进水孔5111一侧移动，造成内筒5222无法堵住右进水孔5112和出水孔512，从而造成从右进水孔5112进入的水灌到内筒5222内部，影响弹性件5221的回弹；当采用弹簧作为弹性件5221时，甚至会腐蚀、损坏弹簧。根据右进水孔5112、出水孔512的位置，以及内筒5222的长度，直接在左进水孔5111和右进水孔5112之间设置第一凸起515，通过第一凸起515来限制内筒5222的移动，实施起来较为方便，且更能保证内筒5222的移动距离；具体地，第一凸起515与右进水孔5112之间的距离应小于或等于内筒5222的长度，使得内筒5222的端面抵于第一凸起515时，内筒5222依旧能堵住右进水孔5112。具体可以是外壳51的内径存在不同数值，使得外壳51的内侧壁形成一台阶，该台阶即为第一凸起515。

在其实施方式中，可以通过选用自身弹力合适的弹性件5221来避免内筒5222过于往左进水孔5111一侧移动，或者设置杆件5211的长度来限制内筒5222过于往左进水孔5111一侧移动

请参阅图4至图5，外壳51包括壳体516和分别安装在壳体516两端的左端盖517和右端盖518；右端盖518的内端面设有第一固定杆5181，内筒5222的内端面设置有与第一固定杆5181相对应的第二固定杆5223，弹性件5221为弹簧，弹簧套设在第一固定杆5181和第二固定杆5223上。

壳体516为中空且两端开口的筒体，左端盖517和右端盖518可拆卸地安装在壳体516的两端，如此设置，便于将滑动件521和回弹结构522设置在外壳51内；且方便拆卸、更换、清洗、排出外壳51内可能堆积的物质。滑动件521位于靠近左端盖517的一侧，回弹结构522位于靠近右端盖518的一侧，右端盖518的内端面设置有向外壳51内部延伸的第一固定杆5181，弹簧套设在第一固定杆5181；当弹簧处于伸展状态时，弹簧的长度远大于第一固定杆5181的内筒5222的内端面设有第二固定杆5223，弹簧的两端分别套设在第一固定杆5181和第二固定杆5223上，第一固定的长度加上第二固定杆5223的长度小于弹簧伸展时的长度，以此保证弹簧能正常被压缩。当然，在特殊情况下，如第一固定杆5181和第二固定杆5223中的一个为中空，另一个可嵌设在中空区域内，使第一固定杆5181和第二固定杆5223并不影响弹簧的压缩。设置第一固定杆5181和第二固定杆5223，可用于定位弹簧、限制弹簧，防止弹簧在压缩和伸展过程中偏离失效，甚至造成变形。

请参阅图6，外壳51的内壁在左进水孔5111和右进水孔5112之间设置有第二凸起519，第二凸起519用于限制板件5212向右进水孔5112所在一侧移动。

板件5212用于分割外壳51内部空腔，滑动件521用于移动回弹结构522，以开启右进水孔5112；在往左腔体513泵入水时或弹性件5221由于自身弹力回弹时，板件5212可在外壳51内滑动；第二凸起519用于限制板件5212的移动，第二凸起519限制住板件5212后，内管1内的水便只能往右进水孔5112中进右腔体514，再通过出水孔512和喷水口21喷出；因此水流更加汇集，喷射的速度更大，位置修正效果更好。当然，通过设置滑动块的长度、回弹结构522的长度可实现上述效果，但实施难度较高；通过设置第二凸起519能控制左腔体513的最大体积，同时能确保滑动件521驱动回弹结构522开启出水孔512和/或右进水孔5112。

请参阅图3和图5，位置修正装置5包括逆止阀53，逆止阀53安装在出水孔512处，逆止阀53的进水端朝向外壳51内部、出水端朝向喷水口21。逆止阀53用于控制水流只能从外壳51内通过喷水口21流向外管2外部，防止外管2外部的水分或者泥土等进入外壳51内，造成位置修正装置5堵塞、无法使用。

本发明还提出一种施工方法，用于将上述的市政供水管道铺设在软土质地域中，施工方法包括以下步骤：

S1，在土地上挖设出沟槽；

S2，在沟槽内铺设砂石层；

S3，在砂石层上铺设泥土层；

S4，铺设上述的市政供水管道；

S5，往沟槽中填充泥土以埋设供水管道。

将市政供水管道铺设后，即使土质较软，供水管道可能下沉、偏移，但通过弯曲传感器4检测供水管道是否弯曲以表征供水管道是否下沉、偏移，并利用位置修正装置5在供水管道下沉、偏移后对供水管道进行位置修正，避免供水管道过度弯曲、影响供水、甚至将供水管道从接头扯脱下来。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。