一种隧道管棚插焊式连接装置的制作方法

本实用新型涉及隧道和其他地下工程软弱围岩施工设计技术领域，尤其涉及一种隧道管棚插焊式连接装置。

背景技术：

管棚支护是隧道和其它地下工程软弱围岩施工时一种常用的有效的超前支护辅助施工措施，设计管径通常在100mm左右，由于超前管棚支护设计长度常大于市场上通用钢管管材长度，在目前工程建设领域，普遍对超前管棚支护钢管接长采用丝扣套筒连接。接头丝扣通常需外部工厂专用设备加工、精度要求高、施工成本高、丝扣需妥善保护和接头强度有所降低等不利因素，管棚钢管采用丝扣连接时，还由于构造特征要求接头丝扣处管径大于管棚钢管外径而在一定孔径钻孔内装管时造成阻碍和加大难度。

技术实现要素：

本实用新型为了解决以上技术问题设计了一种隧道管棚插焊式连接装置，包括母管以及母管间的焊接部位，两个相邻设置的第一母管和第二母管之间通过焊接部连接，所述焊接部包括内插管以及焊缝区，所述内插管的外径小于或等于所述母管的内径，所述第一母管与所述第二母管之间设置有所述焊缝区。

由此，此处的两个相邻设置的所述第一母管和所述第二母管为两个母管的端头呈角度相邻，且通过所述内插管插套在母管中连接形成所述焊接部，从而实现管棚插焊式连接。

作为本实用新型的优选，所述第一母管与所述第二母管相对端设置有焊孔，所述焊孔圆周排布在所述母管上。

由此，所述第一母管与所述第二母管的端头开设有所述焊孔，并且所述焊孔的长度和位置关系相同。

作为本实用新型的优选，所述第一母管和所述第二母管管径与壁厚相同。

由此，所述母管的长度以300mm~500mm为优，相同管径和长度的母管便于生产以及降低生产成本。

作为本实用新型的优选，所述内插管的长度大于或等于所述焊孔长度与所述焊缝区长度之和。

由此，使得所述内插管成为所述第一母管和所述第二母管连接的内衬板，并且能够包括所述焊缝区以及所有的所述焊孔，从而将所述第一母管和所述第二母管通过一同焊接在所述内插管上实现连接。

作为本实用新型的优选，所述焊孔圆周排布在所述母管上形成焊孔环，所述焊孔环至少包括三个所述焊孔，每个所述母管上至少包括两个所述焊孔环。

由此，所述焊孔优选为圆孔，孔径在15mm~20mm最优，并以梅花形布置为优，通过预留圆孔实现母管和内插管的点圆状加强焊接，且焊接要求焊接满所有的圆孔，以增强管鹏钢管接头的强度，此为最有效的连接方式。

作为本实用新型的优选，所述第一母管上的所述焊孔长度等于所述第二母管上的所述焊孔长度。

由此，在不改变所述母管外径的情况下，增强了接头的连接强度和刚度。

作为本实用新型的优选，所述焊孔为通孔。

作为本实用新型的优选，所述内插管的壁厚小于或等于所述母管的壁厚，所述内插管沿着其径向中心线呈0°~360°的角度，所述内插管内壁上设置有环形箍筋，所述环形箍筋之间的宽度大于或等于所述焊孔环的宽度。

由此，在焊接时，所述环形箍筋与所述焊接环错位设置，在焊接后由于高温使得焊孔对应部位的内插管局部热涨，形成一个环形的热涨环，而所述环形箍筋的存在能够提供热涨的阻力，从而防止整个内插管的剧烈变形，提高了内插管的强度，并且在环形箍筋周围形成应力集中，使得发生局部的形变，内插管向外扩展更好的顶住所述母管，从而使得母管之间的连接更加的牢固。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型适用性很强，有很大的发展前景，与现有技术相比，本实用新型一种隧道管棚插焊式连接装置及其方法具有以下优选，

1、现场制作方便，成本低，施工效率高；

2、由于采用内插管装置，钢管接长基本可以自然导向，方便施工；

3、由于此种接头未增大接头管径，降低孔内装管施工难度，提高管棚施工质量，从而促进隧道等地下工程施工安全；

4、由于接头强度提高，改变传统工艺在接头处对材料同截面布置数量比例的要求，降低了管材裁管时一定程度的损耗，促进节能环保。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖视图；

图3为本实用新型母管的截面图；

图中，1-第一母管；2-第二母管；3-焊接部；4-焊孔；31-内插管；32-焊缝区。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，一种隧道管棚插焊式连接装置，包括母管以及母管间的焊接部位，两个相邻设置的第一母管1和第二母管2之间通过焊接部3连接，所述焊接部3包括内插管31以及焊缝区32，所述内插管31的外径小于或等于所述母管的内径，所述第一母管1与所述第二母管2之间设置有所述焊缝区32，此处的两个相邻设置的所述第一母管1和所述第二母管2为两个母管的端头呈角度相邻，且通过所述内插管31插套在母管中连接形成所述焊接部3，从而实现管棚插焊式连接。

如图1、2和3所示，本实施例中，所述第一母管1与所述第二母管2相对端设置有焊孔4，所述焊孔4圆周排布在所述母管上，所述第一母管1与所述第二母管2的端头开设有所述焊孔4，并且所述焊孔4的长度和位置关系相同，所述第一母管1和所述第二母管2管径与壁厚相同，所述母管的长度以300mm~500mm为优，相同管径和长度的母管便于生产以及降低生产成本，所述内插管31的长度大于或等于所述焊孔4长度与所述焊缝区32长度之和，使得所述内插管31成为所述第一母管1和所述第二母管2连接的内衬板，并且能够包括所述焊缝区32以及所有的所述焊孔4，从而将所述第一母管1和所述第二母管2通过一同焊接在所述内插管31上实现连接，所述焊孔4圆周排布在所述母管上形成焊孔环，所述焊孔环至少包括三个所述焊孔4，每个所述母管上至少包括两个所述焊孔环，所述焊孔4优选为圆孔，孔径在15mm~20mm最优，并以梅花形布置为优，通过预留圆孔实现母管和内插管的点圆状加强焊接，且焊接要求焊接满所有的圆孔，以增强管鹏钢管接头的强度，此为最有效的连接方式，所述内插管31的壁厚小于或等于所述母管的壁厚，所述内插管31沿着其径向中心线呈0°~360°的角度，所述内插管31内壁上设置有环形箍筋，所述环形箍筋之间的宽度大于或等于所述焊孔环的宽度，在焊接时，所述环形箍筋与所述焊接环错位设置，在接头处两端基本等分放置，并使得管棚钢管接头空出适当的距离，留出焊缝宽度，进行管周范围全融透焊接全熔透焊缝强度已基本等同于母材，内插管起到接头焊接衬板的作用，并在内插管长度范围内沿母管管周设置一定直径的圆孔，一个圆周内设置数个，可以设置数周，圆孔采用工地台钻加工，孔径以15~20mm为优，并以梅花型布置为优，通过预留圆孔实现母管和内插管的点圆状加强焊接连接，焊接要求焊满圆孔，以增强管棚钢管接头的强度。

本实施例中，所述第一母管1上的所述焊孔4长度等于所述第二母管2上的所述焊孔4长度，在不改变所述母管外径的情况下，增强了接头的连接强度和刚度，所述焊孔4为通孔。

接头装置施工顺序，先将母管端头按照方案工地现场钻孔，内插管一半套入后端母管内，通过随机对焊孔焊接实现单端临时固定，使得另一端母管套入时，套管位置不发生改变，再将另一端母管套入内插管，留好焊缝区宽度，对焊缝区进行焊接，最后完成两端所有焊孔焊接。

上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。