[发明专利]一种隧道管棚插焊式连接装置及其方法

说明书

本发明为了解决管棚支护接头强度不足，加工复杂，安装困难等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，焊接部包括内插管以及焊缝区，内插管的外径小于或等于母管的内径，第一母管与第二母管之间设置有焊缝区，现场制作方便，成本低，施工效率高，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，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，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。

技术领域

本发明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及其方法。

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。

发明内容

本发明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。

作为本发明的优选，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。

作为本发明的优选，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。

作为本发明的优选，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。

作为本发明的优选，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。

作为本发明的优选，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。

作为本发明的优选，所述焊孔为通孔。

作为本发明的优选，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。