© 2012由Elsevier B.V信息工程研究院负责评选和同行评议IERI Procedia 1（2012）124 - 1302012第二届机械、工业与制造工程国际会议混凝土管刘辉a，刘永彪a *a四川建筑职业技术学院，德阳618000 中国摘要混凝土顶管作为顶进施工中的一种特殊受力管，其内力分布与其它管有所不同，从而导致了混凝土顶管在设计、制作工艺等方面与普通管有所不同。每一根混凝土管的制作质量决定着顶管工程的成败。考虑到顶管设计与制作技术的特殊性和重要性，结合曲线顶管隧道混凝土管的制作实例，详细介绍了模具结构、止水钢环制作与安装、施工工艺流程等现场制作技术，为混凝土管设计与制作技术的改进提供了相关资料。同时也为类似工程提供了参考。© 2012由Elsevier B. V.发布。CC BY-NC-ND许可下开放访问。信息工程研究院负责评选和同行评议关键词：混凝土顶管;制作工艺;模具;施工工艺;1. 介绍市政工程中地下管线的敷设一般采用微隧道顶管工程，其施工地点一般位于城市繁华的闹市区，施工工作面狭窄。一般来说，繁华闹市区的施工工作面只包括工作井和顶管吊管的空间，因此，为了制作此类混凝土管，通常会选择距离工作井较远的预制地点制造资格* 通讯作者。联系电话：+086-159-8291-0782;传真：+086-838-265-1997。电子邮箱：liuyb@scac.edu.cn。2212-6678 © 2012由Elsevier B. V.出版信息工程研究院负责评选和同行评议在CC BY-NC-ND许可下开放访问。doi：10.1016/j.ieri.2012.06.020Liu Hui and Liu Yongbiao / IERI Procedia 1（2012）124125混凝土管是决定顶管工程成败的关键。因此，必须严格控制预制管的质量，以保证顶管工程的顺利进行。隧道工程中的顶管施工作为一种重要的市政施工技术，在我国各大城市得到了广泛的应用，具有不影响交通、不影响商业、对施工现场附近居民干扰小、对工程周边环境影响小、不破坏城市景观等优点，其发展前景不可估量。然而，目前国内外关于顶管施工中混凝土管制作的文献几乎是空白，相关的技术规范也不完善，现有的顶管隧道理论也远远落后于实际施工技术，因此，在顶管隧道的设计和施工中进一步吸取经验教训，将为发展顶管隧道开辟更广阔的前景。现结合工程实例，介绍混凝土管的制作工艺。2. 一般性介绍本工程管道总长2500米，2200mm管道约706根（其中特殊管道42根，标准管道664根），2400mm管道约142根。管道布置在距施工现场约10公里的场地进行制作。根据施工总进度计划，本工程采用3套2200 mm管模，6个底模; 1套2400 mm管模，2个底模，可满足顶管施工需要。3. 管道预制场的设计3.1. 模具结构本工程预制管采用立管法预制管模，结构合理，操作简单，工艺先进。制管模具是一种高精度加工的专用模具。其内模为直径可自动变化的圆模，内模拆除吊装时，内模中的楔形模在内模重力作用下向内收缩，同时整个内模的直径减小，使内模可从成品管上吊装而不需混凝土，不会对混凝土管造成任何损伤。外模为两个半圆形，带有操作平台，两个半圆形通过紧固件连接，便于安装和拆卸。各模板接缝处均设有止水棒，不会漏浆。安装好的模板见图1。图1. 制管模具安装126Liu Hui and Liu Yongbiao / IERI Procedia 1（2012）124图二. 底模底座底模底座为水平型钢，预埋于混凝土楼板内，如图2所示。钢底模焊接在底座上，如图3所示（图中底模外侧已安装止水钢圈）。图3.第三章。底模及止水钢圈见图4。内模模板及钢筋安装顺序：先安装埋设在管道上的止水钢圈，如图3所示;然后安放钢筋笼，同时铺设垫块;第三步，吊入内模，（此时内模吊装时直径应小于管材内径），底座脱钩后，楔形模在内模吊具和内传动系统重量的作用下自动伸出，同时内模直径自动扩大至管材直径尺寸，如图4所示;然后安装外模，最后将混凝土分离振捣器吊装到内模上，并将内模内的减速传动系统遮盖保护。各厂家模具检验人员在模具吊装前必须检查钢模板接缝是否无缝，模具表面是否有灌浆，Liu Hui and Liu Yongbiao / IERI Procedia 1（2012）124127模具表面是否需要刷油或涂脱模剂，几何尺寸标注有无变形等，经检验合格后方可使用，否则退回。驻厂监督人员应定期抽查。分离振动器上固定有12个同步振动的高频拨杆振动器，可升降地绕在轮盘上。浇筑管道混凝土时，混凝土斗将混凝土倒入分离式振捣器平台上，分离式刮板旋转，将混凝土较均匀地倒入模板内，同时必须保证模板内混凝土水平均匀地叠加。混凝土开始浇筑时，12台振捣器应置于模板底部，同步振捣，随着混凝土表面的上升，轮盘转动，使振捣器随之上升，以保证新浇筑的混凝土随时振捣密实。各混凝土搅拌生产厂按一定的混凝土配合比在黑板上写上顶管生产配料的含量，并挂在搅拌机醒目处，以使混凝土配合比正确执行或也可使用商品混凝土。原材料（如水泥、水、砂等）的称量应经常检查，同时应注意混凝土的坍落度。严格控制水灰比，混凝土拌和时间必须在2分钟以上。图5为该管道混凝土在制管厂浇筑的现场照片。设备和工艺决定了混凝土不会出现振捣不彻底、不密实等缺陷。原因是图五.管道混凝土浇筑模板具有高刚性、高精度;这种管子的尺寸精度也非常高;这种管材的质量优于其他工艺制造的管材4. 管道预制工艺流程及主要方法4.1. 管道预制技术预制工艺流程图见图6。4.2. 止水钢环在工作台上用自动气焊切割刀按设计尺寸切割瓦特斯通钢圈，在专用铣床上用试验台或坡口机切割坡口。的128Liu Hui and Liu Yongbiao / IERI Procedia 1（2012）124将加工有坡口的钢板焊接到更长的钢板上。焊缝既要满足强度要求，又要用砂轮打磨光滑，以免损坏止水胶圈或影响止水效果。钢环的加工精度主要由圆周控制，其误差应小于5mm。拼接较长的钢板，应做好两端对接焊坡口，送专用小型卷板机轧成环形。其周长（误差在5mm以内）用钢尺复核后焊接将焊缝打磨成圆环状，同时用手磨机将焊缝打磨光滑。止水钢圈安装有专用工具，可方便地贴附在预埋止水胶圈的底模外侧，可有效防止混凝土浇筑时水泥浆渗漏。清理准备底模安装止水钢圈工艺钢圈安装钢筋笼底模制作钢筋笼安装内外模具准备模板浇筑混凝土并养护混合运输混凝土拆卸内部外模具为下一个管道治愈喷水提升机和堆积递送图6.预制工艺流程图4.3. 钢筋笼钢筋笼可直接用成型机成型，内笼和外笼用专用支撑杆连接成一体。采用先进的一次成型滚焊机。钢筋笼的加工精度必须保证混凝土管外侧钢筋保护层厚度为40mm，内侧为30mm。加工好的钢筋笼用吊车吊入底模，同时安装好专用垫块。钢筋笼骨架必须保证：必须按图纸施工;其施工必须坚持“三检制”，即生产班（组）自检、制造厂复检、监理工程师驻厂终检;不合格的笼子必须立即重新开始;督促生产企业执行奖惩制度在检查方面，主要是检查：螺纹钢的内外圈数;Liu Hui and Liu Yongbiao / IERI Procedia 1（2012）124129纵向钢筋数量;钢筋直径、内径、层间距;环筋间距;纵向钢筋长度;扎带绑扎是否按图纸及规范、规程要求施工;如果有任何不符合标准，他们将重新开始4.4. 模板安装专用模板设计合理，安装、拆卸方便，安装精度高。4.5. 混凝土技术所拌混凝土的水泥、骨料、外加剂及混凝土配合比必须符合规范和招标文件的要求。为了增加混凝土坍落度，提高其早期强度，将掺入早强剂。倒酒。钢模板安装完毕后，由送料机分两层从一端向另一端送料。在进料量方面，应控制压实混凝土的高度高于环尺寸3- 5 mm。体积足够后，应加快钢模板转速，待混凝土表面出现浆液后，在其上撒少许细骨料，同时放入蒸养池中蒸养。混凝土坍落度应控制在5- 7 cm。振动.混凝土采用立式成型机入仓（每层20- 30 cm），多组振捣棒交替振捣，连续作业。严格控制混凝土浇筑层厚和是否交替振捣，同时适当控制振捣时间。蒸汽养护蒸汽养护可分为3个阶段：a.升温，每小时升温不超过25 ℃，升温时间为2-4小时; b.恒温，普通硅酸盐水泥的温度为85 ℃，时间不少于3小时，相对湿度不低于90%;降温、改造前温度范围及管道周围环境温度控制在30 ℃以内，自然降温时间为1-2小时。立式造型机冷却1小时后预热，每30分钟预热一次，预热速度控制在30 ~ 35 /h;蒸汽养护温度应为 85 ℃以内，持续4-5小时，降温速度不超过15-20 ℃/h。根据 根据以往的制管经验，在平均气温25-30 ℃时，浇筑后1天混凝土抗压强度可达到设计强度的40%左右，3天可达到设计强度的60%，满足模板1天使用2次，浇筑3天后可吊装的要求。拆模--清模、装模--浇筑，浇筑后3天管节吊装堆放，底模拆除。混凝土初凝后，应及时覆盖浇水养护，并应始终保持湿度。混凝土的养护时间根据水泥的性能一般为3-7天。混凝土到龄期后，随机检查混凝土强度，合格的混凝土应立即送到施工现场。130Liu Hui and Liu Yongbiao / IERI Procedia 1（2012）1245. 结论采用该工艺制作的管道在长距离顶管工程中未出现任何损伤，满足了长距离曲线顶管的施工要求，为后续类似工程提供了借鉴。引用[1] 沈志X.，“襄荆公路圆形管道生产质量控制“，《水电建设，第2期，2003，pp38-39.[2] 沈永国，《钢管生产》，中国混凝土与水泥制品，第6期，2004年，第27 -29页。[3] CECS（2003），中国工程建设标准化协会标准。给水排水工程埋地预制混凝土圆形管道结构设计规程。中国工程建设标准化协会[4] 中华人民共和国国家标准（GB 50332 -2003）。给水排水管道设计规范。中华人民共和国建设部
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