φ3000頂進(jìn)施工用鋼筋混凝土管預(yù)制關(guān)鍵工序控制

李志玲

(太原市辰宇市政有限公司，山西太原 030024)

1 工程概況及特點(diǎn)

太原市汾東商務(wù)區(qū)十號(hào)線工程是太原市重點(diǎn)工程。由于十號(hào)線雨水管線埋深最高達(dá)16 m，考慮到工期、質(zhì)量、安全、環(huán)保等多方因素，經(jīng)過專家的多次論證，決定在十號(hào)線采用雙孔式3m頂管施工。該工藝是山西市場(chǎng)首次使用的新工藝。φ3000鋼承口式鋼筋混凝土管是目前山西省最大口徑的鋼筋混凝土排水管，屬省內(nèi)首次開發(fā)應(yīng)用，我公司承接φ3000鋼承口式鋼筋混凝土管預(yù)制項(xiàng)目。管節(jié)外徑3600 mm，內(nèi)徑3000 mm，管節(jié)長(zhǎng)度2 500 mm，壁厚為300 mm。管節(jié)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，插口采用止水槽，混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)為C50，抗?jié)B等級(jí)為S8。

φ3000鋼承口式鋼筋混凝土排水管基本構(gòu)成:鋼筋混凝土管體、鋼承口、鋼插口、注漿孔、起吊孔、楔形橡膠圈(見圖1)。

圖1 φ3000鋼承口式鋼筋混凝土排水管基本構(gòu)成

由于管節(jié)直徑大，體積大，在制作過程中要控制好以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):1)需滿足管節(jié)外型尺寸的精度要求。由于本工程管節(jié)體積大，制作精度要求高，因此必須保證鋼模的精度以保證管節(jié)的外形尺寸。2)由于本工程管節(jié)體積大，相應(yīng)的鋼筋骨架也龐大，為保證鋼筋骨架精度，必須采用專門的設(shè)備進(jìn)行鋼筋骨架成型。3)管節(jié)的承口鋼套環(huán)精度要求高，必須保證鋼套環(huán)的成型質(zhì)量。4)嚴(yán)格控制混凝土及澆筑質(zhì)量，以滿足設(shè)計(jì)及頂進(jìn)施工工程的要求。

2 具體關(guān)鍵過程控制

2.1 鋼模

為滿足φ3000管預(yù)制高精度的要求，有一套剛度足夠用，可反復(fù)使用、高精度鋼模至關(guān)重要。我們購(gòu)買了江蘇邦威機(jī)械制造有限公司的φ3000立式振動(dòng)頂管模具(見圖2)，本鋼模既有足夠的剛度，又有高精度。同時(shí)可保證鋼模在反復(fù)使用過程中不變形，在使用中拆裝方便，符合操作工人的操作習(xí)慣。

2.1.1 模具結(jié)構(gòu)

1)內(nèi)模。內(nèi)模為對(duì)稱兩端能伸縮水平移動(dòng)板的整體式內(nèi)模。利用重力作用，通過中心提芯立柱連接調(diào)節(jié)螺桿帶動(dòng)伸縮水平位移板沿圓心方向移動(dòng)，從而達(dá)到自動(dòng)裝、脫內(nèi)模的效果。為防止安裝或脫卸不到位，在內(nèi)模中還配置了可翻轉(zhuǎn)千斤頂，確保水平移動(dòng)伸縮到位。

2)外模。外模為兩半圓組成整圓。在外模的合模處設(shè)有手板葫蘆。操作中外模受力均勻，拆、裝位移可以控制，既避免了裝模時(shí)模具碰撞位移造成的模具損傷，又避免了脫模時(shí)對(duì)混凝土管節(jié)的損壞。

3)底模。底模為整體式地板。在位于內(nèi)、外模的接觸面處采用減阻鋼條，通過減少與內(nèi)、外模的接觸面來減少摩擦阻力，方便內(nèi)外模拆裝。在鋼套環(huán)的接觸處設(shè)置止水橡膠圈，阻止鋼套環(huán)內(nèi)壁的漏漿，同時(shí)也可起到鋼套環(huán)的定位作用。

2.1.2 過程控制

1)組裝后的管模尺寸誤差應(yīng)小于GB/T 11836混凝土和鋼筋混凝土排水管規(guī)定的該規(guī)格管子各部尺寸允許偏差要求。兩端口及合縫應(yīng)無明顯間隙，各部分之間連接的緊固件應(yīng)牢固可靠。

2)底模應(yīng)平整，內(nèi)外模與底模、合縫之間要用密封膠圈密封，內(nèi)外模垂直于底模并準(zhǔn)確定位。

3)管模內(nèi)壁應(yīng)清理干凈，剔除殘存的水泥漿渣。管模內(nèi)壁及擋圈、底模均應(yīng)涂上隔離劑。隔離劑可選用油脂、乳化油脂、松香皂類等，其基本要求為不粘結(jié)和污染管壁，成膜性好，易涂刷，與鋼模附著力強(qiáng)。

4)鋼筋骨架裝入管模前應(yīng)保證其規(guī)格尺寸正確，保護(hù)層間隙均勻準(zhǔn)確，在組裝后的管模內(nèi)鋼筋骨架一般應(yīng)不松動(dòng)。

5)吊裝孔用無縫管φ114×7×200 mm，其邊端應(yīng)打磨干凈，無毛刺。吊裝孔銷軸表面應(yīng)先刷上機(jī)油，再套上無縫管。孔銷和無縫管裝套好后，用不干塑膠對(duì)其面對(duì)混凝土端面和配合間隙進(jìn)行封堵，外模端用石棉繩和黃油進(jìn)行密封，防止混凝土漿液進(jìn)入兩者的配合間隙內(nèi)。

6)同一套管模各部件宜編號(hào)，定位組裝。

2.2 大直徑鋼筋骨架焊接工藝

1)大直徑鋼筋骨架滾焊機(jī)，由于φ3000管的鋼筋骨架體積非常大，因此我們采用大直徑鋼筋骨架滾焊機(jī)，該滾焊機(jī)最大外徑4 000 mm，可焊最大鋼筋直徑12 mm，縱筋根數(shù)按32根設(shè)計(jì)，見圖3。

圖2 φ3000立式振動(dòng)頂管模具

圖3 滾焊機(jī)

2)雙層鋼筋骨架的層間要用墊筋連接牢固，墊筋與縱筋連接時(shí)，要保證墊筋起定位作用部分的長(zhǎng)度符合設(shè)計(jì)要求。

3)鋼筋骨架要有足夠的剛度，接點(diǎn)牢固，不松散、不塌、不傾斜，無明顯的扭曲變形和大小頭現(xiàn)象，在運(yùn)輸骨架、裝模及成型管子過程中，能保持其整體性。

4)鋼筋骨架各部尺寸允許偏差應(yīng)符合GB/T 11836混凝土和鋼筋混凝土排水管要求。

5)所有交叉點(diǎn)均應(yīng)焊接牢固，鄰近接點(diǎn)不應(yīng)有兩個(gè)以上的交叉點(diǎn)漏焊或脫焊。整個(gè)鋼筋骨架漏、脫焊點(diǎn)數(shù)量不大于總交叉點(diǎn)的3%，且全部采用手工綁扎補(bǔ)齊。

6)焊接咬肉深度不應(yīng)大于鋼筋直徑的5%。

7)焊接鋼筋骨架不應(yīng)有明顯的縱向鋼筋傾斜或環(huán)向鋼筋在接點(diǎn)處出現(xiàn)折角的現(xiàn)象。縱向鋼筋端頭露出環(huán)向鋼筋長(zhǎng)度不應(yīng)大于15 mm。

8)根據(jù)管節(jié)鋼筋籠制作的精度要求，加工了能保證高精度的鋼筋籠胎架，胎架為十字結(jié)構(gòu)，按內(nèi)外層鋼筋籠直徑尺寸焊好卡扣，把鋼筋籠卡入胎架的卡扣后進(jìn)行承口和插口U形筋的焊接，從而保證內(nèi)外鋼筋籠間距的精度要求。

2.3 鋼套環(huán)加工及安裝精度控制

1)鋼套環(huán)加工。

鋼承口套環(huán)采用直徑和周長(zhǎng)雙向控制，由專業(yè)裁剪鋼板廠家用專用的裁剪鋼板機(jī)進(jìn)行精確裁剪下料為半成品，使其周長(zhǎng)誤差控制在2 mm以內(nèi)。然后用專用卷板機(jī)進(jìn)行卷制，并用專用弧度模板反復(fù)檢測(cè)，從而保證鋼套環(huán)弧度。之后焊接成型。焊接成型后除必須將接頭內(nèi)側(cè)焊接面磨平外，尚須進(jìn)行軋圓處理，確保鋼承口的圓度。

2)安裝精度控制措施。

在鋼套環(huán)安裝過程中，使用專門吊具對(duì)鋼套環(huán)進(jìn)行4點(diǎn)起吊，確保鋼套環(huán)的平穩(wěn)吊運(yùn)，并減少鋼套環(huán)產(chǎn)生的變形。安裝完成后，由質(zhì)檢人員對(duì)鋼套環(huán)尺寸進(jìn)行復(fù)核，符合標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行下道工序的施工。

2.4 混凝土原材料及振搗質(zhì)量控制

1)混凝土原材料及配合比。混凝土必須采用高強(qiáng)、耐久性混凝土。耐久性混凝土由52.5 MPa硅酸鹽水泥、摩西礦渣粉、粉煤灰按一定比例混合組成膠凝材料。選用優(yōu)質(zhì)砂石料和減水劑。最大水膠比控制在0.35左右，混凝土坍落度控制在80 mm左右。以較小的水膠比和用水量配置成高強(qiáng)度、高密實(shí)、高耐久性的混凝土。滿足混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C50，抗?jié)B等級(jí)為S8的要求。由于φ3000管徑的結(jié)構(gòu)尺寸，還有內(nèi)部密集的鋼筋排布，要求混凝土具有一定的流動(dòng)性。因此，該混凝土配置采用低用水量，高流態(tài)外加劑、低砂率，5 mm～25 mm與16 mm～31.5 mm石子匹配摻加的多種技術(shù)手段來控制混凝土質(zhì)量。

2)混凝土澆筑振搗質(zhì)量控制。澆筑前必須做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，其中包括鋼筋安裝精度檢測(cè)，模具定位緊固檢查、注漿孔、止?jié){環(huán)安裝位置檢查，振搗平臺(tái)、振搗機(jī)械檢查等各項(xiàng)工作，在各項(xiàng)工作檢查合格后方可進(jìn)行混凝土的澆筑?；炷翑嚢枰浞?、均勻，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試混凝土坍落度?；炷敛剂弦鶆?，每層布料厚度控制在40 cm左右，上下層混凝土振搗要求振搗棒插入下層混凝土10 cm。使上下層混凝土結(jié)合成整體，避免漏振、欠振和過振。振搗時(shí)嚴(yán)禁碰撞鋼筋、預(yù)埋件和管模。振搗成型后上端面應(yīng)除去浮漿并壓實(shí)抹光。靜放1 h～2 h后再抹面至少兩次，然后進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)。

2.5 脫模

1)蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束，確認(rèn)管體混凝土已達(dá)到規(guī)定的脫模強(qiáng)度后方可脫模。脫模強(qiáng)度的確定以管子在脫模中不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)和外觀損壞，并滿足吊運(yùn)強(qiáng)度要求為準(zhǔn)。

2)脫模過程中，應(yīng)采取防護(hù)措施(吊車協(xié)助、柔性隔墊物)和正確的卸模操作(對(duì)稱卸螺絲或?qū)Ｓ霉ぞ?及吊運(yùn)方式(專用吊具)，防止管體結(jié)構(gòu)和外觀損傷。

3)脫模后的管子若存在外觀缺陷并在GB/T 11836允許修補(bǔ)范圍內(nèi)，應(yīng)按《產(chǎn)品修補(bǔ)要求》進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)材料應(yīng)與混凝土顏色接近，粘結(jié)強(qiáng)度不低于管體混凝土的抗拉強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度不低于管體混凝土的抗壓強(qiáng)度。

4)當(dāng)氣溫在10℃以上時(shí)，宜灑水養(yǎng)護(hù)至管體混凝土達(dá)到出廠強(qiáng)度。

3 結(jié)語

φ3000頂進(jìn)法施工用鋼承口式鋼筋混凝土管預(yù)制關(guān)鍵工序要從鋼筋骨架、混凝土澆搗質(zhì)量、鋼套環(huán)的生產(chǎn)加工等方面進(jìn)行控制，從而生產(chǎn)出高精度、高質(zhì)量的混凝土管節(jié)。