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1、混凝土顶管管节制作技术(1杭州浙华建筑设计事务所浙江杭州325006;2铁道部第一勘察设计院 西安710043;3重庆交通学院重庆400074 )摘要：混凝土顶管作为一种在施工中受力特殊的管材，其内力分布不同一般的埋管，这就造成了顶 管在设计、制作等方面不同于普通管材。本文结合工程实例详细介绍了混凝土顶管制作工艺， 其中包括模具结构、止水钢环制作安装以及施工工艺流程。关键词：混凝土顶管制作工艺模具施工流程Manufacturing Technology of Concrete Pipe-jackingGUO Xue-weni, SONG Jia-hui2, WANG Jing3, YANG Z
2、huan-yun3(1. Hangzhou Zhehua Architecture Design Inc, Zhejiang Hangzhou 325006,China; 2. The Frst Survey，Design Institute of RaWay Xi勺n 710043, China; 3. Chongqing Jiaotong Unversity, Chongqing 400074, Chna )Abstract: As pipe-jacking is a special stress of concrete pipe of jacking construction, the
3、stresses on a pipe are different of those on the others, which result in some special aspects for design procedure and manufacturing technology. Some key points, such as mould structure and manufacturing procedure of seepage-proof steel loop, relating to the construction techniques of concrete pipe-
4、jacking are discussed in detail by an example in combination with a practical engineering in this paper.Key words: concrete pipe-jacking; manufacturing technology; mould; construction procedure市政工程中的顶管工程项目，其施工现场一般都是在城市繁华地带，从而导致施工作业面狭 图1制管模具安装窄。通常情况下，在繁华地带施工作 业面仅仅只包括工作井和吊装顶管管节的空间，所以要制作混凝土顶管管节，一般选择相对远
5、离工作井的地方预制。混凝土管节质量好坏直接关系着顶管工程的成败，为了保证顶管工程顺利继续，必须在管节预制上严把质量关。下面以实际工程为例，介绍混凝土管节制作工艺。1工程概述本工程管线全长 2500m, 0 2200mm 管节约 706节（其中：特殊管42 节，标准管664节）；0 2400mm管节约142节。 管节安排在距现场约10 公里的场地制作。根据总 体施工计划安排，本工程 考虑0 2200mm管模具3 套，底模6个；0 2400mm 管模具1套，底模2个。 即可满足顶管施工的需 要。2管节预制场设计2.1模具结构图2底模台座图4内模安装本工程管节预制采 用结构合理、操作简便、 工艺先进
6、的立制法制管 的模具。制管模具系高精 度机加工的专用模具，内 模是可自动变径的圆模， 拆模起吊时，内模中的楔形模在内模自重的作用下会自动内缩，整个内模直径也随之变小，以便从浇筑好的管节中 不接触混凝土吊出，对混凝土管不会造成损伤。外模为带操作平台的两个半圆，采用扣接 相连、装拆方便。模板所有接缝处均有止水条，故不会漏浆。安装好的模板如图1。底模台座为嵌在混凝土地坪中的水平型钢，如图2。钢质底模焊在台座上。如图3（图 中止水钢环已安装在底模外侧）。引逵先逵的 蒯混滋浇|云蔺逵行管15模具及钢筋安装顺序 为：首先安装管节上预埋的 止水钢环，如图3；再安放 钢筋笼，并垫好保护层垫块; 吊入内模，内模
7、在起吊状态 下直径小于管内径，当座底 松钩后，在内模吊具和内部 传动系统重量作用下，楔形 模会自动外伸，内模直径会 自动扩大全管节内径尺寸， 如图6-4；然后安装外模， 最后将混凝土分料振动器吊放在内 模上，将内模内的变径传动系统遮 盖保护起来。模具各生产厂质检员对模具吊 装前进行检查，钢模合缝是否严密， 模板表面有无灰浆，是否刷油，涂 脱模剂、几何尺寸变形等情况。检 查合格方准使用，否则重新处理。 驻厂监理进行不定期抽查。图6混凝土管节预制工艺流程图分料振动器上固定有12个绕 在轮盘上的，可放低提高、可同步 振动的高频插入式振捣器。浇注管 节混凝土时，混凝土吊斗将混凝土 倒在分料振动器平台上
8、，分料刮刀 旋转将混凝土十分均匀地分入模板，并保证模板内混凝土水平均匀上升。开始浇混凝土时， 12个振捣器放到模板底部同步振捣，随着混凝土面上升，轮盘转动使振捣器也随之上升， 使新浇入的混凝土随时被振捣密实。混凝土拌和各生产厂根据确定的混凝土配合比，把生 产顶管配料含量写在黑板上，挂在拌和机显眼位置，以保证混凝土配合比正确执行，或者 使用商品混凝土。不断检查原材料称重情况，并注意混凝土坍落度1严格控制水灰比， 混凝土拌和时间必须在2min以上。图5为在制管厂浇注管节混凝土的现场照片，该设备 与工艺决定了不可能出现混凝土漏振不密实等缺陷。因模板刚度与精度高，管节的尺寸精 度也十分高，管节质量高于
9、其他工艺所制的管。3管节预制工艺流程及主要方法3.1管节预制工艺预制工艺流程图见图6。3.2止水钢环加工及安装止水钢环按设计尺寸在作业平台上用自动气焊割刀下料，在带台架的专用铣床或刨边 机上切削坡口。将加工好坡口的钢板接长的钢板，焊接接口既要满足强度要求，又要用砂 轮磨平磨光，以免损伤止水橡胶圈或影响止水效果。钢环的加工精度，主要以周长控制，误差控制在土5mm以内。接长的钢板两端作好 对接焊的坡口，送至专用的小型立式卷板机卷制成环。用钢尺复核其周长5mm后焊成圆 环，并用于提砂轮磨平磨光焊缝。止水钢环的安装有专用工具，很容易套在底模外侧，底 模外侧嵌有止水橡胶圈，能有效地制止浇混凝土时漏水泥浆
10、流程。3.3钢筋笼加工与安装钢筋笼可用成型机直接成型，内、外层钢筋笼间用专门的支撑筋连接成整体。使用先 进的一次成型滚焊机。钢筋笼加工精度必须保证管外侧钢筋保护层40mm，内侧30mm。加工好的钢筋笼用 吊车吊至底模上就位，并装好专用的保护层垫块。钢筋笼骨架，必须坚持一是按图施工； 二是坚持先生产班组自检，生产厂复检，驻厂监理工程师终检的“三检”制度；三是不合 格品立即返工；四是督促生产厂实行奖惩制度。检查主要是坚持按图纸的要求，对螺纹筋 的内外圈数，纵筋的根数，钢筋直径、内径、层间距，环筋的内外间距，纵筋长度，扎丝 绑扎等是否按图纸和规程规范要求进行施工，达不到合格要求的返工处理。3.4模板
11、安装因是设计合理的专用工具式模板，故安、拆均很简单方便，且安装精度也很高。3.5混凝土工艺拌制混凝土的水泥、砂石料、外加剂及混凝土配合比必须符合规范与标书要求。为增 加混凝土的坍落度，提高早期强度，掺入早强剂。(1) 浇注.钢模安装好以后，分两层用喂料机由一端向另一端均匀喂料。喂料量应 控制在压实后混凝土比指圈高35mm。料喂足后，提高钢模转速，待混凝土表面出浆后， 均匀地洒铺少量细集料，放入蒸养池进行蒸养。混凝土坍落度控制在57cm为宜(2) 振捣.立式成型机混凝土入仓2030cm 一层，群棒交叉振捣，连续作业。严格 控制浇筑层厚和是否交叉振捣，适当控制振捣时间。(3) 蒸养.蒸养一般分三个
12、阶段：升温，每小时不超过25，时间延续24小时； 恒温，普硅水泥为85，不少于3h，相对湿度不低于90% ；降温，控制脱模前与管子周 围环境之间温差不大于30C，自然降温时间l2小时。对于立式成型机，先静放lh后 加温，每隔30min升温一次，升温速度控制在3035C / h，蒸养温度控制在85C，蒸 养45h，降温速度不超过15-20C/h。根据以前制管经验，平均气温2530C时，混凝 土浇后一天的抗压强度可达到设计强度的40%左右，三天达60%左右，完全可满足模板一 天周转二次，管节浇后三天起吊的要求。(4) 拆模清理、安装模板一一浇筑，浇注完成后的管子三天后起吊堆存，腾出 底模。浇注的混凝土初凝后即覆盖并浇水养护，始终保护潮湿状态。养护时间根据水泥性 质，一般37天。(5) 到达龄期，抽检混凝土强度，合格后直接运送施工现场。4结束语采用上述制作工艺的顶管管节，在长距离顶管工程中，没有出现管节破损情况，满足 了长距离曲线顶管的施工要求，为后续的同类工程提供参考。参考文献：1 祖兴年.襄荆高速公路圆涵管制作质量控制J.水利水电施工,2003(2).2 沈雅国.顶管制作浅谈J.混凝土与水泥制品,2004(6).
