《离心法预制涵管工法》.doc
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离心法预制涵管工法
（2002－19工字20号）
中铁十九局集团有限公司王建广蒲新叶邵勇
一、前言
近几年来，高速公路、铁路建设在我国迅速发展，钢筋混凝土圆管涵作为一种小型排水构造物在公路、铁路的设计施工中占有相当大的比例，如何高效优质地完成涵管的预制是施工过程中的关键环节。
笔者在赣粤高速公路的施工中参与并总结出了一种预制涵管的新方法——离心法，这种方法充分发挥了干硬性混凝土成型快、早强高的优点，突出了中、小型混凝土构件集中预制节省模板、便于大规模生产的优势，很大程度地提高了劳动生产率，大幅度缩短了工期。
预制好的涵管管节不仅强度稳定，而且表面平整光滑，色泽一致，线条直顺，真正做到了混凝土的内实外美，值得在公路、铁路施工中推广。
二、工法特点
1.离心法制管方法新颖，工艺简单，容易掌握。
2.管节预制采用干硬性混凝土，成型快，强度上升快，可保证7天出厂，大大缩短工期。
3.节省模板，机械化作业程度高，经济效益好。
4.预制的管节内实外美，质量稳定。
三、适用范围
本工法适用于Ф0.5m-Ф2.5m钢筋混凝土涵管的预制。
四、施工工艺
（一）、工艺原理
离心法制管悬辊制管机辊轴在电机驱动下以一定的速度旋转，同时，套入辊轴的管模靠挡圈与辊轴间的摩擦力被带动旋转，输入管模中的混凝土混合物在离心力作用下均匀地摊铺于管模内壁，当投入的混凝土混合物的厚度超过管模的挡圈时，即受到辊压力作用，混凝土在辊压力作用下逐渐密实；同时，由于混凝土表面并不平整，管模旋转时必然产生振动，这种振动也有助于混凝土的密实。
这样，在离心、辊压、振动三重力作用下混凝土密实成型。
主要设备为悬辊制管机。
（见图1）
（二）、工艺流程（见图2）
施工准备
钢筋的加工
钢筋笼的制作
组合钢模的加固
吊装到制管工作台
砼的上料浇筑
从工作台上吊下
蒸汽养护
拆模
洒水养生
出厂
预制场地的硬化
制管机组安装调试
材料的进场与检验
砼配合比的确定
定型组合钢模内表面清理
定型组合钢模接缝处理
定型钢模内表面涂刷脱模剂
模板各部尺寸检查
钢筋尺寸检查
砼试件制作
砼试件检测合格
钢筋笼的安装
砼的搅拌、运输
图2 制管工艺流程图
（三）、施工准备
1.预制场地
预制场地要尽量选择在离施工线路或原材料供应地较近的地方，可以缩短运距，节约投资。
场地内外道路要通畅，便于运输。
根据预制场内土质及其承载能力的实际情况，场地要进行不同程度的硬化，一般可浇注15CM厚C15砼可满足强度要求。
硬化场地要有一定的坡度，周围设置明沟排水。
日生产能力达到30M的预制场，其硬化面积至少要达到3000M2。
2.材料准备
根据设计要求，涵管管节壁厚一般为10-20cm，因此粗集料采用5-31.5mm的机轧卵石或碎石；细集料采用中粗河砂；水泥采用P.O32.5R级水泥即可；钢筋按照设计要求的规格型号购置。
以上各种材料进场后，必须经试验室现场取样，监理工程师旁站，按照合同和规范要求进行各种技术指标检验合格后，方可使用。
周转材料主要是定型组合式钢模。
钢模厚度20mm，为两半圆形的带肋钢板，由螺杆组合而成。
组合钢模数量可根据生产任务和工期要求确定。
3.砼配合比的选定
离心法制管采用干硬性混凝土，设计强度等级一般不小于C30。
在进行混凝土配合比设计时，建议水灰比为0.42左右，设计坍落度为0,砂率保持在30%左右。
同时，水泥用量不宜太大，建议用量控制在400kg/m3以内。
圆管预制成型后早期采用蒸汽养护，若水泥用量过大，水泥水化产生大量的水化热不易散发，容易在管内壁形成龟裂。
另外，不宜掺和外加剂。
（四）、施工要点
1.钢筋的加工与安装
钢筋在下料前要除去表面的浮锈,盘圆钢筋要进行调直。
涵管钢筋按内外双层筋设计，受力筋呈螺旋式布设。
螺旋筋的连接采用双面搭接焊，焊缝长度不得小于5d。
钢筋的长度、数量、间距应严格按照设计及规范要求加工绑扎。
采用在外层构造筋上均匀焊接与设计要求尺寸相同的短钢筋来控制保护层厚度。
钢筋安装成钢筋笼后，用汽车起重机吊装入模。
2.模板的处理与加固
涵管模板由两半圆形钢模组合而成。
安装钢筋笼前先采用小型砂轮磨光机将内壁打磨光滑，然后在其内表面均匀地涂刷一层脱模剂。
在两半模接缝及钢模两侧挡圈处（管节端口成型面）平整地粘贴防水密封胶带，以防漏浆。
先将钢筋笼吊装入一半模后，调整钢筋笼的位置，使之满足设计尺寸要求。
而后，吊装另一半圆形模板，两模板用螺杆拧紧，然后吊装到制管机悬辊轴上。
3.混凝土的搅拌与运输
混凝土搅拌前要检查搅拌机与配料机运转是否正常，并对配料机进行标定。
对现场的砂石料要进行天然含水量的测定，然后据此确定混凝土的施工配合比。
后台上料利用装载机进行。
搅拌时要严格控制水的用量，保证设计水灰比。
搅拌时间要满足规范要求。
因预制场地比较集中，运输线路短，因此混凝土采用人工手推车运输。
4.混凝土的上料与浇筑
（1）搅拌好的混凝土颗粒较松散，表面积大，水分不易保持，因此，必须尽快入模振捣。
（2）在悬辊制管机门架前的上料口处铺设一张洁净的铁皮，将混凝土混合料倒在铁皮上。
（3）接通电源后，通过电动机变速箱调整电动机的转速，开始时，转速控制在600-800转/分钟，待转速正常后方可上料。
（4）采用人工铁锹上料。
上料前先将管模内壁洒水湿润。
第一拌料要形成涵管的外壁，尽量选用粗骨料较小的细料，上料要均匀较缓，保证混凝土混合料在离心力的作用下振捣充分，表面出浆。
（5）待第一层料振捣充分后，调整电机转速至800-1000转/分钟，上料速度要加快，布料要均匀有节奏。
（6）当混合料的厚度达到比设计厚度差1.5cm时，尽量避免较大的石子上到模板中。
管壁厚达到设计厚度时，调整电机转速至1100-1200转/分钟，待内壁振捣出浆后，布洒2-3mm同配比的水泥砂浆混合干料，以填补内壁表面的凹凸不平，从而保证管壁内表面的光滑平整。
（7）关掉电源，待管模完全停止后吊装下工作台。
（8）在浇筑混凝土时，制作一组7天、两组28天砼试块，以确定管节混凝土强度和出厂时间。
5.管节的养护
（1）浇筑完毕的管节连同模板用汽车起重机吊到地面上静置30分钟后，观察管壁内部有无变形。
若无变形，吊入蒸气养护池进行养护。
（2）养护时，温度要由低到高逐渐推进。
开始温度30ºC，逐渐升温至70-80ºC时，稳定送气4小时。
送气压力0.1Mpa.
（3）蒸气养护后，吊出养护池进行拆模。
草袋覆盖，至少洒水养护7天，考虑出厂。
序号
工种
人数
分工
1
施工负责人
1
负责整个施工组织管理工作
2
技术主管
1
负责施工中的技术指导、进度计划、施工记录
3
质检员
1
负责施工中的质量控制
4
钢筋工
6
钢筋的加工及安装
5
电工
1
施工用电及机械维修
6
电焊工
2
电气焊作业
7
搅拌机司机
1
搅拌机操作
8
起重机司机
2
汽车起重机操作
9
混凝土工
20
混凝土作业
10
安全员
1
施工中的安全管理
五、劳力组织（见表1）
表1 劳力组织
六、机具设备（见表2）
表2 机械设备
序号
机械名称
型号
数量
备注
1
悬辊式制管机
XG165
1
55KW
2
强制式搅拌机
JS500
1
7.5KW
3
自动配料机
HPJ1200A
1
5.5KW
4
装载机
ZL40
1
118KW
5
汽车起重机
QT8
1
8T
6
电焊机
BX--300
2
14KW
7
钢筋弯曲机
JX--60
1
8
钢筋切断机
J3G2--400
1
七、质量控制
（一）、预制管节质量标准
1.准内混凝土强度必须在合格标。
2.内径不小于设计规定。
3.壁厚：
≥-3mm。
4.顺直度：
矢度不大于0.2%（具体方法:
沿管节拉线量,取最大矢高.）
（二）、质量控制措施
1.建立健全质量保证体系。
2.严格执行自检与监理检查签证制度，不断交流总结施工经验，优化工艺操作，以达到质量要求。
3.浇筑完毕的管模要轻吊轻放，切忌碰撞在地面或其他物件上，以免混凝土离模而产生外表面班驳和粘连。
4.拆模时间一般在蒸气养护后温度恢复到室外正常气温时即可。
拆模时人工配合吊车进行，要尽量避免模板碰撞管壁以保持管节表面平整。
在管节起吊时，起吊钢丝绳与管壁端口接触的部位要加垫软质布物，从而保持管节线条顺畅，有棱有角，外观良好。
5.钢筋、水泥、砂石料等原材料使用前必须进行检验，检验合格后方可使用。
水泥要在库中存放，注意防潮。
钢筋要按不同规格堆放，要防锈。
粗骨料的压碎值及针片状含量必须满足规范要求，细骨料的含泥量不大于1%。
6.主要操作人员要进行岗前培训。
八、安全措施
1．建立健全安全保证体系。
2.制管机高速旋转，上料口要做好防护，以免甩出料伤人。
3.起重机作业要有专人指挥，起吊时吊杆下严禁站人。
4.养护用锅炉、搅拌机、钢筋机械、制管机要由专人操作，作业人员要持证上岗，确保安全。
5.内径为1.5m的管子堆码高度不宜大于4层。
九、效益分析
1.与传统的涵管预制工艺相比，工效提高3-4倍，可大幅度缩短工期。
2.节省模板约30%，降低预制成本约15%。
3.便于个人或单位投资生产,工艺简单,容易管理,经济效益好。
十、工程实例
由我单位承建的江西泰赣高速公路C1标段，内径为1.5m的钢筋混凝土圆管涵，设计全长1292.89延米，仅用30天即预制完成，混凝土强度7天全部达到设计强度的100%，而且预制的涵管质量优良，受到了业主和监理办的一致好评。
模板各部尺寸检查
钢筋尺寸检查
定型组合钢模内表面涂刷脱模剂
定型组合钢模接缝处理
定型组合钢模内表面清理
出场
洒水养生
拆模
蒸汽养护
从工作台上吊下
砼的上料浇筑
汽车起重机吊装到制管工作台
组合钢模的加固
钢筋笼的安装
砼试件制作
砼试件检测合格HUHJHLKJKJJHFGFGFKJGFHHJHGHFGHGJJHJJKJGHGYFTREYTRTTRRDFDFSDFSHRFGDFHEFGFGDGHRGGGSSASDDSFSFDFSSSDFDGHHHEGEHEGE
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