《离心法预制涵管工法》

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）

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。