劉新元

摘 要：隧道二襯鋼筋冷擠壓套筒連接工藝，有工藝穩(wěn)定、施工方便、操作簡(jiǎn)單，質(zhì)量易于檢查、控制，技術(shù)成熟，對(duì)操作人員專業(yè)知識(shí)要求較低等特點(diǎn)，較原來搭接焊接頭節(jié)省了搭接鋼材，做到材料節(jié)省，經(jīng)濟(jì)效益顯著。特別是鋼筋冷擠壓連接工藝不需使用焊接材料，解決了普通焊接時(shí)燒融焊接材料過程產(chǎn)生毒有害氣體，釋放高熱量的弊端，是一項(xiàng)綠色環(huán)保的施工工藝，特別適用在隧道這種相對(duì)空間較小的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。

關(guān)鍵詞：隧道；二襯鋼筋；冷擠壓

中圖分類號(hào)：U455.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）15-0096-03

1 總則

（1）為提高隧道二襯鋼筋冷擠壓接頭施工的質(zhì)量水平，減少或消除因擠壓接頭施工帶來的質(zhì)量缺陷，特編制本總結(jié)。（2）適用于連接直徑16-40mm的HRB335、HRB400級(jí)熱軋帶肋鋼筋。

2 目的

通過在施工中的實(shí)際運(yùn)用，取得通過相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，分析總結(jié)冷擠壓套筒連接這種施工工藝在隧道二襯鋼筋連接中的工藝流程，確定達(dá)到壓痕最小直徑、壓痕總寬度所需擠壓力值參數(shù)范圍等施工技術(shù)參數(shù)，確保該工藝總結(jié)能夠用于指導(dǎo)隧道二襯鋼筋擠壓套筒連接施工，施工結(jié)果滿足相應(yīng)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

3 編制依據(jù)

（1）《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107-2016）；（2）《帶肋鋼筋套筒擠壓連接技術(shù)規(guī)程》 （JGJ108—96）；（3）《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F60-2009）。

4 擠壓接頭工作原理

鋼筋冷擠壓套筒連接工藝，其原理是將兩根鋼筋頂送入鋼套筒中，使用壓鉗對(duì)鋼套筒采取徑向加壓，鋼套筒在液壓鉗的擠壓下產(chǎn)生塑型變形，使得鋼筋表面橫向肋紋嵌入鋼套筒內(nèi)壁產(chǎn)生機(jī)械咬合，當(dāng)施加的力在適當(dāng)?shù)姆秶鷷r(shí)，鋼套筒與被連接鋼筋緊密結(jié)合成整體的連接方法。

5 施工設(shè)備

根據(jù)鋼筋擠壓套筒連接施工工藝的要求，我部采用的主要機(jī)具為JYJ-22-40型鋼筋冷擠壓機(jī)、角向砂輪、吊具、電動(dòng)鋼絲刷、游標(biāo)卡尺，萬能材料試驗(yàn)機(jī)（WES-1000B，最大負(fù)荷1000KN）。

6 施工準(zhǔn)備

（1）熟悉隧道施工規(guī)范、圖紙、檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，以及鋼筋擠壓套筒連接相關(guān)技術(shù)規(guī)范及要求。（2）用于施工的材料、擠壓設(shè)備、輔助施工工具準(zhǔn)備就緒。（3）擠壓連接設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備經(jīng)過檢驗(yàn)且運(yùn)行狀態(tài)良好，能夠滿足試驗(yàn)及施工要求，套筒連接的擠壓用輔助設(shè)備準(zhǔn)備就緒。（4）擠壓設(shè)備操作人員到位，人員防護(hù)措施配備齊全，已進(jìn)行相關(guān)的安全、技術(shù)交底。（5）試驗(yàn)檢測(cè)人員已到位，相關(guān)試驗(yàn)儀器準(zhǔn)備就緒。

7 施工工藝

7.1 施工工藝流程圖

圖1。

7.2 鋼筋、擠壓套筒準(zhǔn)備

根據(jù)《渭源至武都段兩階段施工圖設(shè)計(jì)》中的要求，我部隧道二襯環(huán)向主筋分別為22mm、25mm兩種規(guī)格，分別對(duì)應(yīng)采用22mm、25mm兩種鋼套筒，擠壓道數(shù)均為3×2，按Ⅰ級(jí)接頭控制。采用鋼筋擠壓連接工藝時(shí)需要參考表1要求。

鋼套筒尺寸允許偏差應(yīng)符合表2要求。

首先在連接套筒上做6處壓接標(biāo)志，以壓痕凈距在5mm左右為宜，誤差控制在±5mm范圍內(nèi)，確保壓痕分布均勻一致。再檢查待連接鋼筋端部，如有影響套筒安裝的馬蹄、飛邊或縱肋過高可使用手持角磨機(jī)加以修磨，如有彎折需加以矯正，如附有鐵銹、油污等雜物則采用電動(dòng)鋼絲刷清理干凈，以鋼筋端部保持平直、潔凈為準(zhǔn)。最后在鋼筋端部使用滑石筆標(biāo)記定位標(biāo)志和檢查標(biāo)志。定位標(biāo)志距鋼筋端部的距離為鋼套筒長(zhǎng)度的一半再減去5mm，檢查標(biāo)志與定位標(biāo)志的距離為a（如圖2）a值可按以下規(guī)定選?。寒?dāng)鋼套筒的長(zhǎng)度小于200mm時(shí)，a取值10mm；當(dāng)鋼套筒長(zhǎng)度大于或等于200mm時(shí)，a取值15mm。本文僅以遮陽山隧道二襯環(huán)向鋼筋C25擠壓接頭為例做以說明，環(huán)向鋼筋C25所用鋼套筒規(guī)格為G25、套筒長(zhǎng)為15cm，在仰拱兩側(cè)預(yù)留鋼筋安裝前，首先在鋼筋端頭處按7.0cm、9.0cm分別以紅油漆做定位和檢查標(biāo)志。

7.3 擠壓連接

（1）在仰拱鋼筋安裝前必須提前將套筒安裝好，需提前在鋼筋頭套筒邊緣位置處做定位標(biāo)記，根據(jù)定位標(biāo)記將套筒安裝到位，確保鋼筋端頭伸入套筒一半的位置，且每層相互錯(cuò)開的接頭基本處于同一標(biāo)高。（2）仰拱預(yù)留筋及套筒安裝。（3）二襯環(huán)向鋼筋安裝時(shí)注意將鋼筋對(duì)應(yīng)地送入先前仰拱預(yù)留鋼筋端頭上已安裝好的套筒內(nèi)，確保套筒內(nèi)鋼筋頂面緊密接觸。并且在安裝過程不得使套筒產(chǎn)生上下位移；（4）檢查、校正套筒與鋼筋的位置以確保連接鋼筋對(duì)接處位于套筒正中間；（5）裝JYJ-22-40型鋼筋冷擠壓機(jī)，該設(shè)備配用JYJ-22-40型的高壓電動(dòng)油泵，輸出油壓可達(dá)100MPa，額定工作壓力80MPa，最大工作壓力100MPa，電機(jī)功率3KW，重量58kg。（6）壓接操作時(shí)在壓接頭位置處，固定好壓接機(jī)，接好進(jìn)、出油耐高壓油管，檢查各項(xiàng)連接無誤后，可啟動(dòng)超高壓油泵。旋松通氣孔蓋先空轉(zhuǎn)5分鐘，調(diào)好壓接所需的工作壓力（壓力為50MPa），然后將下壓?？ò宕蜷_，取出下壓模，將壓接機(jī)機(jī)架的開口插入被擠壓的連接套筒中，插入下壓模，鎖死卡板，壓接機(jī)在平衡器平衡力作用下，對(duì)準(zhǔn)連接套筒所需壓接的標(biāo)記，操作泵站換向閥往進(jìn)油位置便可開始工作。當(dāng)壓力表指針調(diào)到定值（50MPa）停止進(jìn)油，穩(wěn)壓然后回油，壓接完畢，換向閥換向回油位置，使壓模回程，取出下壓模，拉出壓接機(jī)移到下根鋼筋，繼續(xù)壓接施工。（7）擠壓操作要點(diǎn)：在操作過程中要重點(diǎn)控制以下關(guān)鍵環(huán)節(jié)：即鋼筋送入套筒的位置、擠壓操作的先后順序、擠壓道的間距及連接套筒上的最小壓痕直徑。

控制好鋼筋插入位置是為了避免壓空，連接套筒中央約2-3cm處禁止擠壓，需提前在鋼筋頭套筒邊緣位置處做定位標(biāo)記，在連接套筒禁壓區(qū)邊緣處提前做好擠壓標(biāo)記，然后從套筒中間向外側(cè)依次擠壓，如圖3所示。相鄰兩道壓痕凈間距控制在5-8mm左右。注意操作時(shí)必須先將A1段依次擠壓完成后才開始A2段的擠壓。endprint

擠壓操作時(shí)注意壓鉗位置、角度的調(diào)整，必須使壓模對(duì)準(zhǔn)鋼套筒表面上提前標(biāo)出的位置，并使壓模壓接方向與套筒軸線垂直，主要擠壓位置必須在鋼筋橫肋處，這樣才能保證接頭處獲得最大的咬合力和摩擦力。

擠壓連接質(zhì)量控制時(shí)操作人員以泵站壓力表表顯數(shù)據(jù)為參考參數(shù)，以最終測(cè)量的壓痕最小直徑數(shù)據(jù)達(dá)到規(guī)定為準(zhǔn)。由于不同批次的鋼套筒硬度可能有所不同，因此，不能機(jī)械的規(guī)定擠壓力控制指標(biāo)，以免造成套筒擠壓過度而影響質(zhì)量。在每批套筒進(jìn)場(chǎng)后，必須通過實(shí)驗(yàn)得出最佳的擠壓控制力，試驗(yàn)時(shí)先選擇較低壓力（可按45MPa取值）試壓，如壓痕最小直徑未能達(dá)到要求，在原壓痕處可漸次提高壓力重新擠壓，每次提高控制在3MPa為宜，直至壓痕合格時(shí)為止。此時(shí)的壓力值，可以理解為該批鋼套筒的參考擠壓力值。在此還需注意，每個(gè)接頭操作到最外（最后）一道壓痕擠壓時(shí)，因套筒變形約束力減小，此時(shí)壓力須控制低于先前幾道壓痕壓力值3～5MPa。

8 質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）工藝檢驗(yàn)：在對(duì)實(shí)體工程應(yīng)用鋼筋套筒擠壓連接前，必須對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)鋼筋原材、套筒進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，材料合格后還需要進(jìn)行擠壓連接工藝檢驗(yàn)。工藝檢驗(yàn)要符合下列要求：1）每種規(guī)格的鋼筋接頭分別從現(xiàn)場(chǎng)選取三個(gè)試驗(yàn)試件進(jìn)行單向拉伸試驗(yàn)；當(dāng)三個(gè)試件的抗拉強(qiáng)度均符合《鋼筋機(jī)械連接技術(shù)規(guī)程》（JGJ107-2016）規(guī)定相應(yīng)等級(jí)要求時(shí)，視為該驗(yàn)收批合格。試驗(yàn)中若出現(xiàn)一個(gè)試件不符合要求，應(yīng)再取雙倍數(shù)量的試件復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)試驗(yàn)中若仍有試件不合格，則該驗(yàn)收批不合格。現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)連續(xù)10個(gè)驗(yàn)收批抽樣試件拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)1次合格率100%時(shí)，驗(yàn)收批接頭數(shù)量可以擴(kuò)大1倍。2）在三個(gè)接頭的母材上分別取一根母材進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)（注意：母材與接頭必須對(duì)應(yīng)）；3）三根接頭試件的抗拉強(qiáng)度均應(yīng)符合《鋼筋機(jī)械連接通用技術(shù)規(guī)程》JGJ107中的強(qiáng)度要求；對(duì)于A級(jí)接頭，試件抗拉強(qiáng)度尚應(yīng)≥0.9倍鋼筋母材的實(shí)際抗拉強(qiáng)度。（2）現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)：包括外觀質(zhì)量檢查和單向拉伸試驗(yàn)。1）外觀質(zhì)量檢查依據(jù)下列要求：壓痕道數(shù)應(yīng)符合試驗(yàn)檢驗(yàn)確定的道數(shù)，壓痕處的套筒直徑壓縮量，及套筒外徑伸長(zhǎng)值應(yīng)符合檢驗(yàn)確定的范圍。①通過肉眼觀察接頭，不得出現(xiàn)裂紋、折疊或影響性能的其它表面缺陷；②接頭兩端鋼筋上顯露檢查定位標(biāo)記，但不顯露定位標(biāo)記；③接頭的壓痕最小直徑為原套筒外徑的0.8～0.90倍、擠壓后套筒的伸長(zhǎng)量為原套筒長(zhǎng)度的1.10～1.15倍；④接頭兩端鋼筋的軸線彎折角度不得大于4°；⑤外觀檢查數(shù)量應(yīng)為驗(yàn)收批接頭數(shù)量的10%或大于該數(shù)量。2）擠壓接頭的單向拉伸試驗(yàn)按驗(yàn)收批進(jìn)行：500個(gè)同等級(jí)、同規(guī)格接頭為一批，每批接頭，均按設(shè)計(jì)要求的接頭性能等級(jí)，在成品中隨機(jī)切取3個(gè)接頭做單向拉伸試驗(yàn)。

9 質(zhì)量、安全保證措施

（1）壓接時(shí)，高壓油泵達(dá)到預(yù)定壓力數(shù)值后，即卸壓退模，退模后認(rèn)真檢查連接套筒外觀、壓痕深度、套筒伸長(zhǎng)值，對(duì)數(shù)值達(dá)不到要求的接頭要補(bǔ)壓，超過要求值時(shí)要切除接頭重新連接。壓接操作過程中，必須保證接頭兩端鋼筋的軸線保持一致。（2）現(xiàn)場(chǎng)施工條件具備時(shí)，先在地面上擠壓一端套筒，再在施工作業(yè)區(qū)按工藝要求擠壓另一端，以此來加快施工進(jìn)度。（3）壓接操作時(shí)采用的擠壓力、壓痕處外徑壓縮值、擠壓后的套筒伸長(zhǎng)值、擠壓道次均應(yīng)符合檢驗(yàn)確定的技術(shù)參數(shù)。（4）電源接通時(shí)，要有良好的接地裝置，并在配電箱中安裝漏電保護(hù)器。（5）所有參與施工的人員，在施工現(xiàn)場(chǎng)提高安全保護(hù)意識(shí)，杜絕安全隱患。（6）現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須戴安全防護(hù)用具，嚴(yán)禁赤膊穿拖鞋上班。（7）施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼筋切斷機(jī)和彎曲機(jī)的皮帶輪和傳動(dòng)齒輪應(yīng)設(shè)有防護(hù)罩，機(jī)器開啟后達(dá)到正常轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，再開始工作。（8）安放鋼筋骨架或搬運(yùn)鋼筋時(shí)，附近如有電線，先將電源關(guān)閉，并排專人負(fù)責(zé)，以防意外觸電。

10 效益分析

與傳統(tǒng)焊接工藝相比鋼筋冷擠壓連接工藝的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）連接工藝穩(wěn)定、施工方便、操作簡(jiǎn)單：對(duì)操作人員專業(yè)知識(shí)要求較低，只需短期培訓(xùn)，即可掌握施工要領(lǐng)；（2）被連接的兩根鋼筋在套筒內(nèi)對(duì)頂，較原來搭接焊接頭節(jié)省了搭接鋼材，做到材料節(jié)省，經(jīng)濟(jì)效益顯著；（3）制作好的接頭質(zhì)量易于檢查、控制，技術(shù)成熟；（4）鋼筋冷擠壓連接工藝不需使用焊接材料，解決了普通焊接時(shí)燒融焊接材料過程產(chǎn)生毒有害氣體，釋放高熱量的弊端，特別適用在隧道這種相對(duì)空間較小的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作；（5）擠壓連接速度快、功效高，在一般情況下，以22mm鋼筋為例，普通焊接工藝每接頭熟練焊工需3-6min：冷擠壓工藝一臺(tái)設(shè)備，一個(gè)接頭完成僅需要1-2min，效率明顯提高；（6）適用的鋼筋規(guī)格廣泛，并適用于隧道內(nèi)二襯鋼筋的連接位置和方向的連接；（7）壓接設(shè)備體積小，重量輕，操作靈活，與平衡器配合使用，可以一人進(jìn)行移動(dòng)壓接鋼筋操作。

10 結(jié)語

鋼筋冷擠壓接頭工藝，擁有技術(shù)成熟、操作簡(jiǎn)單、靈活方便、綠色環(huán)保、安全高效等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于隧道二襯鋼筋施工，具有很好的推廣使用價(jià)值。endprint