鐵路隧道襯砌鋼筋套筒連接施工技術

朱 達

（中鐵十一局集團第四工程有限公司，湖北 武漢 430074）

鋼筋機械連接是利用連接件的機械咬合力或利用鋼筋斷面承壓，將鋼筋力傳遞到另一鋼筋的方式，實現(xiàn)機械連接。例如錐螺紋連接、冷壓套筒連接、鋼筋滾壓直螺紋連接等都屬于不同的連接方式［1］。鋼筋混凝土項目設計中往往對鋼筋連接方式有明確要求，要求采用套筒連接方式施工，因此鋼筋套筒連接技術屬于未來鐵路隧道施工的趨勢。

1 工程分析

對某地區(qū)復合式雙線隧道襯砌分析，該隧道全197.52m，左右線路間距5m，襯砌主筋為φ25HRB400@250mm，縱向分布筋φ10HPB300@520mm，層間距拱墻30cm，小邊墻漸變30～35cm，仰拱35cm，內(nèi)外側保護層建設6.5cm。其襯砌鋼筋采用機械連接方式，以連接件咬合，提高接頭強度，確保連接質量穩(wěn)定。在實際施工中投入人力成本少，施工周期縮短，性價較高。工程進行襯砌鋼筋安裝，鋼筋間距及保護層得到有效控制，保障了接頭質量，可防護襯砌防水板，節(jié)約材料、減少污染。

考慮到工程自身設計規(guī)范、施工條件、所產(chǎn)生經(jīng)濟效益等，采取剝肋滾壓直螺紋方式連接。以帶肋鋼筋套絲剝肋可加強鋼筋強度，提高襯砌安裝效率，降低施工不必要的成本投入，避免襯砌鋼筋焊接破壞防水板，施工襯砌質量大大提高［2］。為確保實際施工可操作性，在襯砌矮墻處以套筒方式連接，仰拱施工前在兩側預埋二襯鋼筋，同一環(huán)鋼筋一側焊接，一側套筒連接。

2 工藝流程

施工工藝流程見圖1。

圖1 鋼筋機械連接施工工藝流程示意圖

3 施工準備

3.1 設備選擇

機械設備上，需要準備：切割機、鋼筋剝肋滾絲機、普通扳手（兩把）、量規(guī)（牙型、環(huán)形、塞規(guī)）

3.2 材料準備

1）鋼筋：配置鋼筋需符合國標規(guī)定，滿足設計需求，鋼筋進場提供產(chǎn)品合格證書及復檢告，按照質量標準檢查鋼筋強度、外觀、彎拉等，合格后投入使用。不滿足設計規(guī)范的鋼筋禁止使用，鋼筋直徑偏差過大對套筒鋼絲質量有明顯影響，可能出現(xiàn)絲扣過前、掉牙等現(xiàn)象。

2）套筒連接：套筒需具備產(chǎn)品合格證明，兩端密封良好，連接套表面標記具體規(guī)格。材料品種規(guī)格、套筒規(guī)格型號、鋼筋規(guī)格等都需滿足設計需求。操作者對每批次套筒嚴格檢查，不同規(guī)格套筒接頭連接檢驗，合格后用于施工。

3.3 人工隊伍組成

在人力設置上由專業(yè)班長負責管理，對實際施工現(xiàn)場技術控制，監(jiān)督施工操作。單組設置3～4名工人，采用專業(yè)扳手作業(yè)。

4 施工技術分析

4.1 準備工作

1）施工前對接頭施工人員開展專項培訓考核，通過考核后上崗操作；2）對直螺紋套絲機等機械設備調試檢查，扳手及時校驗，確保施工時各項工具設備正常工作；3）連接套筒及鋼筋端頭及時清理，進行除銹、去污操作，按照施工需求，加工尺寸，以備不時之需。

4.2 鋼筋絲頭加工

加工按照固定工藝流程開展，具體流程為：鋼筋端面平頭→鋼筋剝肋處理→滾壓螺紋處理→絲頭質檢分析→帶帽保護→絲頭質量抽查→保存?zhèn)溆谩?/p>

1）鋼筋端面平頭，端面平頭需切割處理，調直鋼筋，以無齒鋸切除端頭約30mm，確保切口

處端面和鋼筋穩(wěn)定，若鋼筋頭部存在較大彎曲不能隨意投入機械加工，不予許對該類鋼筋氣割下料處理。2）鋼筋剝肋處理，鋼筋剝肋處理又稱之為剝肋滾壓螺紋加工，將需加工鋼筋放置到操作臺

面上，操作人員按照設計絲頭長度需求及鋼筋直徑，以水溶性切削液支持操作。若施工區(qū)域氣溫較低及處于零下，摻入適當亞硝酸鈉（約占整體15～20%）。該工作中不能使用機油為切削液，給予切削液絲頭足夠重視。完成上述步驟倒車駛離工作區(qū)域，用塑料保護帽對鋼筋剝肋保護維護，按照規(guī)格不同對其分類放置。

3）絲頭質檢絲頭質檢是保障工程質量的基本防線，采用環(huán)規(guī)對螺紋長度誤差檢查，控制誤差屬于允許范圍，不符合規(guī)范的螺紋不予使用。以螺紋通止規(guī)檢查絲頭尺寸，通規(guī)能旋入，止規(guī)不能旋入或不能完全旋入為合格。

4）半成品保護工作，套絲工作完成之后對鋼筋進行質量檢查，檢查合格的鋼筋為半成品，

對鋼筋實施保護措施，確保鋼筋強度滿足要求，為剝肋滾壓直螺紋穩(wěn)定連接奠定堅實基礎。施工中可采取帶帽保護方式，采用塑料帽或者連接套對其加以保護，確保在半成品裝卸、搬運及砼施工中能夠避免人工操作，對絲頭造成污染或破壞。應針對鋼筋實際選擇對應塑料帽/保護套進行保護，控制塑料帽或保護套長度＞螺紋10～20mm，絲頭加工完成后按照規(guī)格及分類存放整齊。

4.3 滾壓直螺紋套筒施工

滾壓直螺紋接頭直接采用連接套筒操作，應選擇質量較好的碳素結構鋼進行。此外，考慮到實際施工中的便捷性及可行性，采用正反絲扣型連接套筒操作。

4.4 施工現(xiàn)場的連接安裝

現(xiàn)場安裝流程為：鋼筋就位→卸下鋼筋絲頭塑料帽→以螺紋套筒接頭連接→標記→施工檢查。

針對實際設計圖紙，預備好對應長度鋼筋準備加工，加工后套絲鋼筋，將套絲鋼筋運送至隧道襯砌安裝鋼筋位置，在隧道矮邊墻進行襯砌鋼筋安裝施工，鋼筋接茬處需采用套筒連接，之后另一側以焊接方式連接，固定套筒位置，套筒規(guī)格及數(shù)量需滿足設計規(guī)范。以人工方式將待接鋼筋絲頭擰入套筒2、3扣中，確保鋼筋不脫離套筒后停止操作。之后操作人員手持力矩扳手，咬住鋼筋端及套筒端，兩扳手共同用力，擰緊接頭。擰緊后的接頭以明顯標識設置，區(qū)分于未擰緊接頭。

5 施工中需重視內(nèi)容

1）螺紋加工應考慮隧道施工進度，和施工速度保持一致，做到“隨制隨用”，不宜過早加工，導致工件長時間放置產(chǎn)生銹蝕，影響連接質量。鋼筋軋制后應對裸露新鮮表面進行保護，避免其表面受到污染，影響施工質量。

2）滾軋施工中以10個加工件/一次為頻率，每加工10個絲頭后對絲頭尺寸及絲扣質量檢查，檢查誤差是否符合規(guī)范標準，發(fā)現(xiàn)偏差異常及時叫停，調整滾絲機后重新施工。鋼筋剝肋只能一次完成，不允許二次剝肋，對不合理的絲頭直接切除，重新加工操作。

3）鋼筋連接時提前針對鋼筋檢查，將力矩扳手游動刻度調制在對應位置區(qū)，按照規(guī)定力矩值，確保扳手鉗頭垂直鋼筋曲線，可均勻加力。實際施工中發(fā)現(xiàn)力矩扳手有“咔噠”聲音后，此時扳手受力到達極限值，需立即停止加力避免扳手受到損壞。

4）拼接彎沉后保證兩絲頭處于套筒中部，套筒端應保證無2扣以上完整絲扣外露，施工中加長型絲扣外露絲扣數(shù)量無限制要求，但是需對絲扣明確標識，觀察進入套筒后的絲頭長度是否滿足設計需求。

5）施工現(xiàn)場操作開始時禁止人工觸碰加工后接頭零部件，對不小心觸碰到的螺紋仔細檢，有損壞出現(xiàn)不予使用。若套筒擰寧不了螺紋則及時更換，無法更換情況下應割除連接套筒，以焊接方式實現(xiàn)連接。

6）滾壓直螺紋接頭處需混凝土保護，應控制混凝土厚度滿足《混凝土結構設計規(guī)范》（GB50010-2010）對受力鋼筋保護層厚度要求，需≥15mm。

6 效果分析

該復合式雙線隧道施工選擇鋼筋套筒連接施工技術，施工安全環(huán)保、污染少，對應工序簡單、施工便捷，質量有保障，且施工中減少了人工成本投入，鋼材及能源得到充分利用，能源利用率高，隧道襯砌鋼筋連接質量可靠，能消除一定安全隱患，可供同類隧道施工參考。

7 結語

鐵路隧道襯砌鋼筋套筒連接施工技術屬于一項新施工技術，其自身靈活性高、使用方便、對環(huán)境基本無污染、施工質量可靠，在結構施工上有推廣意義。應了解實際施工中的主要內(nèi)容，優(yōu)化施工步驟，發(fā)揮鋼筋套筒連接技術最大價值。