生產水泥混凝土涵管的技術工藝探討

康路平，黃聲旺

(贛州市章貢區建設投資發展有限公司)

近幾年內，為滿足交通運輸行業的迅猛發展需求，我市國省道公路改造步伐逐年加快，公路等級不斷提升。在公路改擴建及日常養護維修過程中，由于鋼筋混凝土圓管涵的結構力學性能好，外觀簡單、造價低廉、施工方便，得到大量運用，成為道路排水及保持路線周圍原有水系、滿足農田水利灌溉的重要構造型式。但是，由于現實重載交通的客觀存在，設計荷載標準的提高，對道路中普遍使用的涵管的生產工藝、內在質量也提出了更為嚴格的要求，過去一些工藝簡陋、生產粗放的生產模式，被逐步淘汰。如何控制生產質量，保證涵管的生產工藝滿足設計要求，提供質量可靠、外形美觀的產品是一個現實問題。

涵管生產的方法很多，常用的有內外模拼裝澆注法、旋模澆注法和懸輥機輥壓離心制管法。使用內外模拼裝澆注法、旋模澆注法等方法進行生產，模板投入數量較大，生產周期較長，難以適應工程進度要求，且質量不易控制;懸輥機輥壓離心制管法，則有生產周期短、工藝簡單、質量易控制的優點。現就懸輥機輥壓離心制管法生產鋼筋混凝土圓管涵技術談談涵管生產過程中的一些經驗體會。

1 成品要求

(1)混凝土強度要滿足設計要求。

(2)鋼筋制作符合設計要求，鋼筋不得外露。

(3)幾何尺寸要在允許偏差范圍內。

(4)外觀應平直圓順，無蜂窩麻面、離析、坑洞、裂紋等缺陷;

2 模板質量控制

鋼筋混凝土涵管生產，能否達到尺寸合規、整體美觀的要求，首先取決于模板。模板的制作安裝質量是關鍵，混凝土的平整度、光潔度、色差度都與模板直接相關，如模板不平順，板縫不嚴密，發生滲水、漏漿，甚至螺栓松動，變形等都將引起涵管混凝土質量不良或外觀粗糙等現象。模板宜采用優質大平面組合彈性鋼模板進行精密加工，制作工藝要求標準、規范、精確，并對接口、縱縫進行修正，采用粗磨、細磨、微磨拋光等工序作鏡面加工，同時保證模板具有足夠的強度、剛度。

3 混凝土的質量控制和工藝要求

鋼筋混凝土要生產出外形美觀的精品，除要模板質量的精良外，尤為重要也最難掌握的，是混凝土施工中精細的工藝要求。為保證涵管質量，混凝土制管原材料、工藝要求如下:

(1)水泥

宜選用強度不低于32.5 級的快硬硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。當有特殊需要時，可選擇高強度等級的水泥或添加外加劑。

(2)鋼材

按照設計圖紙要求，選購、加工、制作鋼筋籠骨架，要求尺寸精準，綁扎牢固，不得有錯放、少放、漏放現象。

(3)粗集料

粗集料應選用質密、堅硬、強度高、耐久性好的碎石或卵石，最大顆粒應按混凝土結構及施工方法選取，最大粒徑不得超過結構物最小尺寸的1/4 和鋼筋最小凈距的3/4，二層以上密布鋼筋結構中不大于鋼筋最小凈距的1/2。

(4)砂

符合要求，選擇細度模數在2.6 ～3.7 之間的中粗砂，以同時滿足混凝土質量和工程和易性要求。

(5)配合比

依據水泥混凝土配合比設計，遵循以下原則:①符合規范限定的混凝土強度和耐久性的要求;②砂石骨料含砂率盡可能選取推薦值上限，促使混凝土達到均勻密實度和充分改善混凝土拌合物和易性;③用水量取下限，盡量采用干硬性混凝土，以加快脫模進度。

(6)坍落度

混凝土拌合物是涵管成型的原材料，對混凝土外觀質量的過程控制，最重要環節之一是混凝土坍落度控制。要達到混凝土拆模后外露面混凝土的色澤感一致，則要求混凝土坍落度一致。在生產實踐中，我們的體會是，對混凝土坍落度要么就“大”(坍落度20 cm 上下)，拌合物水泥含量多，混凝土外觀光澤較好，但缺點是坍落度過大會影響成管的時間;要么就“小”(坍落度10 cm 以下)，拌合物含水量少，易克服混凝土水氣泡，但坍落度小，往往光澤度較差，且易造成圓涵成型脫模時局部掉料，不利于圓涵的外觀質量。

(7)混凝土攪拌和運輸

混凝土攪拌必須達到三個基本要求:計量準確、攪拌徹底、坍落度穩定。防止出現水泥沙漿分布不勻給涵管灌筑帶來“胎記”色差，或出現離析、泌水等非勻質現象。

攪拌宜采用強制式混凝土攪拌機。若采用滾筒式攪拌機或水泥用量達到350 kg/m3以上的混凝土，攪拌時間應適當延長。控制為1.5 ～2 min/每拌;當摻有外加劑時，攪拌時間應再相應延長1 分鐘，以保證攪拌充分均勻。

混凝土攪拌要切實注意計量準確，包括沙石材料自身的含水量測定，以便嚴格控制用水量，加水量既要按照配料單要求，又要顧及到混凝土坍落度指標的穩定，最終受坍落度控制。坍落度測定一是混凝土拌和物出機后測定;二是混凝土拌合物運抵澆筑現場，入模前測定。如果條件許可，混凝土攪拌與入模應當在同一場地進行，防止因混凝土拌合物因裝運工具、運送距離及氣溫條件等因素造成坍落度損失，影響涵管內在生產質量。

4 輥機輥壓離心制管

鋼筋混凝土圓涵生產質量的好壞，跟懸輥機制管的轉速及工作時間有很大關聯。為了提高外觀質量和表面光澤度，制管前先往模具內灑上薄薄一層水泥和細砂、粉煤灰混合料(比例1∶2.5∶1)，懸輥機在制管初期澆入混凝土時轉速不宜過快，中期加速運轉、模內滿料后，陸續補充灑入適量水泥和細砂、粉煤灰混合料，制管機高速運轉40 ～60 s，能有效提高涵管表面的光潔度。

5 脫 模

保證混凝土的模內養護時間或合理的水泥用量，能提高混凝土表面的自然光潔度。當模板要加快周轉使用，需提前脫模的，則需依據施工氣溫，結合生產經驗，或考慮適量的增加水泥用量，或采用干硬性混凝土澆灌。

采用干硬性混凝土預制，可以提早脫模，由于混凝土還未形成初始強度，在移運和擺放過程中要特別注意對預制圓管的保護，若發生損傷，問題輕微的可以留用，及時修補。對問題較嚴重的要立即破碎，回攪拌機拌和重鑄。

圓管在脫模后，如果存在缺陷小于以下規定時:

(1)每處蜂窩面積不大于30 ×30 mm 。

(2)蜂窩深度不超過10 mm。

(3)蜂窩總面積不超過全面積的1%。

可以進行修補后使用，超過以上標準的應淘汰報廢。

6 養 生

采用灑水自然養生或高溫高壓蒸汽養生。在養生期間，需保證涵管內外表面連續充分濕潤，不能脫水。自然養生時間不宜少于7 d，高溫高壓蒸汽養生視設備條件而定，一般不少于48 小時，以滿足水泥混凝土的水化反應時間。

7 檢 驗

生產過程中取入模前的混凝土拌合物做檢測試塊，校核是否符合設計要求。成品管則現場采用強度回彈儀進行檢測，判別其內在質量。

8 幾點注意事項

(1)模板

模板在安裝前，應均勻涂刷脫膜劑，可以涂刷輕機油、色拉油、或是專用脫模劑，避免使用廢機油等不合格材料作為脫模劑，影響混凝土表面色澤。

模板裝配應牢固，接縫嚴密、尺寸準確，不因模板漏漿產生蜂窩、麻面和模板變形、脹模產生混凝土表面翹曲、邊線不順的外觀質量通病。

模板在使用及保管過程中注意放置穩定，保持原有形狀不變形，嚴禁碰摔;同時應采取措施避免或減少下道工序操作時造成的污染和大氣中灰塵的污染。

(2)坍落度檢查

施工時，注意對混凝土攪拌運送過程中的坍落度波動進行檢查控制。當運距過遠時，入模前需再次測定坍落度，必須符合試驗室的配合比設計所確定的坍落度指標幅度范圍，確保混凝土達到工作和易性要求。

(3)脫模劑的選擇

如采用蒸汽養生，則脫模劑建議采用純油質脫模劑或專用脫模劑，保證脫模效果。

(4)運輸裝卸

涵管在運輸、裝卸過程中應采取必要的防碰撞措施。

9 結 語

圓管涵洞是公路交通中應用最普遍、最常見的排水設施，其使用壽命除與涵洞施工過程中的建造質量有密切關系外，與涵管的內在質量也緊密相聯。在道路實際維護中，由于圓管涵的數量眾多，因涵管質量不達標產生的路面及涵洞病害屢見不鮮，影響道路正常使用，造成后期養護成本上升，必須引起重視。

涵管在生產過程中，應盡量采用新技術、新工藝，嚴格控制混凝土的坍落度，使產品符合設計要求。

懸輥機輥壓離心制管，其混凝土的含砂率對涵管生產的綜合工作性能影響很大，因此不宜過低，在設計值范圍內，盡量取其上限值。

［1］混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB 50204－2002)［S］.

［2］公路橋涵施工技術規范(09224)(JTC/TF50－2011)［S］.