N’ZETO-SOYO公路工程位于安哥拉西部，大西洋沿岸。工程設(shè)計全長96公里，過路埋涵形式為多孔式鋼筋混凝土箱涵和鋼筋混凝土管涵。在公路中央隔離帶設(shè)有埋入式縱向橫向混凝土排水管。設(shè)計管徑及壁厚種類較多，分別是：鋼筋混凝土涵管管徑1000mm和1500mm，壁厚為160mm；素混凝土涵管管徑500mm、600mm、700mm和800mm，壁厚分別是50mm、60mm、70mm、80mm。涵管標準節(jié)設(shè)計長度為2010mm，一般端頭非標準節(jié)設(shè)計長度分別是1160mm和750mm，對接接口為企口形式。

由于安哥拉當?shù)亟ㄖ�市場僅有的幾家生產(chǎn)混凝土涵管均不能完全滿足設(shè)計要求，并產(chǎn)量低下。故而本項目有必要引進國內(nèi)較先進的懸輥式制管生產(chǎn)線，自行生產(chǎn)制作鋼筋混凝土涵管，以滿足設(shè)計和工程施工要求。

1. 懸輥式制管工藝系統(tǒng)組成改進

原工藝系統(tǒng)組成：鋼筋滾焊機、懸輥制管機、水泥管模具、桁車吊、混凝土拌合機（站）、 混凝土運輸設(shè)備、喂料機、蒸汽養(yǎng)護池、蒸汽鍋爐、倒運叉車。

項目部根據(jù)當?shù)貧夂驐l件和勞動力價格低廉等實際情況，在確保生產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量減少工序環(huán)節(jié)，降低成本投入�，F(xiàn)場實際懸輥制管工藝系統(tǒng)組成為：鋼筋滾焊機、懸輥制管機、水泥制管模具、桁車吊、混凝土拌合機（站）、混凝土運輸設(shè)備、養(yǎng)護水池、倒運叉車。省略了喂料機和蒸汽鍋爐，將蒸汽養(yǎng)護池改進為養(yǎng)護水池�，F(xiàn)場實際制作鋼筋混凝土涵管場地見下圖：

制管工藝場地布置圖

2. 懸輥式制管機工作原理

工作原理：利用輥軸支撐模具，輥軸旋轉(zhuǎn)時對模具內(nèi)的混凝土產(chǎn)生輥碾壓力。同時輥軸帶動模具作高速運轉(zhuǎn)，模具內(nèi)的混凝土在離心力作用下，沿模具內(nèi)壁分布，形成管狀。當模具帶動內(nèi)部混凝土旋轉(zhuǎn)通過輥軸時，混凝土被壓實形成管體。

3. 制管工藝流程圖

鋼筋混凝土涵管制管工藝流程圖

4. 原材料及混凝土配合比

4.1 原材料

4.1.1 水泥采用在當?shù)刭徺I的羅安達水泥42.5#。符合工程技術(shù)條款中要求的波特蘭水泥標準和滿足AASHTO M85性能要求。

4.1.2 細骨料采用項目部骨料場生產(chǎn)的粒徑5mm以下的混合砂。其含泥量檢查均不大于3%。

4.1.3 粗骨料采用項目部骨料場生產(chǎn)的粒徑5~20mm的小石。骨料均由當?shù)氐幕◢弾r破碎而成。最大粒徑不大于混凝土管壁厚的三分之一，同時不大于環(huán)向鋼筋凈距的四分之三。其含泥量檢查均不大于1%。

4.1.4 水采用當?shù)睾铀�。此河水是當�(shù)鼐用竦闹匾�飲用水源。�?jīng)檢測符合國內(nèi)規(guī)范JCJ63的規(guī)定中施工用水要求。

4.1.5 鋼筋采用國內(nèi)采購的III級鋼。符合技術(shù)規(guī)范要求的達到的REBA各項指標要求。屬于A400NR類型的鋼筋。

4.2 混凝土配合比

懸輥式水泥制管機混凝土參考配合比為：水泥∶砂子∶石子∶水=1∶1.76∶2.64∶0.36其混凝土各項性質(zhì)接近碾壓混凝土。故借鑒我局施工過的碾壓混凝土配合比經(jīng)驗，進行設(shè)計試驗適合懸輥制管的混凝土配合比。

本項目根據(jù)鋼筋混凝土涵管設(shè)計要求，配置符合規(guī)范技術(shù)的混凝土配合比。水泥∶砂子∶石子∶水=1∶1.57∶2.35∶0.32設(shè)計涵管混凝土為270/20（依照美國規(guī)范表示），相當于國內(nèi)混凝土規(guī)范中混凝土C35的標號。符合了制管用混凝土強度等級不低于C30標號的要求。水灰比同樣控制在0.27~0.37范圍內(nèi)。

5. 涵管鋼筋骨架制作及安裝

原工藝中涵管鋼筋骨架采用滾焊成型，利用鋼筋滾焊機進行加工。項目部結(jié)合涵管設(shè)計鋼筋為A400NR類型的鋼筋特點，和達爾公司現(xiàn)場監(jiān)理工程師提出的“設(shè)計管涵環(huán)向鋼筋兩端頭節(jié)點可焊接固定，其它鋼筋網(wǎng)片節(jié)點禁止進行焊接”、“鋼筋網(wǎng)片節(jié)點必須進行100%綁扎”的要求�，F(xiàn)場對涵管鋼筋骨架加工工序進行了適當調(diào)整。

滾焊機工作原理：由主盤旋轉(zhuǎn)、推筋盤推筋、擴徑機構(gòu)移動及焊接機構(gòu)移動四部分傳動系統(tǒng)組成，分別由各自獨立的電機驅(qū)動。變頻比例調(diào)速系統(tǒng)保證骨架螺距、承口角度不隨焊接速度的調(diào)整而改變。調(diào)整電機轉(zhuǎn)速比例，可改變環(huán)筋螺距和承口角度。調(diào)整大盤上焊臺及焊接機構(gòu)位置，可焊接不同規(guī)格的排水管鋼筋骨架。實際制作過程中省略了焊接機構(gòu)，原有的焊接壓盤僅作為壓制環(huán)向筋與縱向筋緊靠連接的作用。

鋼筋滾焊機加工鋼筋骨架是整個制管工藝當中重要的一個工序。鋼筋骨架的制作進度及質(zhì)量直接影響制管成品的數(shù)量和質(zhì)量。在制作過程中，原縱向筋和環(huán)向筋滾焊焊接改變?yōu)槿斯ぴ�絲綁扎。具體操作：

(1)安裝襯插好設(shè)計數(shù)量的縱向筋進入推筋盤。擴徑機調(diào)整至設(shè)計的骨架直徑尺寸。

(2)安裝環(huán)向筋進入定位孔，并將端頭與其中的一根縱向筋端頭連接固定。

(3)調(diào)整好主盤旋轉(zhuǎn)和推筋盤推進速度，啟動主機。

(4)待環(huán)向筋形成2~3圈時停機，由人工進行綁扎。依次循環(huán)操作，直至完成整個鋼筋骨架的綁扎。

(5)最后切斷環(huán)向筋，將環(huán)向筋尾端與一根縱向筋連接固定。將鋼筋骨架從托架上取下，適當校正后擺放到臨時堆存區(qū)。

將加工合格的鋼筋骨架倒運到合模區(qū)，放入已經(jīng)清理和涂刷脫模劑的模具內(nèi)。利用準備好的“W”型鋼筋控制好兩層鋼筋骨架的間距和鋼筋保護層的尺寸，并加固牢靠防止在懸輥過程中鋼筋骨架貼住模具而造成露筋。安裝過程中注意鋼筋不要被脫模劑或油污染，否則必須清除油污后才允許入模。

6. 水泥制管模具說明及合模吊裝

水泥制管模具由兩個半圓弧鋼模板和兩個鋼制堵頭圓環(huán)組成。并帶有一個隔圈鋼圓環(huán)，可將長2010mm的模具分成兩個區(qū)域�？梢灾谱鞒鲩L度較短的涵管。（一般多是整個管涵端頭較短管節(jié)的涵管。）隔圈鋼圓環(huán)由模具上的定位螺絲固定。在制作非標準長度的混凝土涵管時才使用隔圈鋼圓環(huán)。

模具面板采用10mm厚鋼板卷制成兩個半圓，肋板為15mm厚100mm高的半圓環(huán)鋼板。兩個半圓弧鋼模板對接為企口凸凹對接方式，兩條對接邊各有12個¢20的鏈接螺栓用于加固。

合模時將清理好的兩個半圓弧模板用桁車吊之合模區(qū)平行放好；再將相應(yīng)的鋼筋骨架吊入其中一個半圓弧模板內(nèi)；后吊起堵頭圓環(huán)依次安裝進半圓弧模板的端頭的卡槽內(nèi)；調(diào)整好位置和鋼筋保護層，最后將另一半圓弧模吊起與前面的扣合并調(diào)整。檢查鋼筋骨架的情況，并作適當調(diào)整加固，上緊模具外側(cè)的連接螺栓。由桁車吊緩緩吊起合好的模具，通過調(diào)整桁車行走和運行小車左右移動，慢慢套到懸輥機懸輥主軸上，合上一端的門架將固定銷插好；再將合好的模具緩緩落到懸輥主軸上，摘除吊鉤吊繩，并移開桁車吊。模具吊裝完畢，準備進入懸輥制管工序。

7. 涵管成型

在合模工作完成并吊裝就位后，準備啟動懸輥制管機。懸輥機由專人負責(zé)啟動、調(diào)速、停機工作。開機前必須對設(shè)備進行檢查，同時也檢查模具的鏈接螺栓緊固是否牢靠。制管混凝土由混凝土拌合站生產(chǎn)并拉運至制管現(xiàn)場。根據(jù)懸輥機制管成型工藝參數(shù)，和拌制適合輥壓的混凝土提漿特性，通過生產(chǎn)性試驗確定了一套適合本工程制作鋼筋混凝土涵管的成型工藝參數(shù)表。

管徑（mm）	鋼模轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）		凈輥壓時間（分）	備注
	喂料轉(zhuǎn)速	輥壓轉(zhuǎn)速
500	750	1200	3
600	750	1200	3
700	800	1400	4
800	800	1400	4
1000	380	1200~1600	7
1500	400	1200~1600	7

（此表適合本項目工程鋼筋混凝土涵管制作工藝。也可用于其它工程項目或制管企業(yè)進行參考。）

在整個檢查工作完成后，混凝土運至現(xiàn)場即可啟動懸輥制管機。根據(jù)涵管成型參數(shù)表在模具轉(zhuǎn)速達到喂料速度后，由人工從模具的兩端進行混凝土喂料作業(yè)。喂料由兩端同時緩慢向中間推進。為保證涵管外觀質(zhì)量，先鋪墊一層略微較濕的混凝土料，同時將管口部位先喂料堆積輥壓，通過輥壓將混凝土料擠壓進管口凹槽內(nèi)。喂料必須均勻一致，避免因加料不均勻而引起的模具跳動。喂料厚度比設(shè)計涵管壁厚要高出3~5mm，已達到輥軸更好的輥壓實混凝土的要求。喂料完畢后，用鐵鍬將堵頭鋼環(huán)上粘的混凝土刮干凈，進入凈輥壓階段。根據(jù)成型參數(shù)表調(diào)整到相應(yīng)的輥壓轉(zhuǎn)速，并保持相應(yīng)的持續(xù)輥壓時間。

完成凈輥壓后，將模具轉(zhuǎn)速逐漸調(diào)低至停車，并檢查涵管內(nèi)表面質(zhì)量情況。合格則在涵管內(nèi)壁標明生產(chǎn)日期、管型、內(nèi)徑、班組。如有缺陷則當班修補處理好后方可吊離輥軸。

8. 涵管養(yǎng)護

根據(jù)當?shù)貧鉁剌^高的特點，以及配置的混凝土具有快凝等性質(zhì)。涵管在沒有脫模養(yǎng)護工藝中取消了蒸汽鍋爐蒸汽養(yǎng)護池蒸養(yǎng)工序，而是放置在露天下自然養(yǎng)護12小時以上。經(jīng)過對內(nèi)徑為700mm和1500mm的混凝土涵管回彈試驗測定12小時的平均回彈值，經(jīng)修正系數(shù)換算，平均換算值為19.15MPa，達到了設(shè)計混凝土強度27MPa的70%，滿足涵管拆模要求。

9. 脫模

將已達到脫模時間的涵管吊到脫模區(qū)進行脫模。旋松模具兩側(cè)連接螺栓，不要完全脫開。再利用撬杠撬開對接縫處的肋板，使兩塊半圓弧模板松動，用桁車吊鉤吊住一塊半圓弧模板，適當收緊吊繩，但不可使其受力。拆除連接螺栓，依次脫掉兩塊半圓弧模板，最后脫掉兩端的堵頭鋼圓環(huán)。完成脫模工序。

10. 修補及后期養(yǎng)護

脫模后對涵管口邊緣進行檢查，對出現(xiàn)較小的蜂窩或麻面進行處理。

蜂窩處理：適當鑿除松動的骨料，清理處理表面，用高于涵管混凝土一個標號的預(yù)縮砂漿進行層層填充，并用木錘擊實，最后修正管口體型。

麻面處理：清理麻面灰塵及雜質(zhì)，用拌制好的高標號水泥凈漿進行涂抹。注意配置的水泥凈漿在干燥后顏色應(yīng)與涵管混凝土顏色一致。水泥凈漿涂抹時要均勻，用帆布抹布擠壓并上下快速抹平。

以上修補方式均借鑒了大壩混凝土施工中的缺陷處理工藝。現(xiàn)場應(yīng)用效果良好。

涵管在臨時養(yǎng)護區(qū)內(nèi)做后期養(yǎng)護，期限為7天。有人工灑水進行養(yǎng)護。做到保持涵管內(nèi)外表面保持濕潤。

11. 倒運堆放

養(yǎng)護到期的涵管用5噸的叉車運到集中分類的堆放點堆放。由于涵管數(shù)量很多，必須合理堆放和合理利用現(xiàn)有場地。借鑒國內(nèi)制管企業(yè)的涵管堆存經(jīng)驗，和GB/T 11836-2009規(guī)范�，F(xiàn)場實際將500mm、600mm、700mm、800mm管徑的涵管按照3層分類堆放，將1000mm、1500mm管徑的涵管按照2層分類堆放。同時堆存區(qū)道路滿足吊運設(shè)備和運輸車輛的運轉(zhuǎn)。

12. 勞動力配置和生產(chǎn)效率

根據(jù)工程施工計劃，有效合理安排涵管制作，以滿足工程施工需求。本項目根據(jù)懸輥式制作鋼筋混凝土涵管工藝，并結(jié)合當?shù)貏趧恿�價格低廉等實際情況。在省略了喂料機、蒸汽鍋爐兩項工序，和改變養(yǎng)護方式后，在整個工藝中組成以中國技術(shù)工人帶領(lǐng)當?shù)貏趧恿�進行生產(chǎn)的有效勞動力配置，經(jīng)過一段試生產(chǎn)磨合期后達到預(yù)期的制管生產(chǎn)效率。見本工程制作鋼筋混凝土涵管勞動力配置表。

工序	本國技術(shù)工人（名）	當?shù)貏趧?wù)（名）	備注
鋼筋骨架制作	1	3
合模及吊裝	2	8
懸輥壓涵管成型
脫模及模具清理
混凝土拌合
修補及養(yǎng)護	1	3
堆放

生產(chǎn)不同類型和不同管徑的涵管，其生產(chǎn)效率不同。同時生產(chǎn)效率的高低也取決于模具的數(shù)量。結(jié)合本工程實際，整個制管工藝流程平均每天生產(chǎn)率見下表：

名稱	懸輥制管機制管
生產(chǎn)率（節(jié)/天）	內(nèi)徑500mm	內(nèi)徑600mm	內(nèi)徑700mm	內(nèi)徑800mm	內(nèi)徑1000mm	內(nèi)徑1500mm
	7	4	3	2	3	2

本項目每天平均生產(chǎn)各類涵管合計21節(jié)。滿足總體施工計劃中管涵的施工要求。

本工程啟動后懸輥式制作鋼筋混凝土涵管生產(chǎn)至今，中水集團公司、安哥拉項目經(jīng)理部及安哥拉各級政府官員對索尤公路項目高度重視，曾多次進行實地考察調(diào)研。在經(jīng)過與當?shù)亟ㄖ�市場同類混凝土涵管產(chǎn)品對比后，一致認為目前在安哥拉當?shù)亟ㄖ�市場上，索尤公路項目部所采用的懸輥式制管工藝生產(chǎn)的鋼筋混凝土涵管，各項技術(shù)指標及產(chǎn)品質(zhì)量處于領(lǐng)先地位。同時與國內(nèi)同類產(chǎn)品對比，索尤公路項目部所采用的懸輥式制管工藝生產(chǎn)的鋼筋混凝土涵管質(zhì)量達到優(yōu)良品質(zhì)。

13. 結(jié)束語

懸輥式制作鋼筋混凝土涵管工藝在N’ZETO-SOYO公路工程運用過程中，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況和工程特點進行了適當?shù)母脑�，從而更加合理并滿足工程合同及規(guī)范的要求。各種規(guī)格的涵管成品質(zhì)量得到了工程監(jiān)理單位的好評。從而確定了該制管工藝在本項目工程中成功總結(jié)和應(yīng)用，同時為以后的工程施工提供相應(yīng)的借鑒和參考。