芯模振動水泥制管機因具有節(jié)能、環(huán)保、高效、安全等諸多優(yōu)點，正逐步成為鋼筋混凝土排水管行業(yè)的主要生產(chǎn)裝備。但在實際應(yīng)用過程中，若采用該工藝生產(chǎn)一些特殊產(chǎn)品（如制作頂管用的工具管）會比較困難。因此，必須對該工藝加以改進。

目前，國內(nèi)很多單位在生產(chǎn)A型鋼承口管時都會遇到困難，雖然已取得了一些成績，但或多或少還存在質(zhì)量不穩(wěn)定、操作難度大、生產(chǎn)成本高等問題。為解決以上問題，本文介紹了一種組合模具生產(chǎn)A型鋼承口管的工法，該工法榮獲“建華管樁杯”混凝土與水泥制品行業(yè)技術(shù)革新三等獎。

圖1 柔性接頭A型鋼承口管

圖2 柔性接頭B型鋼承口管

1. A型鋼承口管的優(yōu)點

隨著環(huán)境保護要求的逐步提高、施工環(huán)境的不斷變化以及施工技術(shù)的穩(wěn)步推進，鋼筋混凝土排水管的接頭技術(shù)也在不斷進步，尤其在頂進施工工程中，管材的接口技術(shù)越來越成熟，從最初的剛性企口接頭到剛性雙插口、柔性雙插口接頭，發(fā)展到現(xiàn)在的柔性鋼承口接頭（分為A、B兩種接口形式，見圖1和圖2）。與B型接口相比，A型接口更能適應(yīng)不同的頂進施工技術(shù)，接口密封要求更為嚴格。

對比圖1和圖2可知，A型接口關(guān)鍵是在止水膠臺密封處形成一個基本密閉的凹型槽，止水膠圈在凹型槽中壓縮時，受到約束，壓縮比穩(wěn)定，閉水效果可控。管材在頂管施工過程中，較大的注漿壓力從管口往內(nèi)傳導，容易使膠圈產(chǎn)生位移，從而失去了止水效果，而A型口凹型槽的存在則能很好地阻止膠圈發(fā)生位移，止水效果良好。

2. 各工藝生產(chǎn)A型鋼承口管的特點分析

2002年前后，通常采用兩半模全開鏜的工藝（如離心工藝、懸輥工藝、立式振動成型工藝等）生產(chǎn)A型接管。由于采用的是兩半模，且都帶模養(yǎng)護，在生產(chǎn)A型接口時難度并不大，也能滿足國標要求。但芯模振動成型工藝由于為立式振動，即時脫模的成型方法，若采用該工藝生產(chǎn)帶有特殊埋件或凹槽接頭形式管材時則會出現(xiàn)一些難題。

用芯模振動工藝生產(chǎn)A型鋼承口管的工法，是長期以來排水管行業(yè)發(fā)展中的一個難題。由于生產(chǎn)廠家的工裝模具及設(shè)備配套情況不同，會產(chǎn)生較大差別。

3. 芯模振動制管工藝生產(chǎn)A型接口的研究

鋼筋混凝土排水管產(chǎn)品的主要技術(shù)難點在于管口兩端，控制質(zhì)量難點也在于兩個管口。因此，采用芯模振動制管工藝生產(chǎn)A型鋼承口管時要解決的就是如何處理鋼承口和A型插口相互關(guān)系以及如何生產(chǎn)的問題。鋼承口是整個接口的基礎(chǔ)，其尺寸精度和定位精度對產(chǎn)品質(zhì)量都極為關(guān)鍵。由于鋼環(huán)在無約束的情況下易變形、定位難度大等因素，保留通�，F(xiàn)有的鋼承口底托定位是最可靠、最經(jīng)濟的方式。選擇正打（鋼承口在下）方式，確定完方式后，剩下的關(guān)鍵問題就集中在采取何種方法在芯模振動工藝設(shè)備中穩(wěn)定可靠、優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟可行地制作A型插口。

對于制作A型插口，最初的方案就是制作一個由四個1/4圓弧組合的成型圈，通過螺栓螺桿連接和松開來實現(xiàn)成圓和出凹槽。但該方案存在諸多問題：①四個1/4圓弧圈加工難度極大；②四個1/4圓弧圈在組裝、吊運、制管過程中極易變形，很難組成一個真正的圓（標準要求管口圓度誤差為±2mm），不能滿足國標對產(chǎn)品的質(zhì)量要求；③操作難度較大，尤其在高處要撐開四條縫非常危險；④在外模脫模過程中，成型圈極易被外模帶動（外模和成型圈之間的縫隙滲進混凝土）破壞整個插口。

此外，單開縫成型圈的成型方法同樣存在上面類似的問題。

另外，參照曾經(jīng)在離心整筒蠟脫模工藝中采取的方法，在芯模外模皮上固定兩至三段帶凸臺圓弧鐵板來形成凹槽，但該方案存在如下問題：①安裝難度較大；②工作效率低，直接影響流水作業(yè)；③管口的圓度無法保證。

在不斷的試驗、摸索過程中，總結(jié)出了組合模具生產(chǎn)A型鋼承口工法，即：

①通過加工兩個帶凸臺半圓模具成型A型凹槽，稱之為成型圈，成型圈的數(shù)量根據(jù)臺班產(chǎn)量來確定；

②用一個有足夠剛度的整圓鋼環(huán)（稱之為定位圈）將兩個成型圈組合成整圓，該定位圈每個品種僅需一個。組合模具見圖3。

圖3 組合模具圖

成型圈解決了A型凹槽成型問題，定位圈解決了管口圓度問題。由成型圈、定位圈組成的組合式模具能有效解決即時脫模造成插口破壞的問題。組合式模具組裝可以單獨完成，不影響流水線生產(chǎn)，不占用工藝流程時間，解決了生產(chǎn)效率低下的問題。改進前、后的生產(chǎn)工藝流程圖見圖4，虛線框是改進后新增加的步驟。

圖4 改進前、后芯模振動制管工藝生產(chǎn)A型鋼承口管的流程圖

4. 組合模具工法重點注意事項

要實現(xiàn)組合模具的可靠性和可操作性，需注意以下三點：①在設(shè)計成型圈和定位圈時，重視配合尺寸的設(shè)計，尤其是間隙量；②了解現(xiàn)有工裝模具的性能、關(guān)鍵部位的尺寸；③嚴格要求操作環(huán)節(jié)，尤其在組裝該裝置過程中， 應(yīng)嚴格依據(jù)組裝次序完成。如未能保證以上三點，很可能出現(xiàn)以下質(zhì)量問題：①成型圈在脫模過程中被外模擾動甚至被帶離管體，產(chǎn)生管身的結(jié)構(gòu)性環(huán)裂縫；②成型圈的彈性變形失控造成管材插口的不圓度超標。目前為止，已在芯模振動設(shè)備上實現(xiàn)了D1000~D3000mmA型鋼承口管的生產(chǎn)。

5. 經(jīng)濟分析和重點工程應(yīng)用

作為一個新型工法，既要做到技術(shù)上和工藝上可行，同時也要做到經(jīng)濟上可行。組合模具生產(chǎn)A型鋼承口工法完全在原有芯模振動設(shè)備基礎(chǔ)上完成，每一個規(guī)格品種內(nèi)芯模、外模和底托不需要改變，只需增加一個定位圈和一個簡易碾壓盤，以及相應(yīng)數(shù)量的成型圈（依據(jù)產(chǎn)量），成本增加較少。

筆者公司采用該工法生產(chǎn)的內(nèi)徑為2600mmA型鋼承口管于2012年6月正式應(yīng)用到“2011年非熱力集團產(chǎn)權(quán)老舊設(shè)施供熱及管網(wǎng)改造項目科利源熱電廠清潔能源改造工程”項目中，總工程量1800多m，產(chǎn)品受到了甲方、監(jiān)理方、施工方的一致認可。之后，A型口管材又在萬壽塔經(jīng)濟適用住房和配套用房項目熱力管線工程、北京雁西湖生態(tài)發(fā)展示范區(qū)污水干線工程、馬池口再生水廠及配套污水管網(wǎng)工程等工程中得到大量、成功的應(yīng)用。2013年，利用組合模具生產(chǎn)A型口工法榮獲“建華管樁杯”混凝土與水泥制品行業(yè)技術(shù)革新獎三等獎。經(jīng)過近年來的生產(chǎn)和工程施工實踐，充分證明了組合模具生產(chǎn)A型鋼承口工法技術(shù)先進，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可有效推動整個排水管行業(yè)的進步。