市政工程中的顶管工程项目，其施工现场一般都是在城市繁华地带，从而导致施工作业面狭窄。通常情况下，在繁华地带施工作业面仅仅只包括工作井和吊装顶管管节的空间，所以要制作混凝土顶管管节，一般选择相对远离工作井的地方预制。混凝土管节质量好坏直接关系着顶管工程的成败，为了保证顶管工程顺利继续，必须在管节预制上严把质量关。下面以实际工程为例，介绍混凝土管节制作工艺。

1 工程概述

本工程管线全长2500m，Φ2200mm管节约706节（其中：特殊管42节，标准管664节）；Φ2400mm管节约142节。管节安排在距现场约10公里的场地制作。根据总体施工计划安排，本工程考虑Φ2200mm管模具3套，底模6个；Φ2400mm管模具1套，底模2个。即可满足顶管施工的需要。

2 管节预制场设计

2.1 模具结构

本工程管节预制采用结构合理、操作简便、工艺先进的立式制管的模具。立式振动模具系高精度机加工的专用模具，内模是可自动变径的圆模，拆模起吊时，内模中的楔形模在内模自重的作用下会自动内缩，整个内模直径也随之变小，以便从浇筑好的管节中不接触混凝土吊出，对混凝土管不会造成损伤。外模为带操作平台的两个半圆，采用扣接相连、装拆方便。模板所有接缝处均有止水条，故不会漏浆。安装好的模板如图1。

底模台座为嵌在混凝土地坪中的水平型钢，如图2。钢质底模焊在台座上。如图3（图中止水钢环已安装在底模外侧）。

模具及钢筋安装顺序为：首先安装管节上预埋的止水钢环，如图3；再安放钢筋笼，并垫好保护层垫块；吊入内模，内模在起吊状态下直径小于管内径，当座底松钩后，在内模吊具和内部传动系统重量作用下，楔形模会自动外伸，内模直径会自动扩大至管节内径尺寸，如图4；然后安装外模，最后将混凝土分料振动器吊放在内模上，将内模内的变径传动系统遮盖保护起来。

模具各生产厂质检员对模具吊装前进行检查，钢模合缝是否严密，模板表面有无灰浆，是否刷油，涂脱模剂、几何尺寸变形等情况。检查合格方准使用，否则重新处理。驻厂监理进行不定期抽查。

分料振动器上固定有12个绕在轮盘上的，可放低提高、可同步振动的高频插入式振捣器。浇注管节混凝土时，混凝土吊斗将混凝土倒在分料振动器平台上，分料刮刀旋转将混凝土十分均匀地分入模板，并保证模板内混凝土水平均匀上升。开始浇混凝土时，12个振捣器放到模板底部同步振捣，随着混凝土面上升，轮盘转动使振捣器也随之上升，使新浇入的混凝土随时被振捣密实。混凝土拌和各生产厂根据确定的混凝土配合比，把生产顶管配料含量写在黑板上，挂在拌和机显眼位置，以保证混凝土配合比正确执行，或者使用商品混凝土。不断检查原材料称重情况，并注意混凝土坍落度。严格控制水灰比，混凝土拌和时间必须在2min以上。图5为在制管厂浇注管节混凝土的现场照片，该设备与工艺决定了不可能出现混凝土漏振不密实等缺陷。因模板刚度与精度高，管节的尺寸精度也十分高，管节质量高于其他工艺所制的管。

3 管节预制工艺流程及主要方法

3.1 管节预制工艺

预制工艺流程图见图6。

3.2 止水钢环加工及安装

止水钢环按设计尺寸在作业平台上用自动气焊割刀下料，在带台架的专用铣床或刨边机上切削坡口。将加工好坡口的钢板接长的钢板，焊接接口既要满足强度要求，又要用砂轮磨平磨光，以免损伤止水橡胶圈或影响止水效果。

钢环的加工精度，主要以周长控制，误差控制在±5mm以内。接长的钢板两端作好对接焊的坡口，送至专用的小型立式卷板机卷制成环。用钢尺复核其周长±5mm后焊成圆环，并用手提砂轮磨平磨光焊缝。止水钢环的安装有专用工具，很容易套在底模外侧，底模外侧嵌有止水橡胶圈，能有效地制止浇混凝土时漏水泥浆流程。

3.3 钢筋笼加工与安装

钢筋笼可用成型机直接成型，内、外层钢筋笼间用专门的支撑筋连接成整体。使用先进的一次成型滚焊机。

钢筋笼加工精度必须保证管外侧钢筋保护层40mm，内侧30mm。加工好的钢筋笼用吊车吊至底模上就位，并装好专用的保护层垫块。钢筋笼骨架，必须坚持一是按图施工；二是坚持先生产班组自检，生产厂复检，驻厂监理工程师终检的“三检”制度；三是不合格品立即返工；四是督促生产厂实行奖惩制度。检查主要是坚持按图纸的要求，对螺纹筋的内外圈数，纵筋的根数，钢筋直径、内径、层间距，环筋的内外间距，纵筋长度，扎丝绑扎等是否按图纸和规程规范要求进行施工，达不到合格要求的返工处理。

3.4 模板安装

因是设计合理的专用工具式模板，故安、拆均很简单方便，且安装精度也很高。

3.5 混凝土工艺

拌制混凝土的水泥、砂石料、外加剂及混凝土配合比必须符合规范与标书要求。为增加混凝土的坍落度，提高早期强度，掺入早强剂。

（1）浇注. 立式振捣钢模安装好以后，分两层用喂料机由一端向另一端均匀喂料。喂料量应控制在压实后混凝土比指圈高3～5mm。料喂足后，提高钢模转速，待混凝土表面出浆后，均匀地洒铺少量细集料，放入蒸养池进行蒸养。混凝土坍落度控制在5～7cm为宜。

（2）振捣. 立式成型机混凝土入仓20～30cm一层，群棒交叉振捣，连续作业。严格控制浇筑层厚和是否交叉振捣，适当控制振捣时间。

（3）蒸养. 蒸养一般分三个阶段：升温，每小时不超过25℃，时间延续2～4小时；恒温，普硅水泥为85℃，不少于3h，相对湿度不低于90％；降温，控制脱模前与管子周围环境之间温差不大于30℃，自然降温时间1～2小时。对于立式成型机，先静放1h后加温，每隔30min升温一次，升温速度控制在30—35℃/h，蒸养温度控制在85℃，蒸养4—5h，降温速度不超过15-20℃/h。根据以前制管经验，平均气温25～30℃时，混凝土浇后一天的抗压强度可达到设计强度的40%左右，三天达60%左右，完全可满足模板一天周转二次，管节浇后三天起吊的要求。

（4）拆模——清理、安装模板——浇筑，浇注完成后的管子三天后起吊堆存，腾出底模。浇注的混凝土初凝后即覆盖并浇水养护，始终保护潮湿状态。养护时间根据水泥性质，一般3～7天。

（5）到达龄期，抽检混凝土强度，合格后直接运送施工现场。

4 结束语

采用上述制作工艺的顶管管节，在长距离顶管工程中，没有出现管节破损情况，满足了长距离曲线顶管的施工要求，为后续的同类工程提供参考。