刘新元

摘 要：隧道二衬钢筋冷挤压套筒连接工艺，有工艺稳定、施工方便、操作简单，质量易于检查、控制，技术成熟，对操作人员专业知识要求较低等特点，较原来搭接焊接头节省了搭接钢材，做到材料节省，经济效益显著。特别是钢筋冷挤压连接工艺不需使用焊接材料，解决了普通焊接时烧融焊接材料过程产生毒有害气体，释放高热量的弊端，是一项绿色环保的施工工艺，特别适用在隧道这种相对空间较小的现场进行操作。

关键词：隧道；二衬钢筋；冷挤压

中图分类号：U455.91 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）15-0096-03

1 总则

（1）为提高隧道二衬钢筋冷挤压接头施工的质量水平，减少或消除因挤压接头施工带来的质量缺陷，特编制本总结。（2）适用于连接直径16-40mm的HRB335、HRB400级热轧带肋钢筋。

2 目的

通过在施工中的实际运用，取得通过相关试验检测数据，分析总结冷挤压套筒连接这种施工工艺在隧道二衬钢筋连接中的工艺流程，确定达到压痕最小直径、压痕总宽度所需挤压力值参数范围等施工技术参数，确保该工艺总结能够用于指导隧道二衬钢筋挤压套筒连接施工，施工结果满足相应技术质量标准。

3 编制依据

（1）《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2016）；（2）《带肋钢筋套筒挤压连接技术规程》 （JGJ108—96）；（3）《公路隧道施工技术规范》（JTG F60-2009）。

4 擠压接头工作原理

钢筋冷挤压套筒连接工艺，其原理是将两根钢筋顶送入钢套筒中，使用压钳对钢套筒采取径向加压，钢套筒在液压钳的挤压下产生塑型变形，使得钢筋表面横向肋纹嵌入钢套筒内壁产生机械咬合，当施加的力在适当的范围时，钢套筒与被连接钢筋紧密结合成整体的连接方法。

5 施工设备

根据钢筋挤压套筒连接施工工艺的要求，我部采用的主要机具为JYJ-22-40型钢筋冷挤压机、角向砂轮、吊具、电动钢丝刷、游标卡尺，万能材料试验机（WES-1000B，最大负荷1000KN）。

6 施工准备

（1）熟悉隧道施工规范、图纸、检验评定标准，以及钢筋挤压套筒连接相关技术规范及要求。（2）用于施工的材料、挤压设备、辅助施工工具准备就绪。（3）挤压连接设备及检测设备经过检验且运行状态良好，能够满足试验及施工要求，套筒连接的挤压用辅助设备准备就绪。（4）挤压设备操作人员到位，人员防护措施配备齐全，已进行相关的安全、技术交底。（5）试验检测人员已到位，相关试验仪器准备就绪。

7 施工工艺

7.1 施工工艺流程图

图1。

7.2 钢筋、挤压套筒准备

根据《渭源至武都段两阶段施工图设计》中的要求，我部隧道二衬环向主筋分别为22mm、25mm两种规格，分别对应采用22mm、25mm两种钢套筒，挤压道数均为3×2，按Ⅰ级接头控制。采用钢筋挤压连接工艺时需要参考表1要求。

钢套筒尺寸允许偏差应符合表2要求。

首先在连接套筒上做6处压接标志，以压痕净距在5mm左右为宜，误差控制在±5mm范围内，确保压痕分布均匀一致。再检查待连接钢筋端部，如有影响套筒安装的马蹄、飞边或纵肋过高可使用手持角磨机加以修磨，如有弯折需加以矫正，如附有铁锈、油污等杂物则采用电动钢丝刷清理干净，以钢筋端部保持平直、洁净为准。最后在钢筋端部使用滑石笔标记定位标志和检查标志。定位标志距钢筋端部的距离为钢套筒长度的一半再减去5mm，检查标志与定位标志的距离为a（如图2）a值可按以下规定选取：当钢套筒的长度小于200mm时，a取值10mm；当钢套筒长度大于或等于200mm时，a取值15mm。本文仅以遮阳山隧道二衬环向钢筋C25挤压接头为例做以说明，环向钢筋C25所用钢套筒规格为G25、套筒长为15cm，在仰拱两侧预留钢筋安装前，首先在钢筋端头处按7.0cm、9.0cm分别以红油漆做定位和检查标志。

7.3 挤压连接

（1）在仰拱钢筋安装前必须提前将套筒安装好，需提前在钢筋头套筒边缘位置处做定位标记，根据定位标记将套筒安装到位，确保钢筋端头伸入套筒一半的位置，且每层相互错开的接头基本处于同一标高。（2）仰拱预留筋及套筒安装。（3）二衬环向钢筋安装时注意将钢筋对应地送入先前仰拱预留钢筋端头上已安装好的套筒内，确保套筒内钢筋顶面紧密接触。并且在安装过程不得使套筒产生上下位移；（4）检查、校正套筒与钢筋的位置以确保连接钢筋对接处位于套筒正中间；（5）装JYJ-22-40型钢筋冷挤压机，该设备配用JYJ-22-40型的高压电动油泵，输出油压可达100MPa，额定工作压力80MPa，最大工作压力100MPa，电机功率3KW，重量58kg。（6）压接操作时在压接头位置处，固定好压接机，接好进、出油耐高压油管，检查各项连接无误后，可启动超高压油泵。旋松通气孔盖先空转5分钟，调好压接所需的工作压力（压力为50MPa），然后将下压模卡板打开，取出下压模，将压接机机架的开口插入被挤压的连接套筒中，插入下压模，锁死卡板，压接机在平衡器平衡力作用下，对准连接套筒所需压接的标记，操作泵站换向阀往进油位置便可开始工作。当压力表指针调到定值（50MPa）停止进油，稳压然后回油，压接完毕，换向阀换向回油位置，使压模回程，取出下压模，拉出压接机移到下根钢筋，继续压接施工。（7）挤压操作要点：在操作过程中要重点控制以下关键环节：即钢筋送入套筒的位置、挤压操作的先后顺序、挤压道的间距及连接套筒上的最小压痕直径。

控制好钢筋插入位置是为了避免压空，连接套筒中央约2-3cm处禁止挤压，需提前在钢筋头套筒边缘位置处做定位标记，在连接套筒禁压区边缘处提前做好挤压标记，然后从套筒中间向外侧依次挤压，如图3所示。相邻两道压痕净间距控制在5-8mm左右。注意操作时必须先将A1段依次挤压完成后才开始A2段的挤压。endprint

挤压操作时注意压钳位置、角度的调整，必须使压模对准钢套筒表面上提前标出的位置，并使压模压接方向与套筒轴线垂直，主要挤压位置必须在钢筋横肋处，这样才能保证接头处获得最大的咬合力和摩擦力。

挤压连接质量控制时操作人员以泵站压力表表显数据为参考参数，以最终测量的压痕最小直径数据达到规定为准。由于不同批次的钢套筒硬度可能有所不同，因此，不能机械的规定挤压力控制指标，以免造成套筒挤压过度而影响质量。在每批套筒进场后，必须通过实验得出最佳的挤压控制力，试验时先选择较低压力（可按45MPa取值）试压，如压痕最小直径未能达到要求，在原压痕处可渐次提高压力重新挤压，每次提高控制在3MPa为宜，直至压痕合格时为止。此时的压力值，可以理解为该批钢套筒的参考挤压力值。在此还需注意，每个接头操作到最外（最后）一道压痕挤压时，因套筒变形约束力减小，此时压力须控制低于先前几道压痕压力值3～5MPa。

8 质量检验

（1）工艺检验：在对实体工程应用钢筋套筒挤压连接前，必须对每批进场钢筋原材、套筒进行试验检测，材料合格后还需要进行挤压连接工艺检验。工艺检验要符合下列要求：1）每种规格的钢筋接头分别从现场选取三个试验试件进行单向拉伸试验；当三個试件的抗拉强度均符合《钢筋机械连接技术规程》（JGJ107-2016）规定相应等级要求时，视为该验收批合格。试验中若出现一个试件不符合要求，应再取双倍数量的试件复验，复验试验中若仍有试件不合格，则该验收批不合格。现场检验连续10个验收批抽样试件拉伸强度试验1次合格率100%时，验收批接头数量可以扩大1倍。2）在三个接头的母材上分别取一根母材进行抗拉强度试验（注意：母材与接头必须对应）；3）三根接头试件的抗拉强度均应符合《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107中的强度要求；对于A级接头，试件抗拉强度尚应≥0.9倍钢筋母材的实际抗拉强度。（2）现场检验：包括外观质量检查和单向拉伸试验。1）外观质量检查依据下列要求：压痕道数应符合试验检验确定的道数，压痕处的套筒直径压缩量，及套筒外径伸长值应符合检验确定的范围。①通过肉眼观察接头，不得出现裂纹、折叠或影响性能的其它表面缺陷；②接头两端钢筋上显露检查定位标记，但不显露定位标记；③接头的压痕最小直径为原套筒外径的0.8～0.90倍、挤压后套筒的伸长量为原套筒长度的1.10～1.15倍；④接头两端钢筋的轴线弯折角度不得大于4°；⑤外观检查数量应为验收批接头数量的10%或大于该数量。2）挤压接头的单向拉伸试验按验收批进行：500个同等级、同规格接头为一批，每批接头，均按设计要求的接头性能等级，在成品中随机切取3个接头做单向拉伸试验。

9 质量、安全保证措施

（1）压接时，高压油泵达到预定压力数值后，即卸压退模，退模后认真检查连接套筒外观、压痕深度、套筒伸长值，对数值达不到要求的接头要补压，超过要求值时要切除接头重新连接。压接操作过程中，必须保证接头两端钢筋的轴线保持一致。（2）现场施工条件具备时，先在地面上挤压一端套筒，再在施工作业区按工艺要求挤压另一端，以此来加快施工进度。（3）压接操作时采用的挤压力、压痕处外径压缩值、挤压后的套筒伸长值、挤压道次均应符合检验确定的技术参数。（4）电源接通时，要有良好的接地装置，并在配电箱中安装漏电保护器。（5）所有参与施工的人员，在施工现场提高安全保护意识，杜绝安全隐患。（6）现场施工人员必须戴安全防护用具，严禁赤膊穿拖鞋上班。（7）施工现场的钢筋切断机和弯曲机的皮带轮和传动齿轮应设有防护罩，机器开启后达到正常转数时，再开始工作。（8）安放钢筋骨架或搬运钢筋时，附近如有电线，先将电源关闭，并排专人负责，以防意外触电。

10 效益分析

与传统焊接工艺相比钢筋冷挤压连接工艺的优点主要有：（1）连接工艺稳定、施工方便、操作简单：对操作人员专业知识要求较低，只需短期培训，即可掌握施工要领；（2）被连接的两根钢筋在套筒内对顶，较原来搭接焊接头节省了搭接钢材，做到材料节省，经济效益显著；（3）制作好的接头质量易于检查、控制，技术成熟；（4）钢筋冷挤压连接工艺不需使用焊接材料，解决了普通焊接时烧融焊接材料过程产生毒有害气体，释放高热量的弊端，特别适用在隧道这种相对空间较小的现场进行操作；（5）挤压连接速度快、功效高，在一般情况下，以22mm钢筋为例，普通焊接工艺每接头熟练焊工需3-6min：冷挤压工艺一台设备，一个接头完成仅需要1-2min，效率明显提高；（6）适用的钢筋规格广泛，并适用于隧道内二衬钢筋的连接位置和方向的连接；（7）压接设备体积小，重量轻，操作灵活，与平衡器配合使用，可以一人进行移动压接钢筋操作。

10 结语

钢筋冷挤压接头工艺，拥有技术成熟、操作简单、灵活方便、绿色环保、安全高效等优点，特别适用于隧道二衬钢筋施工，具有很好的推广使用价值。endprint