鋼筋擠壓連接技術(shù)在北京城鐵施工中的應(yīng)用

摘　要　鋼筋接頭采用套筒擠壓連接技術(shù),既有效地保護(hù)了防水板,又加快了施工速度,而且工藝操作簡(jiǎn)單、安全、可靠。該技術(shù)已在北京城市鐵路地下工程施工中應(yīng)用,效果甚好。
關(guān)鍵詞　城市鐵路　鋼筋接頭　擠壓連接
1 　工程概況
北京城市快速軌道交通東直門地下折返線工程為復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)(初期支護(hù)、二次襯砌,并在初期支護(hù)與二次襯砌間設(shè)封閉式防水層),先施工初期支護(hù)(格柵網(wǎng)噴C20 混凝土),結(jié)構(gòu)初期支護(hù)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75 % 以上時(shí)開始鋪設(shè)防水板(采用無(wú)釘孔鋪設(shè)技術(shù)),安裝二襯鋼筋,澆筑二襯混凝土。該工程自2002 年7 月18 日竣工,由于施工中重視防水板的施工質(zhì)量及保護(hù),特別是二襯鋼筋接頭采用套筒冷擠壓連接技術(shù),有效地保護(hù)了防水板,結(jié)構(gòu)表面至今未出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。
2 　防水層施工
防水層材料采用ECB 防水板和PE 閉孔泡沫襯墊緩沖層。防水層施工前首先對(duì)初期支護(hù)混凝土基面進(jìn)行處理,然后鋪設(shè)緩沖墊層,最后施工防水板。
2. 1 　初期支護(hù)混凝土基面處理
(1) 初期支護(hù)表面要求平整,無(wú)明顯的凹凸起伏。
(2) 基面上不得有鋼筋、鐵絲和鋼管等尖銳物,以免防水層被扎破,防水層施工時(shí)基面不得有明水,否則,應(yīng)采取措施施堵或引排。
(3) 基面變斷面處理或轉(zhuǎn)彎處的陰陽(yáng)角抹成R ≥ 5 cm 的圓弧或50 mm ×50 mm 的鈍角。

2. 2 　防水層施作
(1) 緩沖層采用膨脹螺栓或水泥釘和塑料圓墊片固定于已達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的噴射混凝土基面上,固定點(diǎn)之間的間距拱部為50 ～ 80 cm , 邊墻為80 ～ 100 cm , 底板為150～200 cm 。
(2) 緩沖層之間的搭接寬度為50 mm , 搭接部位采用熱風(fēng)焊槍進(jìn)行焊接。
(3) 鋪設(shè)緩沖層時(shí)應(yīng)沿隧道環(huán)向進(jìn)行鋪設(shè),不能拉得過(guò)緊,以免影響防水卷材的鋪設(shè),同時(shí)在分段鋪設(shè)的緩沖層連接部位預(yù)留不少于20 cm 的搭接余量。
(4) 采用電烙鐵將防水板熱熔焊接在塑料墊圈上, 防水板之間的搭接采用雙縫焊機(jī)熱熔焊接,焊縫搭接寬度不小于10 cm 。

3 　鋼筋擠壓連接
3. 1 　鋼筋擠壓連接技術(shù)原理及特點(diǎn)
(1) 原理
將2 根帶肋鋼筋插入鋼套筒,用專用的擠壓設(shè)備向鋼套筒徑向加壓,使之產(chǎn)生塑性變形,依靠變形后的鋼套筒與被連接鋼筋橫肋緊密咬合,將2 根鋼筋牢固連接在一起(圖1) 。

圖1 　徑向擠壓連接　　

(2) 特點(diǎn)
① 接頭牢固可靠。接頭質(zhì)量檢查直觀方便,設(shè)備操作簡(jiǎn)單,非技術(shù)工人經(jīng)過(guò)2 h 培訓(xùn)就可做出合格的接頭。
② 施工速度快。連接1 個(gè)< 32 mm 的鋼筋接頭僅需2～3 min , 比閃光電弧搭接焊(12～15 min) 節(jié)約10～ 12 min , 大大提高施工速度。
③ 適用范圍廣?？蛇B接國(guó)產(chǎn)HRB335 級(jí)、HRB400 級(jí)、直徑< 16～50 mm 的帶肋鋼筋及可焊接性差的鋼筋,各種方向布置的同直徑鋼筋都可以連接,解決了閃光電弧搭接仰焊及豎焊的困難。
④ 節(jié)約能源, 保護(hù)環(huán)境。每臺(tái)設(shè)備功率僅2. 2 kW , 耗電量?jī)H相當(dāng)焊接法的1/ 20～1/50 , 無(wú)明火,無(wú)煙塵,無(wú)噪聲,改善了工作環(huán)境,最大限度保護(hù)了防水板的施工質(zhì)量,確保了施工安全,避免了防水板燒破、烤焦等質(zhì)量問(wèn)題及防火安全事故的發(fā)生。
3. 2 　鋼筋擠壓連接設(shè)備
鋼筋擠壓連接設(shè)備由擠壓鉗、超高壓油泵、超高壓油管三大主要部件及附件如升降器等組成。
3. 3 　擠壓連接鋼套筒
鋼套筒是擠壓連接接頭的重要組成部分,由無(wú)縫鋼管或圓鋼加工而成的鋼制圓筒,其外表面噴有規(guī)格標(biāo)志和擠壓位置標(biāo)志(圖2) 。

圖2 　鋼套筒
4 　鋼筋擠壓連接施工工藝
4. 1 　鋼套筒、壓模型號(hào)及壓痕參數(shù)的選擇
相同直徑鋼筋連接和不同直徑鋼筋連接時(shí)的擠壓工藝參數(shù)是不同的,應(yīng)按照規(guī)定選擇。
4. 2 　擠壓設(shè)備準(zhǔn)備
(1) 擠壓作業(yè)前,對(duì)擠壓設(shè)備必須進(jìn)行檢查,并根據(jù)壓接工藝要求,調(diào)整相應(yīng)的作業(yè)油壓。
(2) 根據(jù)連接鋼筋規(guī)格和鋼套筒型號(hào)及套筒準(zhǔn)備選配壓模。
(3) 連接相同直徑鋼筋和不同直徑鋼筋的壓模型號(hào)分別按規(guī)定采用。

4. 3 　鋼筋準(zhǔn)備
(1) 鋼筋端部應(yīng)干凈、平直。影響插入和連接的鋼銹、油污、砂漿以及馬蹄、飛邊、毛刺必須清除和修磨。如遇縱肋過(guò)高及影響鋼套筒插入時(shí),可適當(dāng)修磨縱肋。如鋼筋橫肋影響鋼套筒插入時(shí),嚴(yán)禁打磨橫肋,應(yīng)針對(duì)性選擇使用內(nèi)孔直徑正偏差的鋼套筒。
(2) 在鋼筋端部按規(guī)定劃出定位標(biāo)記和檢查標(biāo)記兩條線。標(biāo)記線不宜過(guò)粗,以免影響鋼筋插入深度的準(zhǔn)確度。標(biāo)記線要牢靠、清晰、持久,以免擦掉給施工和驗(yàn)收帶來(lái)麻煩。定位標(biāo)記標(biāo)示鋼筋的插入深度,距鋼筋端部為相應(yīng)型號(hào)鋼套筒長(zhǎng)度的一半。檢查標(biāo)記在定位標(biāo)記外1. 0～1. 5 cm , 以便接頭質(zhì)量的檢查。

4. 4 　擠壓操作(圖3)
(1) 操作要點(diǎn)和工藝程序
① 擠壓操作中重點(diǎn)控制四要素　插入深度、擠壓順序、擠壓道次及最小壓痕直徑。
② 擠壓方向　擠壓時(shí)擠壓鉗軸線與鋼筋軸線要垂直,并盡可能朝鋼筋橫筋橫肋(即垂直于橫肋方向) 擠壓,以便于接頭獲得最佳性能。
③ 擠壓順序　擠壓必須從鋼套筒中部向兩端依次擠壓。如從套筒兩邊開始順次向中間擠壓,可能造成鋼套筒開裂或壓空(擠壓到無(wú)鋼筋處) 而切斷套筒。為避免壓空,鋼套筒中央沒(méi)有標(biāo)志的部位(約2～3 cm) 要嚴(yán)禁擠壓。

(2) 擠壓施工工序
鋼筋就位→壓鉗就位→擠壓連接。

圖3 　邊墻鋼筋擠壓現(xiàn)場(chǎng)　　

操作應(yīng)注意的事項(xiàng):插入套筒鋼筋端部離套筒長(zhǎng)度中點(diǎn)不宜超過(guò)1 cm ; 擠壓時(shí)擠壓機(jī)與鋼筋軸線應(yīng)保持垂直;擠壓應(yīng)從套筒中央開始,依次向兩端擠壓;宜先擠壓一端套筒,在施工作業(yè)區(qū)插入待接鋼筋后再擠壓另一端套筒。
5 　效果及體會(huì)
通過(guò)擠壓練習(xí)及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),工人的熟練程度大大提高,洞內(nèi)操作輕便、簡(jiǎn)單,擠壓鋼筋圓順度較以前焊接時(shí)明顯改善。經(jīng)過(guò)對(duì)擠壓接頭現(xiàn)場(chǎng)取證結(jié)果可以看出,該接頭試驗(yàn)結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,其性能良好。
(1) 通過(guò)運(yùn)用擠壓連接技術(shù),使隧道二襯防水板的破損率大大降低。
(2) 勞動(dòng)效率得到了很大提高。
(3) 雖然該技術(shù)的應(yīng)用造價(jià)略高于焊接,但作為地下工程而言利大于弊,況且大大縮短了時(shí)間,最大限度地保護(hù)了防水板,減少了二次襯砌后的滲漏水治理,節(jié)約了部分資金。因此,鋼筋擠壓連接技術(shù)將會(huì)在今后地下工程施工中廣泛應(yīng)用。