铁路隧道衬砌钢筋套筒连接施工技术

朱 达

（中铁十一局集团第四工程有限公司，湖北 武汉 430074）

钢筋机械连接是利用连接件的机械咬合力或利用钢筋断面承压，将钢筋力传递到另一钢筋的方式，实现机械连接。例如锥螺纹连接、冷压套筒连接、钢筋滚压直螺纹连接等都属于不同的连接方式［1］。钢筋混凝土项目设计中往往对钢筋连接方式有明确要求，要求采用套筒连接方式施工，因此钢筋套筒连接技术属于未来铁路隧道施工的趋势。

1 工程分析

对某地区复合式双线隧道衬砌分析，该隧道全197.52m，左右线路间距5m，衬砌主筋为φ25HRB400@250mm，纵向分布筋φ10HPB300@520mm，层间距拱墙30cm，小边墙渐变30～35cm，仰拱35cm，内外侧保护层建设6.5cm。其衬砌钢筋采用机械连接方式，以连接件咬合，提高接头强度，确保连接质量稳定。在实际施工中投入人力成本少，施工周期缩短，性价较高。工程进行衬砌钢筋安装，钢筋间距及保护层得到有效控制，保障了接头质量，可防护衬砌防水板，节约材料、减少污染。

考虑到工程自身设计规范、施工条件、所产生经济效益等，采取剥肋滚压直螺纹方式连接。以带肋钢筋套丝剥肋可加强钢筋强度，提高衬砌安装效率，降低施工不必要的成本投入，避免衬砌钢筋焊接破坏防水板，施工衬砌质量大大提高［2］。为确保实际施工可操作性，在衬砌矮墙处以套筒方式连接，仰拱施工前在两侧预埋二衬钢筋，同一环钢筋一侧焊接，一侧套筒连接。

2 工艺流程

施工工艺流程见图1。

图1 钢筋机械连接施工工艺流程示意图

3 施工准备

3.1 设备选择

机械设备上，需要准备：切割机、钢筋剥肋滚丝机、普通扳手（两把）、量规（牙型、环形、塞规）

3.2 材料准备

1）钢筋：配置钢筋需符合国标规定，满足设计需求，钢筋进场提供产品合格证书及复检告，按照质量标准检查钢筋强度、外观、弯拉等，合格后投入使用。不满足设计规范的钢筋禁止使用，钢筋直径偏差过大对套筒钢丝质量有明显影响，可能出现丝扣过前、掉牙等现象。

2）套筒连接：套筒需具备产品合格证明，两端密封良好，连接套表面标记具体规格。材料品种规格、套筒规格型号、钢筋规格等都需满足设计需求。操作者对每批次套筒严格检查，不同规格套筒接头连接检验，合格后用于施工。

3.3 人工队伍组成

在人力设置上由专业班长负责管理，对实际施工现场技术控制，监督施工操作。单组设置3～4名工人，采用专业扳手作业。

4 施工技术分析

4.1 准备工作

1）施工前对接头施工人员开展专项培训考核，通过考核后上岗操作；2）对直螺纹套丝机等机械设备调试检查，扳手及时校验，确保施工时各项工具设备正常工作；3）连接套筒及钢筋端头及时清理，进行除锈、去污操作，按照施工需求，加工尺寸，以备不时之需。

4.2 钢筋丝头加工

加工按照固定工艺流程开展，具体流程为：钢筋端面平头→钢筋剥肋处理→滚压螺纹处理→丝头质检分析→带帽保护→丝头质量抽查→保存备用。

1）钢筋端面平头，端面平头需切割处理，调直钢筋，以无齿锯切除端头约30mm，确保切口

处端面和钢筋稳定，若钢筋头部存在较大弯曲不能随意投入机械加工，不予许对该类钢筋气割下料处理。2）钢筋剥肋处理，钢筋剥肋处理又称之为剥肋滚压螺纹加工，将需加工钢筋放置到操作台

面上，操作人员按照设计丝头长度需求及钢筋直径，以水溶性切削液支持操作。若施工区域气温较低及处于零下，掺入适当亚硝酸钠（约占整体15～20%）。该工作中不能使用机油为切削液，给予切削液丝头足够重视。完成上述步骤倒车驶离工作区域，用塑料保护帽对钢筋剥肋保护维护，按照规格不同对其分类放置。

3）丝头质检丝头质检是保障工程质量的基本防线，采用环规对螺纹长度误差检查，控制误差属于允许范围，不符合规范的螺纹不予使用。以螺纹通止规检查丝头尺寸，通规能旋入，止规不能旋入或不能完全旋入为合格。

4）半成品保护工作，套丝工作完成之后对钢筋进行质量检查，检查合格的钢筋为半成品，

对钢筋实施保护措施，确保钢筋强度满足要求，为剥肋滚压直螺纹稳定连接奠定坚实基础。施工中可采取带帽保护方式，采用塑料帽或者连接套对其加以保护，确保在半成品装卸、搬运及砼施工中能够避免人工操作，对丝头造成污染或破坏。应针对钢筋实际选择对应塑料帽/保护套进行保护，控制塑料帽或保护套长度＞螺纹10～20mm，丝头加工完成后按照规格及分类存放整齐。

4.3 滚压直螺纹套筒施工

滚压直螺纹接头直接采用连接套筒操作，应选择质量较好的碳素结构钢进行。此外，考虑到实际施工中的便捷性及可行性，采用正反丝扣型连接套筒操作。

4.4 施工现场的连接安装

现场安装流程为：钢筋就位→卸下钢筋丝头塑料帽→以螺纹套筒接头连接→标记→施工检查。

针对实际设计图纸，预备好对应长度钢筋准备加工，加工后套丝钢筋，将套丝钢筋运送至隧道衬砌安装钢筋位置，在隧道矮边墙进行衬砌钢筋安装施工，钢筋接茬处需采用套筒连接，之后另一侧以焊接方式连接，固定套筒位置，套筒规格及数量需满足设计规范。以人工方式将待接钢筋丝头拧入套筒2、3扣中，确保钢筋不脱离套筒后停止操作。之后操作人员手持力矩扳手，咬住钢筋端及套筒端，两扳手共同用力，拧紧接头。拧紧后的接头以明显标识设置，区分于未拧紧接头。

5 施工中需重视内容

1）螺纹加工应考虑隧道施工进度，和施工速度保持一致，做到“随制随用”，不宜过早加工，导致工件长时间放置产生锈蚀，影响连接质量。钢筋轧制后应对裸露新鲜表面进行保护，避免其表面受到污染，影响施工质量。

2）滚轧施工中以10个加工件/一次为频率，每加工10个丝头后对丝头尺寸及丝扣质量检查，检查误差是否符合规范标准，发现偏差异常及时叫停，调整滚丝机后重新施工。钢筋剥肋只能一次完成，不允许二次剥肋，对不合理的丝头直接切除，重新加工操作。

3）钢筋连接时提前针对钢筋检查，将力矩扳手游动刻度调制在对应位置区，按照规定力矩值，确保扳手钳头垂直钢筋曲线，可均匀加力。实际施工中发现力矩扳手有“咔哒”声音后，此时扳手受力到达极限值，需立即停止加力避免扳手受到损坏。

4）拼接弯沉后保证两丝头处于套筒中部，套筒端应保证无2扣以上完整丝扣外露，施工中加长型丝扣外露丝扣数量无限制要求，但是需对丝扣明确标识，观察进入套筒后的丝头长度是否满足设计需求。

5）施工现场操作开始时禁止人工触碰加工后接头零部件，对不小心触碰到的螺纹仔细检，有损坏出现不予使用。若套筒拧宁不了螺纹则及时更换，无法更换情况下应割除连接套筒，以焊接方式实现连接。

6）滚压直螺纹接头处需混凝土保护，应控制混凝土厚度满足《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）对受力钢筋保护层厚度要求，需≥15mm。

6 效果分析

该复合式双线隧道施工选择钢筋套筒连接施工技术，施工安全环保、污染少，对应工序简单、施工便捷，质量有保障，且施工中减少了人工成本投入，钢材及能源得到充分利用，能源利用率高，隧道衬砌钢筋连接质量可靠，能消除一定安全隐患，可供同类隧道施工参考。

7 结语

铁路隧道衬砌钢筋套筒连接施工技术属于一项新施工技术，其自身灵活性高、使用方便、对环境基本无污染、施工质量可靠，在结构施工上有推广意义。应了解实际施工中的主要内容，优化施工步骤，发挥钢筋套筒连接技术最大价值。