N’ZETO-SOYO公路工程位于安哥拉西部，大西洋沿岸。工程設計全長96公里，過路埋涵形式為多孔式鋼筋混凝土箱涵和鋼筋混凝土管涵。在公路中央隔離帶設有埋入式縱向橫向混凝土排水管。設計管徑及壁厚種類較多，分別是：鋼筋混凝土涵管管徑1000mm和1500mm，壁厚為160mm；素混凝土涵管管徑500mm、600mm、700mm和800mm，壁厚分別是50mm、60mm、70mm、80mm。涵管標準節設計長度為2010mm，一般端頭非標準節設計長度分別是1160mm和750mm，對接接口為企口形式。

由于安哥拉當地建筑市場僅有的幾家生產混凝土涵管均不能完全滿足設計要求，并產量低下。故而本項目有必要引進國內較先進的懸輥式制管生產線，自行生產制作鋼筋混凝土涵管，以滿足設計和工程施工要求。

1. 懸輥式制管工藝系統組成改進

原工藝系統組成：鋼筋滾焊機、懸輥制管機、水泥管模具、桁車吊、混凝土拌合機（站）、 混凝土運輸設備、喂料機、蒸汽養護池、蒸汽鍋爐、倒運叉車。

項目部根據當地氣候條件和勞動力價格低廉等實際情況，在確保生產品質量的前提下，盡量減少工序環節，降低成本投入。現場實際懸輥制管工藝系統組成為：鋼筋滾焊機、懸輥制管機、水泥制管模具、桁車吊、混凝土拌合機（站）、混凝土運輸設備、養護水池、倒運叉車。省略了喂料機和蒸汽鍋爐，將蒸汽養護池改進為養護水池。現場實際制作鋼筋混凝土涵管場地見下圖：

制管工藝場地布置圖

2. 懸輥式制管機工作原理

工作原理：利用輥軸支撐模具，輥軸旋轉時對模具內的混凝土產生輥碾壓力。同時輥軸帶動模具作高速運轉，模具內的混凝土在離心力作用下，沿模具內壁分布，形成管狀。當模具帶動內部混凝土旋轉通過輥軸時，混凝土被壓實形成管體。

3. 制管工藝流程圖

鋼筋混凝土涵管制管工藝流程圖

4. 原材料及混凝土配合比

4.1 原材料

4.1.1 水泥采用在當地購買的羅安達水泥42.5#。符合工程技術條款中要求的波特蘭水泥標準和滿足AASHTO M85性能要求。

4.1.2 細骨料采用項目部骨料場生產的粒徑5mm以下的混合砂。其含泥量檢查均不大于3%。

4.1.3 粗骨料采用項目部骨料場生產的粒徑5~20mm的小石。骨料均由當地的花崗巖破碎而成。最大粒徑不大于混凝土管壁厚的三分之一，同時不大于環向鋼筋凈距的四分之三。其含泥量檢查均不大于1%。

4.1.4 水采用當地河水。此河水是當地居民的重要飲用水源。經檢測符合國內規范JCJ63的規定中施工用水要求。

4.1.5 鋼筋采用國內采購的III級鋼。符合技術規范要求的達到的REBA各項指標要求。屬于A400NR類型的鋼筋。

4.2 混凝土配合比

懸輥式水泥制管機混凝土參考配合比為：水泥∶砂子∶石子∶水=1∶1.76∶2.64∶0.36其混凝土各項性質接近碾壓混凝土。故借鑒我局施工過的碾壓混凝土配合比經驗，進行設計試驗適合懸輥制管的混凝土配合比。

本項目根據鋼筋混凝土涵管設計要求，配置符合規范技術的混凝土配合比。水泥∶砂子∶石子∶水=1∶1.57∶2.35∶0.32設計涵管混凝土為270/20（依照美國規范表示），相當于國內混凝土規范中混凝土C35的標號。符合了制管用混凝土強度等級不低于C30標號的要求。水灰比同樣控制在0.27~0.37范圍內。

5. 涵管鋼筋骨架制作及安裝

原工藝中涵管鋼筋骨架采用滾焊成型，利用鋼筋滾焊機進行加工。項目部結合涵管設計鋼筋為A400NR類型的鋼筋特點，和達爾公司現場監理工程師提出的“設計管涵環向鋼筋兩端頭節點可焊接固定，其它鋼筋網片節點禁止進行焊接”、“鋼筋網片節點必須進行100%綁扎”的要求。現場對涵管鋼筋骨架加工工序進行了適當調整。

滾焊機工作原理：由主盤旋轉、推筋盤推筋、擴徑機構移動及焊接機構移動四部分傳動系統組成，分別由各自獨立的電機驅動。變頻比例調速系統保證骨架螺距、承口角度不隨焊接速度的調整而改變。調整電機轉速比例，可改變環筋螺距和承口角度。調整大盤上焊臺及焊接機構位置，可焊接不同規格的排水管鋼筋骨架。實際制作過程中省略了焊接機構，原有的焊接壓盤僅作為壓制環向筋與縱向筋緊靠連接的作用。

鋼筋滾焊機加工鋼筋骨架是整個制管工藝當中重要的一個工序。鋼筋骨架的制作進度及質量直接影響制管成品的數量和質量。在制作過程中，原縱向筋和環向筋滾焊焊接改變為人工扎絲綁扎。具體操作：

(1)安裝襯插好設計數量的縱向筋進入推筋盤。擴徑機調整至設計的骨架直徑尺寸。

(2)安裝環向筋進入定位孔，并將端頭與其中的一根縱向筋端頭連接固定。

(3)調整好主盤旋轉和推筋盤推進速度，啟動主機。

(4)待環向筋形成2~3圈時停機，由人工進行綁扎。依次循環操作，直至完成整個鋼筋骨架的綁扎。

(5)最后切斷環向筋，將環向筋尾端與一根縱向筋連接固定。將鋼筋骨架從托架上取下，適當校正后擺放到臨時堆存區。

將加工合格的鋼筋骨架倒運到合模區，放入已經清理和涂刷脫模劑的模具內。利用準備好的“W”型鋼筋控制好兩層鋼筋骨架的間距和鋼筋保護層的尺寸，并加固牢靠防止在懸輥過程中鋼筋骨架貼住模具而造成露筋。安裝過程中注意鋼筋不要被脫模劑或油污染，否則必須清除油污后才允許入模。

6. 水泥制管模具說明及合模吊裝

水泥制管模具由兩個半圓弧鋼模板和兩個鋼制堵頭圓環組成。并帶有一個隔圈鋼圓環，可將長2010mm的模具分成兩個區域。可以制作出長度較短的涵管。（一般多是整個管涵端頭較短管節的涵管。）隔圈鋼圓環由模具上的定位螺絲固定。在制作非標準長度的混凝土涵管時才使用隔圈鋼圓環。

模具面板采用10mm厚鋼板卷制成兩個半圓，肋板為15mm厚100mm高的半圓環鋼板。兩個半圓弧鋼模板對接為企口凸凹對接方式，兩條對接邊各有12個¢20的鏈接螺栓用于加固。

合模時將清理好的兩個半圓弧模板用桁車吊之合模區平行放好；再將相應的鋼筋骨架吊入其中一個半圓弧模板內；后吊起堵頭圓環依次安裝進半圓弧模板的端頭的卡槽內；調整好位置和鋼筋保護層，最后將另一半圓弧模吊起與前面的扣合并調整。檢查鋼筋骨架的情況，并作適當調整加固，上緊模具外側的連接螺栓。由桁車吊緩緩吊起合好的模具，通過調整桁車行走和運行小車左右移動，慢慢套到懸輥機懸輥主軸上，合上一端的門架將固定銷插好；再將合好的模具緩緩落到懸輥主軸上，摘除吊鉤吊繩，并移開桁車吊。模具吊裝完畢，準備進入懸輥制管工序。

7. 涵管成型

在合模工作完成并吊裝就位后，準備啟動懸輥制管機。懸輥機由專人負責啟動、調速、停機工作。開機前必須對設備進行檢查，同時也檢查模具的鏈接螺栓緊固是否牢靠。制管混凝土由混凝土拌合站生產并拉運至制管現場。根據懸輥機制管成型工藝參數，和拌制適合輥壓的混凝土提漿特性，通過生產性試驗確定了一套適合本工程制作鋼筋混凝土涵管的成型工藝參數表。

管徑（mm）	鋼模轉速（轉/分）		凈輥壓時間（分）	備注
	喂料轉速	輥壓轉速
500	750	1200	3
600	750	1200	3
700	800	1400	4
800	800	1400	4
1000	380	1200~1600	7
1500	400	1200~1600	7

（此表適合本項目工程鋼筋混凝土涵管制作工藝。也可用于其它工程項目或制管企業進行參考。）

在整個檢查工作完成后，混凝土運至現場即可啟動懸輥制管機。根據涵管成型參數表在模具轉速達到喂料速度后，由人工從模具的兩端進行混凝土喂料作業。喂料由兩端同時緩慢向中間推進。為保證涵管外觀質量，先鋪墊一層略微較濕的混凝土料，同時將管口部位先喂料堆積輥壓，通過輥壓將混凝土料擠壓進管口凹槽內。喂料必須均勻一致，避免因加料不均勻而引起的模具跳動。喂料厚度比設計涵管壁厚要高出3~5mm，已達到輥軸更好的輥壓實混凝土的要求。喂料完畢后，用鐵鍬將堵頭鋼環上粘的混凝土刮干凈，進入凈輥壓階段。根據成型參數表調整到相應的輥壓轉速，并保持相應的持續輥壓時間。

完成凈輥壓后，將模具轉速逐漸調低至停車，并檢查涵管內表面質量情況。合格則在涵管內壁標明生產日期、管型、內徑、班組。如有缺陷則當班修補處理好后方可吊離輥軸。

8. 涵管養護

根據當地氣溫較高的特點，以及配置的混凝土具有快凝等性質。涵管在沒有脫模養護工藝中取消了蒸汽鍋爐蒸汽養護池蒸養工序，而是放置在露天下自然養護12小時以上。經過對內徑為700mm和1500mm的混凝土涵管回彈試驗測定12小時的平均回彈值，經修正系數換算，平均換算值為19.15MPa，達到了設計混凝土強度27MPa的70%，滿足涵管拆模要求。

9. 脫模

將已達到脫模時間的涵管吊到脫模區進行脫模。旋松模具兩側連接螺栓，不要完全脫開。再利用撬杠撬開對接縫處的肋板，使兩塊半圓弧模板松動，用桁車吊鉤吊住一塊半圓弧模板，適當收緊吊繩，但不可使其受力。拆除連接螺栓，依次脫掉兩塊半圓弧模板，最后脫掉兩端的堵頭鋼圓環。完成脫模工序。

10. 修補及后期養護

脫模后對涵管口邊緣進行檢查，對出現較小的蜂窩或麻面進行處理。

蜂窩處理：適當鑿除松動的骨料，清理處理表面，用高于涵管混凝土一個標號的預縮砂漿進行層層填充，并用木錘擊實，最后修正管口體型。

麻面處理：清理麻面灰塵及雜質，用拌制好的高標號水泥凈漿進行涂抹。注意配置的水泥凈漿在干燥后顏色應與涵管混凝土顏色一致。水泥凈漿涂抹時要均勻，用帆布抹布擠壓并上下快速抹平。

以上修補方式均借鑒了大壩混凝土施工中的缺陷處理工藝。現場應用效果良好。

涵管在臨時養護區內做后期養護，期限為7天。有人工灑水進行養護。做到保持涵管內外表面保持濕潤。

11. 倒運堆放

養護到期的涵管用5噸的叉車運到集中分類的堆放點堆放。由于涵管數量很多，必須合理堆放和合理利用現有場地。借鑒國內制管企業的涵管堆存經驗，和GB/T 11836-2009規范。現場實際將500mm、600mm、700mm、800mm管徑的涵管按照3層分類堆放，將1000mm、1500mm管徑的涵管按照2層分類堆放。同時堆存區道路滿足吊運設備和運輸車輛的運轉。

12. 勞動力配置和生產效率

根據工程施工計劃，有效合理安排涵管制作，以滿足工程施工需求。本項目根據懸輥式制作鋼筋混凝土涵管工藝，并結合當地勞動力價格低廉等實際情況。在省略了喂料機、蒸汽鍋爐兩項工序，和改變養護方式后，在整個工藝中組成以中國技術工人帶領當地勞動力進行生產的有效勞動力配置，經過一段試生產磨合期后達到預期的制管生產效率。見本工程制作鋼筋混凝土涵管勞動力配置表。

工序	本國技術工人（名）	當地勞務（名）	備注
鋼筋骨架制作	1	3
合模及吊裝	2	8
懸輥壓涵管成型
脫模及模具清理
混凝土拌合
修補及養護	1	3
堆放

生產不同類型和不同管徑的涵管，其生產效率不同。同時生產效率的高低也取決于模具的數量。結合本工程實際，整個制管工藝流程平均每天生產率見下表：

名稱	懸輥制管機制管
生產率（節/天）	內徑500mm	內徑600mm	內徑700mm	內徑800mm	內徑1000mm	內徑1500mm
	7	4	3	2	3	2

本項目每天平均生產各類涵管合計21節。滿足總體施工計劃中管涵的施工要求。

本工程啟動后懸輥式制作鋼筋混凝土涵管生產至今，中水集團公司、安哥拉項目經理部及安哥拉各級政府官員對索尤公路項目高度重視，曾多次進行實地考察調研。在經過與當地建筑市場同類混凝土涵管產品對比后，一致認為目前在安哥拉當地建筑市場上，索尤公路項目部所采用的懸輥式制管工藝生產的鋼筋混凝土涵管，各項技術指標及產品質量處于領先地位。同時與國內同類產品對比，索尤公路項目部所采用的懸輥式制管工藝生產的鋼筋混凝土涵管質量達到優良品質。

13. 結束語

懸輥式制作鋼筋混凝土涵管工藝在N’ZETO-SOYO公路工程運用過程中，結合當地實際情況和工程特點進行了適當的改造，從而更加合理并滿足工程合同及規范的要求。各種規格的涵管成品質量得到了工程監理單位的好評。從而確定了該制管工藝在本項目工程中成功總結和應用，同時為以后的工程施工提供相應的借鑒和參考。