芯模振動(dòng)水泥制管機(jī)因具有節(jié)能、環(huán)保、高效、安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，正逐步成為鋼筋混凝土排水管行業(yè)的主要生產(chǎn)裝備。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，若采用該工藝生產(chǎn)一些特殊產(chǎn)品（如制作頂管用的工具管）會(huì)比較困難。因此，必須對(duì)該工藝加以改進(jìn)。

目前，國內(nèi)很多單位在生產(chǎn)A型鋼承口管時(shí)都會(huì)遇到困難，雖然已取得了一些成績，但或多或少還存在質(zhì)量不穩(wěn)定、操作難度大、生產(chǎn)成本高等問題。為解決以上問題，本文介紹了一種組合模具生產(chǎn)A型鋼承口管的工法，該工法榮獲“建華管樁杯”混凝土與水泥制品行業(yè)技術(shù)革新三等獎(jiǎng)。

圖1 柔性接頭A型鋼承口管

圖2 柔性接頭B型鋼承口管

1. A型鋼承口管的優(yōu)點(diǎn)

隨著環(huán)境保護(hù)要求的逐步提高、施工環(huán)境的不斷變化以及施工技術(shù)的穩(wěn)步推進(jìn)，鋼筋混凝土排水管的接頭技術(shù)也在不斷進(jìn)步，尤其在頂進(jìn)施工工程中，管材的接口技術(shù)越來越成熟，從最初的剛性企口接頭到剛性雙插口、柔性雙插口接頭，發(fā)展到現(xiàn)在的柔性鋼承口接頭（分為A、B兩種接口形式，見圖1和圖2）。與B型接口相比，A型接口更能適應(yīng)不同的頂進(jìn)施工技術(shù)，接口密封要求更為嚴(yán)格。

對(duì)比圖1和圖2可知，A型接口關(guān)鍵是在止水膠臺(tái)密封處形成一個(gè)基本密閉的凹型槽，止水膠圈在凹型槽中壓縮時(shí)，受到約束，壓縮比穩(wěn)定，閉水效果可控。管材在頂管施工過程中，較大的注漿壓力從管口往內(nèi)傳導(dǎo)，容易使膠圈產(chǎn)生位移，從而失去了止水效果，而A型口凹型槽的存在則能很好地阻止膠圈發(fā)生位移，止水效果良好。

2. 各工藝生產(chǎn)A型鋼承口管的特點(diǎn)分析

2002年前后，通常采用兩半模全開鏜的工藝（如離心工藝、懸輥工藝、立式振動(dòng)成型工藝等）生產(chǎn)A型接管。由于采用的是兩半模，且都帶模養(yǎng)護(hù)，在生產(chǎn)A型接口時(shí)難度并不大，也能滿足國標(biāo)要求。但芯模振動(dòng)成型工藝由于為立式振動(dòng)，即時(shí)脫模的成型方法，若采用該工藝生產(chǎn)帶有特殊埋件或凹槽接頭形式管材時(shí)則會(huì)出現(xiàn)一些難題。

用芯模振動(dòng)工藝生產(chǎn)A型鋼承口管的工法，是長期以來排水管行業(yè)發(fā)展中的一個(gè)難題。由于生產(chǎn)廠家的工裝模具及設(shè)備配套情況不同，會(huì)產(chǎn)生較大差別。

3. 芯模振動(dòng)制管工藝生產(chǎn)A型接口的研究

鋼筋混凝土排水管產(chǎn)品的主要技術(shù)難點(diǎn)在于管口兩端，控制質(zhì)量難點(diǎn)也在于兩個(gè)管口。因此，采用芯模振動(dòng)制管工藝生產(chǎn)A型鋼承口管時(shí)要解決的就是如何處理鋼承口和A型插口相互關(guān)系以及如何生產(chǎn)的問題。鋼承口是整個(gè)接口的基礎(chǔ)，其尺寸精度和定位精度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量都極為關(guān)鍵。由于鋼環(huán)在無約束的情況下易變形、定位難度大等因素，保留通常現(xiàn)有的鋼承口底托定位是最可靠、最經(jīng)濟(jì)的方式。選擇正打（鋼承口在下）方式，確定完方式后，剩下的關(guān)鍵問題就集中在采取何種方法在芯模振動(dòng)工藝設(shè)備中穩(wěn)定可靠、優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)可行地制作A型插口。

對(duì)于制作A型插口，最初的方案就是制作一個(gè)由四個(gè)1/4圓弧組合的成型圈，通過螺栓螺桿連接和松開來實(shí)現(xiàn)成圓和出凹槽。但該方案存在諸多問題：①四個(gè)1/4圓弧圈加工難度極大；②四個(gè)1/4圓弧圈在組裝、吊運(yùn)、制管過程中極易變形，很難組成一個(gè)真正的圓（標(biāo)準(zhǔn)要求管口圓度誤差為±2mm），不能滿足國標(biāo)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求；③操作難度較大，尤其在高處要撐開四條縫非常危險(xiǎn)；④在外模脫模過程中，成型圈極易被外模帶動(dòng)（外模和成型圈之間的縫隙滲進(jìn)混凝土）破壞整個(gè)插口。

此外，單開縫成型圈的成型方法同樣存在上面類似的問題。

另外，參照曾經(jīng)在離心整筒蠟脫模工藝中采取的方法，在芯模外模皮上固定兩至三段帶凸臺(tái)圓弧鐵板來形成凹槽，但該方案存在如下問題：①安裝難度較大；②工作效率低，直接影響流水作業(yè)；③管口的圓度無法保證。

在不斷的試驗(yàn)、摸索過程中，總結(jié)出了組合模具生產(chǎn)A型鋼承口工法，即：

①通過加工兩個(gè)帶凸臺(tái)半圓模具成型A型凹槽，稱之為成型圈，成型圈的數(shù)量根據(jù)臺(tái)班產(chǎn)量來確定；

②用一個(gè)有足夠剛度的整圓鋼環(huán)（稱之為定位圈）將兩個(gè)成型圈組合成整圓，該定位圈每個(gè)品種僅需一個(gè)。組合模具見圖3。

圖3 組合模具圖

成型圈解決了A型凹槽成型問題，定位圈解決了管口圓度問題。由成型圈、定位圈組成的組合式模具能有效解決即時(shí)脫模造成插口破壞的問題。組合式模具組裝可以單獨(dú)完成，不影響流水線生產(chǎn)，不占用工藝流程時(shí)間，解決了生產(chǎn)效率低下的問題。改進(jìn)前、后的生產(chǎn)工藝流程圖見圖4，虛線框是改進(jìn)后新增加的步驟。

圖4 改進(jìn)前、后芯模振動(dòng)制管工藝生產(chǎn)A型鋼承口管的流程圖

4. 組合模具工法重點(diǎn)注意事項(xiàng)

要實(shí)現(xiàn)組合模具的可靠性和可操作性，需注意以下三點(diǎn)：①在設(shè)計(jì)成型圈和定位圈時(shí)，重視配合尺寸的設(shè)計(jì)，尤其是間隙量；②了解現(xiàn)有工裝模具的性能、關(guān)鍵部位的尺寸；③嚴(yán)格要求操作環(huán)節(jié)，尤其在組裝該裝置過程中， 應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)組裝次序完成。如未能保證以上三點(diǎn)，很可能出現(xiàn)以下質(zhì)量問題：①成型圈在脫模過程中被外模擾動(dòng)甚至被帶離管體，產(chǎn)生管身的結(jié)構(gòu)性環(huán)裂縫；②成型圈的彈性變形失控造成管材插口的不圓度超標(biāo)。目前為止，已在芯模振動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了D1000~D3000mmA型鋼承口管的生產(chǎn)。

5. 經(jīng)濟(jì)分析和重點(diǎn)工程應(yīng)用

作為一個(gè)新型工法，既要做到技術(shù)上和工藝上可行，同時(shí)也要做到經(jīng)濟(jì)上可行。組合模具生產(chǎn)A型鋼承口工法完全在原有芯模振動(dòng)設(shè)備基礎(chǔ)上完成，每一個(gè)規(guī)格品種內(nèi)芯模、外模和底托不需要改變，只需增加一個(gè)定位圈和一個(gè)簡易碾壓盤，以及相應(yīng)數(shù)量的成型圈（依據(jù)產(chǎn)量），成本增加較少。

筆者公司采用該工法生產(chǎn)的內(nèi)徑為2600mmA型鋼承口管于2012年6月正式應(yīng)用到“2011年非熱力集團(tuán)產(chǎn)權(quán)老舊設(shè)施供熱及管網(wǎng)改造項(xiàng)目科利源熱電廠清潔能源改造工程”項(xiàng)目中，總工程量1800多m，產(chǎn)品受到了甲方、監(jiān)理方、施工方的一致認(rèn)可。之后，A型口管材又在萬壽塔經(jīng)濟(jì)適用住房和配套用房項(xiàng)目熱力管線工程、北京雁西湖生態(tài)發(fā)展示范區(qū)污水干線工程、馬池口再生水廠及配套污水管網(wǎng)工程等工程中得到大量、成功的應(yīng)用。2013年，利用組合模具生產(chǎn)A型口工法榮獲“建華管樁杯”混凝土與水泥制品行業(yè)技術(shù)革新獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。經(jīng)過近年來的生產(chǎn)和工程施工實(shí)踐，充分證明了組合模具生產(chǎn)A型鋼承口工法技術(shù)先進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可有效推動(dòng)整個(gè)排水管行業(yè)的進(jìn)步。