钢筋等强镦粗直螺纹连接技术在水电站地下厂房施工中的应用

摘要：为加快施工进度，降低钢筋连接的施工难度，提高工效和节约施工成本。在水电站工程地下厂房洞室群锚杆支护施工中，采用了镦粗直螺纹套筒连接的新技术，该技术连接速度快、适应性强、应用范围广，可根据洞室断面大小，选择连接锚杆长度，以便于现场安装。提高了工作效率，降低了作业人员的劳动强度，并积累了丰富的施工经验。

关键词：地下厂房洞室群 钢筋连接技术 钢筋镦粗直螺纹连接

1. 概述

钢筋机械连接技术在工业与民用建筑的钢筋混凝土结构中已得到广泛的应用，并制定了相应的行业标准。常用的机械连接接头通常有:挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头、直螺纹套筒接头、熔融金属充填套筒接头等几种。其中挤压套筒接头、锥螺纹套筒接头、直螺纹套筒接头与传统的焊接方式相比，具有接头强度高、连接速度快、应用范围广、适应性强和经济成本低等优点。

在水电站地下厂房洞室群施工中，由于洞室群锚杆支护量大、品种规格多、深度大、洞室空间小，锚杆安装难度大，工效低，为提高施工工艺和施工质量，加快施工进度，降低工程成本。经认真研究、反复比较论证，决定采用钢筋接头连接中的等强冷镦粗直螺纹钢筋接头进行施工。

2.等强镦粗直螺纹钢筋套筒连接的工艺流程、技术特性

直螺纹套筒连接是通过钢筋端头特制的直螺纹和直螺纹套筒咬合形成整体的一种连接方式。根据其镦粗方式分为热镦和冷镦两种方式。热镦是通过电磁波产生900℃以上高温使钢筋端头加热，再用模具镦压而使接头变粗；冷镦是通过机械模具的挤压而使钢筋端头变粗。

为确保接头传力性能和充分发挥钢筋母材强度，连接套筒的屈服强度、承载力和抗拉承载力标准值均不小于被连接钢筋相应值的1.1倍，直螺纹接头标准套筒采用45号钢或其他合金钢，其规格及尺寸见表1。此接头技术使用的标准为（JG/T3057-1999）《中华人民共和国建筑工业行业标准》

2.1、工艺流程和技术要求

直螺纹套筒连接工程流程为：钢筋原料切头镦粗套丝加保护套机械加工套筒加保护套工地连接。丝头的加工（包括切头、镦粗和套丝）和套筒的制作均在加工场制作完成，施工现场仅需用套筒将丝头连接。

（1）钢筋下料切头。冷镦粗钢筋采用Ⅱ级或Ⅲ级热轧带肋钢筋，其材料性能应符合（GB1499-98）《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》要求。下料时，必须保证钢筋端头切口与钢筋轴线垂直，不允许有马蹄形或挠曲，端头部分不直应调直后下料。

（2）钢筋接头的镦粗套丝及技术工艺要求。采有钢筋镦机将钢筋端头镦粗，镦粗段与钢筋轴线同心度≤4°，且镦粗后外观不得有显的裂纹，凹陷和影响钢筋强度的其他缺陷。镦粗头的基圆直径W大于丝头螺纹外径，长度L大于1/2套筒长度，过渡段坡度≤1：3。

不合格的镦粗料，应切去后重新镦粗，不得对镦粗头作二次镦粗；加工钢筋丝头时应采用水溶性切削液，当气低于0℃时应与有防冻措施，不得在无液的情况下套丝。钢筋丝头的螺纹应与边接套筒的螺纹相匹配，公差应符合GB/T197的要求，精度为6f。

要求套筒内螺纹的公差应符合BG/T197，可选用6H；其表面应进行防锈处理；套筒材料 、尺寸、螺纹规格、公差带精度等级应符合产品设计图纸要求。

2.2 镦粗直螺纹连接技术特点

（1）强度高。镦粗段钢筋切削螺纹后所得截面积大于钢筋原面积，即螺纹不削弱截面，从而确保接头强度大于钢筋母材强度，能达到（JGJ107-96）《钢筋机械连接通用技术规程》中A级接头标准。

（2）连接速度快。直螺纹套筒短，螺纹丝扣数少，连接时将套筒套在钢筋上用普通扳手拧紧即可，大大降低劳动强度，节约时间。

（3）应用范围广。可用于弯曲钢筋，钢筋笼等不能转动钢筋的场合，在狭小的洞室内施工或钢筋排列较密集处也能灵活操作。

（4）适应性强。施工连接时不用电，不用气，无漏油，空气污染不受环境限制，特别对地下工程施工，环境差，通风条件差，对改善施工环境，不污染洞室空气，减轻作业者劳动强度具有重大意义

（5）连接性能稳定

套筒的生产和钢筋镦粗套丝等工艺作业在加工车间完成。在洞室现场院只进行钢筋各套筒的连接，避免了洞室施工环境对接头性能的影响。

3、质量要求和检验

3.1外观质量要求

（1）丝头。牙形饱满。牙宽度超过0.6mm，秃牙部分累计长度不应超过一个螺纹周长。外形尺寸含螺纹直径及丝头长度应满足图纸要求。

（2）套筒。套筒表面无裂纹和其他缺陷。外形尺寸包括套筒内螺纹直径及套筒长度应满足产品设计要求。套筒两端应加塑料保护塞。

3.2检验要求

（1）验为加工现场检验，检查项目、方法及要求见表3和图3。加工人员应逐个目测丝头的加工质量。每加工10个丝头应用螺纹环检查1次，并剔出不合格产品。自检合格的丝头，再由质检人员随机检10%，按表3作钢筋丝头制质量检查。当合格率小于95%时，应加倍抽检，复检的合格率仍小于95%时，应再对全部钢筋丝头逐个检验，并切去不合格的丝头，重新镦粗和加工螺纹。丝头检验合格后用塑料帽或连接套筒和保护塞加以保护。

(2) 套筒出厂检验按(JG/T3057-99)规范要求验收;

4、引用的规范标准

JGJ107-96钢筋机械连接通用技术规程；

JG/T3057-99镦粗直螺纹钢筋接头；

GB193-81普通螺纹直径与螺距系列；

GB196-81普通螺纹基本尺寸；

GB197-86普通螺纹公差与配合；

GB/T1499-98钢筋混凝土用热轧带肋钢筋。

5、结语

直螺纹钢的连接技术，在水电站地下厂房洞室群锚杆支护施工中的应用，提高工作效率近两倍，降低了作业人员的劳动强度，改善了施工作业环境，降低了施工成本，提高了现场文明施工的水平，将质量控制中不易控制的人为因素降到最低范围，有效地提高了钢筋连接的质量。该项技术科技含量高、设备简单、投资少、操作方便，在水利水电工程建设领域具有广阔的发展前景。