2 管片模具封闭结构

2.1 传统的管片模具密封结构

传统的管片模具密封结构是在侧模上开密封槽，安装密封条后与底模侧面接触密封。为保证管片模具的型腔尺寸和良好的密封效果，底模的侧面需要采用大型数控龙门铣床加工，加工成本高。

2.2 管片模具密封结构的改进

根据其他产品的经验，提出了采用唇形密封条密封的结构方案，见图2。其结构为侧模悬浮在底模上部，在侧模底部开设密封槽，采用唇形密封条与底模进行密封。通过管片试生产的实际验证，采用这种唇形密封结构模具生产的管片不漏浆，管片外观（内弧倒角外观）满足质量要求。同时，该种唇形密封结构在保证密封效果的前提下，节省了底模侧面数控机加工的工序，降低了模具生产成本。

3 预埋件固定方式

3.1 传统的管片模具弯芯棒结构

为形成管片连接弯螺栓的过孔，预制混凝土衬砌管片内一般预埋PVC螺栓套管。因此，管片模具上设置有弯芯棒固定预埋套管，以此保证预埋套管的正确位置。管片模具的弯芯棒安装时需将弯芯棒穿过侧模或端模上的安装孔，然后将预埋套管套在弯芯棒上，最后将弯芯棒传入到手孔定位孔内进行固定。因模具内已经安放好管片钢筋骨架，所以这种结构的弯芯棒操作非常不便，而且钢筋骨架上有很多的尖角锐边，容易造成工人划伤。

3.2 管片模具弯芯棒结构的改进

将侧模和端模上的弯芯棒安装孔加大，弯芯棒后部直径加大，并设置了密封圈。操作时，只需将预埋套管安装在弯芯棒上，然后将弯芯棒连同预埋套管从模具外部穿过侧模或端模上的安装孔，固定在模具上，具体结构见图3。这种结构避免了工人在管片钢筋骨架内操作，减少了工人操作时的风险，提高了生产效率。

4 管片模具注浆管金属固定座结构

4.1 传统的管片模具注浆管金属固定座结构

管片的中心会预埋一个二次注浆兼吊装用的预埋件，通常叫做注浆管，管片浇筑混凝土前需将注浆管固定在模具内。目前国内管片模具的注浆管固定装置有两种：一种是橡胶固定座：橡胶固定座通过螺纹固定在模具底模中部，橡胶固定座上的螺纹与注浆管的内螺纹匹配，注浆管通过螺纹安装固定在橡胶座上。管片脱模时，橡胶座受拉力变形，使橡胶座与注浆管强制分离。这种橡胶座固定注浆管的方式结构简单，操作方便，缺点是橡胶座易损坏，增加管片成本；另一种是钢制固定座：由钢制固定螺栓、固定座和锁紧插销组成，安装座焊接在模具底模中部，安装座中心为圆锥孔，固定螺栓上的螺纹与注浆管的内螺纹配合连接，然后安装在固定座的圆锥孔内，最后人工将锁紧插销插入到固定螺栓下部的孔内锁紧。管片脱模时，人工将锁紧插销拔出，固定螺栓与管片一同脱模，管片放到存放区后，人工将固定螺栓从管片上取下重复使用。这种结构采用钢制件固定注浆管，不易损坏，寿命高，缺点是管片脱模后需从管片上取下，然后再安装到模具上使用，增加了操作步骤；工人经常忘记拔出锁紧插销就进行管片脱模操作，造成管片或固定螺栓的损坏；个别产品的固定螺栓下部无锁紧结构，管片在浇筑振捣过程上浮，严重影响管片成型质量。

4.2 改进后的管片模具弯芯棒结构

通过借鉴振动器插拔机构，最终设计出如图4所示的注浆管固定座。

改进后的管片模具弯芯棒结构由固定螺栓、固定座、钢珠、弹簧、调节螺栓、密封圈、锁紧螺母组成。固定螺栓由连接螺纹、圆锥面、锁紧槽等结构组成，上部螺纹与注浆管螺纹匹配，中部圆锥面和固定座的圆锥孔配合，下部锁紧槽与锁紧钢珠配合，锁紧槽下部设置有小圆锥面，安装固定螺栓时省力；弹性钢珠结构安装在固定座下部，通过调节弹簧力度来获得合适的锁紧力；固定座采用上下分体的结构，先将上半部焊接到管片模具底模上，将下半部锁紧钢珠调整到合适的锁紧力度后，再将下半部与上半部安装到一起，避免了由于底模内部空间不足造成的操作不便。这种结构通过调节弹簧的压紧力度来获得合适的锁紧力，保证了注浆管在混凝土浇筑振捣过程不上浮，注浆管的位置准确；管片脱模时，由管片起吊的升力和模具的重力作用，固定螺栓将钢珠向后压，从而使固定螺栓与固定座分离，无需工人单独解锁，操作方便，避免了工人忘记解锁造成的管片或锁紧机构的损坏；由于锁紧力足够，避免了注浆管在混凝土浇筑振捣过程中稳定不上浮，而且设置有密封圈，保证了结构的密封性，避免了生产时漏浆的现象，保证了管片的质量。

5 结语

预制混凝土衬砌管片模具制作精度要求高，各个项目之间差异性大，为模具的设计和制造提出了更高的要求。虽然项目不同，对应的管片模具也不同，但仍然具有很多通用设计，在设计管片部件时，需坚持学习、思考、创新、争先锋的理念，制造产品精度高、质量好的模具，争取为预制混凝土衬砌管片模具行业做出更大的贡献。

来源：《混凝土与水泥制品》2019年第十期

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