多年以来，国内外使用的隧道盾构管片预埋螺栓套管多为非金属材料，如尼龙、橡胶材料等，此类产品的优点是价格便宜并且具有较高的强度和较好的耐腐蚀性，适用于大规模应用，方便减少隧道建设成本。

笔者注意到近年来陆续有国内外的设计院和项目承包商希望将非金属的管片预埋螺栓套管更换成钢制预埋螺栓套管，在此笔者想要就非金属管片预埋螺栓套管向钢制预埋螺栓套管转变的过程中出现的问题进行讨论。

1. 关于外观

多年来使用的非金属预埋螺栓套管特别是橡胶套管，因为其产品橡胶本身的特性产品整体偏软，因此设计院在设计该产品的时候大多会在套管的外表增加两根横向肋条以增加其整体的坚挺程度避免弯曲。尼龙材质的预埋螺栓套管也沿用了此类外观设计。

当下非金属螺栓套管转变成钢制螺栓套管的时候，因为没有钢制螺栓套管的图纸以供参考，因此各地设计单位大多直接采用之前的非金属螺栓套管的图纸用于指导钢制螺栓套管的生产，但是设计单位往往忽略了非金属材质和金属材质之间的加工工艺的差异。由于钢制螺栓套管本身具有很强的刚性，所以原本非金属螺栓套管上的两条横肋没有必要保留，增加两根横向肋条一方面增加了生产成本，另一方面并不会有任何对产品机械性能增益的效果，因此笔者认为在设计钢制螺栓套管的时候应该去掉两条横肋，这样既减小了生产难度提高了生产效率，也节省了施工方的采购成本。

以上是现有的钢螺栓套管设计（实际为尼龙套管转化）

以上是笔者的简化外观（去掉两条横肋）

2. 关于螺纹的种类

现阶段钢制螺栓套管的螺纹类型主要分为两类：一类是类似于圆弧牙的螺纹，螺距多为6mm；另一类是类似于梯形或者矩形的具有较大螺距的螺纹，螺距多为12-16mm。这两种常用的螺纹优点是两者的螺距较常规公制螺纹螺距都要大，所以破断拉力要明显优于常规的公制丝螺纹，而且圆弧牙的螺纹还有一个优点就是其独特的圆弧牙型可以允许在螺栓或者套管有少量泥沙的情况下也可以顺利拧入，这与北美建筑行业广泛使用的coil thread如出一辙。对于现在行业内的这两种主流螺纹，笔者认为设计非常合理，但是通常预埋于管片的钢制螺栓套管需要有极高的破断拉力，因此此类套管往往比较长，就拿常用的D36规格为例，通常设计院要求的套管长度在200MM-250MM之间，如此大的螺距配合如此长的总长度，加工难度很大也令很多生产厂家望而却步，这也造成了一种尴尬的局面就是有设计图纸却难以找到生产厂家。

螺纹种类一：圆弧牙螺纹

螺纹种类二：梯形或者矩形大螺距螺纹

笔者所在的青岛朗格纳特科技有限公司早于2013年即攻克了大螺距加长型套管/螺母的生产工艺，此类工艺生产的加长型套管多年来大多出口于欧洲和北美地区，近年来适逢非金属螺栓套管向钢制螺栓套管转变的时间节点，笔者认为纳特科技的生产工艺会有效助力于国内管片预埋产品的高质量转型。

3. 关于钢制螺栓套管的优点分析

笔者认为，相较于非金属螺栓套管，钢制螺栓套管至少具有以下2个优点：

（1）具有更高的自身强度和抗拉拔强度。钢制螺栓套管可以选用多种材质，常用的是Q235低碳钢，更高强度的可以选择#45钢甚至35Crmo合金钢，通过对产品进行热处理可以使其具有更高的自身强度，并且产品具有良好的抗高温能力、良好的低温冲击韧性以及较高的疲劳极限。另外金属材料可以通过焊接底部钢板或者焊接“双爪”或者“四爪”的形式增强混凝土对其的包裹力，以实现更高的抗拉拔强度。

（2）良好的抗腐蚀能力。钢制螺栓套管最后都会进行热镀锌或者渗锌处理，锌层厚度可以达到100um甚至更高，无论是抗酸还是抗碱性能力都表现出色，此类工艺已经经历了至少一百年的时间验证，是稳定可靠的防腐工艺。因此对于高铁隧道这类高标准高要求的应用场景，笔者还是认为应该保守地选择经过时间验证的成熟防腐工艺，毕竟此类应用场景应该具有零失误、零隐患的建设标准。

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