高落差远距离向下泵送混凝土施工控制.doc

高落差远距离向下泵送混凝土施工控制.pdf远距离泵送混凝土在地铁工程中的应用1 前言随着近年来基建项目日益扩大和预拌混凝土的大力发展，混凝土泵送技术已在我国得到普遍应用。应用泵送技术能够有效解决混凝土水平运输和垂直运输，其效率高、费用低、单位时间输送量大是其它运输工具所不能比拟的。尤其是预拌混凝土生产与泵送施工相结合，彻底改变了施工现场混凝土工程的面貌。1995 年10 月，国家正式批准施行了“混凝土泵送施工技术规程”JG J/T 10-95，为混凝土泵送技术提供了法规。2004 年12 月开始，我公司接到为天津地铁工程土城段到新华路段轨道铺设混凝土浇筑任务。因主体都已完成，地下轨道梁混凝土浇筑的运输问题成为施工的头等大事，工期紧，混凝土浇筑量大，地铁每站间距2km 4km ，站间约每1km 左右留一通风口，如果用轨道车一点一点地运输混凝土浇筑，工期根本完不成。根据我公司的泵送机械能力和对混凝土原材料的选择及质量控制，为客户设计了远距离泵送混凝土施工方案，最长泵送距离为670m ，一次性浇筑560m 3 混凝土，取得了很好的效果。2 设备选择2.1 管路布置地铁轨道梁混凝土输送，主要为水平输送，依靠站间的通风口布置管路，每通风口间距大约为1000m 左右，故泵送距离为垂直向下40m ，水平550m 。设计最多使用4 个R =1m 弯头，锥形管一根，软管1 根。选择内径125 m m 的无缝输送管。水平输送换算长度Lm ax = L1 + L2 + L3 + L4= 550 + 4 9 + 1 10 +1 8= 604 mL1水平长度 水平换算长度1m = 1m （水平）L2弯头换算长度 水平换算长度1m = 9m （水平）L3软管换算长度 水平换算长度1m = 10m （水平）L4锥形管 水平换算长度1 根=8m （水平）考虑尚有临时增加的管路，故设计水平输送长度为650 米2.2 混凝土输送泵选择混凝土泵送时，在泵压的推动下，混凝土以等速、柱塞状向前运动。泵送极限距离取决于混凝土泵在管根部所能产生的最大根部输送压力。这个压力来源于泵车液压缸内溢流阀开始运转时的油压。混凝土进行泵送时，混凝土中的水泥砂浆在压力作用下挤向外围，在输送管表面起润滑剂作用。泵送时，只要混凝土泵的推力产生的剪切应力大于水泥砂浆的屈服应力，管路中的混凝土就会流动。随着管路加长，泵送压力损失增大，泵送阻力增大。当泵送压力损失超出泵送设备能力时，就会造成堵泵。泵送压力的变化与许多因素有关，如水平换算泵送距离、输送管径、混凝土粘性系数、摩擦系数、泵送速度、输送管起始处的泵压力等。根据混凝土泵送施工技术规程JG J/T 10-95 标准，混凝土泵送最大水平距离计算公式：式中Lm ax 混凝土泵的最大水平输送距离（m ）Pmax 混凝土泵的最大出口压力（Pa）PH 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m ）r0 混凝土输送管半径（m ）K1 粘着系数（Pa）K2 速度系数（Pa/m /s）S1 混凝土塌落度（ cm ），选择22.0cmt2 /t1混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，一般取03 ；V2 混凝土拌合物在输送管内的平均流速（m /s）考虑泵送速度越快，摩擦阻力越大，选择1m /s （按约40m 3/小时计算）2 径向压力与轴向压力之比，普通混凝土取09计算如下：故需要混凝土泵最大出口压力= LmaxPH = 6009043.2=5425920 Pa =5426105Pa我公司现有德国普茨迈斯特移动固定泵型号为2112H2台，其设计输送压力为112105 Pa，112105 Pa 5426105，泵车输送压力大于泵管压力损失。按照泵设计能力最大泵送距离Lmax = 112 105 Pa/90432= 12385 m 650m满足泵送650米需要。故选用此泵。3 混凝土配合比设计泵送混凝土配合比设计与传统的设计方法不同，泵送混凝土是在混凝土泵的推动下沿输送管进行混凝土拌合物的运送。因此，不仅要求要满足设计规定的强度、耐久性要求，还要满足管道输送对混凝土拌合物的要求，既要求混凝土拌合物要有较好的和易性、泌水少、摩擦阻力小、不离析、不堵塞和粘塑性良好的性能。对该工程而言，泵送距离长，泵送阻力大，混凝土在输送管内存留时间长，还必须根据气候条件增加混凝土的坍落度保留时间和混凝土凝结时间。并且该泵送混凝土必须要经过仔细的设计，必须要有良好的可泵性。（1） 混凝土材料选择a 水泥品种和胶结料用量在泵送混凝土中，水泥砂浆起到润滑输送管和传递压力的作用，所以在泵送混凝土中，水泥用量和掺合料用量是非常重要的。胶结料过少，混凝土和易性差，泵送阻力大，泵和输送管的磨损也加剧，容易产生阻塞。水泥量过多，不但不经济，混凝土的粘性增高，也会增大泵送阻力。在国标准混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10-95 中规定，泵送混凝土最小水泥用量宜为300 kg/m 3。该工程混凝土强度等级为C30 和C20 混凝土。结合我公司普通泵送混凝土配合比设计经验，选用天津水泥厂普通42 5强度等级的水泥，同时加入矿渣粉和粉煤灰活性材料，总胶结料用量达到360kg/m 3。通过增加了活性掺合料用量，降低了水泥用量，减少混凝土水化热，有利于延长混凝土凝结时间，提高了混凝土的耐久性。b 骨料级配骨料的粒径和级配，对混凝土的泵送性能有很大影响，必须要严格控制。控制骨料最大粒径，这是从三个石子在同一断面处相遇，最容易引起阻塞的原理推算出来的。混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10-95 中规定，泵送高度在100m 以上时，粗骨料最大粒径与输送管径之比宜在1：41：5。由于输送管内径为125m m ，故选用最大粒径为25m m 的连续级配石子。关于粗、细骨料的级配，国内外均有规定。我国混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10-95 中也有推荐的级配曲线。由于我国的骨料级配曲线不完全符合泵送混凝土所要求的曲线，存在有时泵送时会产生一些问题。所以在本工程实际使用时，人工级配5m m 25m m 和5m m 16m m 两种石子，调整到理想曲线，分别计量混合使用。所采用的石子均为连续级配，针片状含量均小于5% 。细骨料应符合JGJ 52-2002 标准，采用中砂。粒径在0315m m 以下的细骨料所占的比例按标准要求不应少于15% ，使用时最好能达到20% ，这对改善混凝土的泵送性能非常重要。许多情况下就是因为这部分所占比例过少，而影响了正常泵送施工。由于天然砂的砂源日益减少，符合级配要求的砂子不是价格太高就是货源太少，所以我公司利用机制砂和部分细砂，人工级配，分别计量，砂子的细度模数可稳定保持在27 左右。混合砂的质量指标均符合国家标准，而且因其不含天然砂中常见的硕石，配合比更加准确，使混凝土泵送性能得到保证。c 外加剂外加剂用来改善泵送混凝土的性能，例如增加管壁与混凝土之间的润滑，减少混凝土的离析、泌水等，可以增加混凝土的流动性，有利于泵送施工。目前常用的外加剂为萘系高效减水剂和渐露头角的聚羧酸高效减水剂，这两种外加剂都在此工程中得到很好的应用。引气混凝土比非引气混凝土有较好的和易性与粘性，可减少粗骨料的离析，也可以减少混凝土的泌水，而且在停机后再启动也较为容易。本工程混凝土也掺用了引气剂，引气量目标值为3% 。混凝土和易性良好。本工程所用外加剂均为瑞士独资企业西卡公司的产品。d 矿物掺合料粉煤灰是一种表面圆滑的微细颗粒，掺入混凝土拌合物后，使流动性显著增加，而且能减少混凝土拌合物的泌水和干缩。当泵送混凝土中水泥量较少或细集料中粒径小于0315m m含量少时，也可掺用粉煤灰进行弥补。矿渣粉的活性极强，掺入矿渣粉后可等量替代水泥，减少了混凝土水化热，延长了混凝土凝结时间，提高了混凝土的耐久性。本工程混凝土中掺入了大港发电厂二级粉煤灰和S95 级磨细矿渣粉。（2 ）配合比参数a 砂率输送混凝土的输送管，除直管外还有锥形管、弯管和软管等。当混凝土经过锥形管和弯管时，混凝土颗粒间的位置就会发生变化，此时如果砂浆量不足，容易产生堵塞。为此，泵送混凝土与普通混凝土相比，要适当提高砂率，以适应管道输送的需要。混凝土泵送施工技术规程JG J/T 10-95 中规定，泵送混凝土的砂率宜为38% 45% ，本工程混凝土配合比经过多次试验，选用砂率为44% 。b 水灰比选择混凝土中拌合水，除供给水泥水化需要外，还使混凝土拌合物获得必要的施工性能。此外，水灰比还与泵送混凝土在输送管中的流动阻力有关，混凝土拌合物的流动阻力随着水灰比的减小而增大。一些文献资料介绍，当水灰比低于045 时，流动阻力显著增大，而当水灰比大于060 时，流动阻力虽然减小，但是混凝土拌合物的和易性降低离析，也会使混凝土的可泵性恶化。该工程混凝土强度等级为C 30，选择水灰比为052。c 混凝土坍落度选择普通方法施工的混凝土的坍落度，是根据振捣方式确定的，而泵送混凝土除去考虑振捣方式外，还要考虑其可泵性。坍落度小的混凝土进行泵送的摩阻力大，要求有较高的泵送压力。坍落度大，如果混凝土拌合物在管道中滞留时间长，则泌水就多，容易产生离析骨料沉降而形成阻塞堵泵。故选择坍落度值为220m m 。经工程实际检测，泵管末端混凝土坍落度为200m m 160m m ，坍落度损失20m m 60m m 。经检查，泵管连接处胶圈不严有渗水现象，是造成坍落度损失的主要原因。4 实际效果在混凝土供应时，我公司在现场做了大量的试验，取得了一些数据。（1 ）混凝土干缩试验（见表1）混凝土干缩值与普通混凝土相当。（2 ）混凝土压力泌水试验（见表2）（3 ）混凝土含气量检测多次现场抽查混凝土含气量，检测值稳定为2% 3% 。达到预计目标。（4 ）混凝土强度统计（见表3）共在现场留置试件170 组，强度统计如下：混凝土抗压强度全部合格。5 总结（1 ）长距离泵送混凝土的施工，不仅要有良好的混凝土配合比设计，还要有相应的施工措施支持。在一些不引人注意的环节可能会隐藏很大的危险。如连接泵管的胶圈问题，如果连接处不严紧，长距离泵管上的几百个接口就有可能漏水，造成混凝土塌落度损失加大、接口处管内混凝土失水干涩，堵管、堵泵。如不及时发现仍然加大泵送压力，又可能造成其它地方的管路爆裂等，增加了拆除修复时间，就可能造成泵管内的混凝土坍落度降低、凝固，以至全线崩溃的危险。（2 ）需在高效减水剂中复合缓凝成分，延长混凝土的凝结时间，混凝土初凝时间不少于6 小时，避免因各种原因造成混凝土在泵管中长时间滞留时凝固。（3 ）混凝土砂浆泵送前需用不少于2 000kg 的清水润泵，发现有漏水的地方及时修复。（4 ）每次泵管安装时，对泵车前200m 的泵管、泵管卡子、胶圈要认真筛选。HBT-60拖式泵施工技术控制 一、 拖式泵前期技术准备 其包括两部分： 拖式泵的整机安装调试，其要求可概括为六个字：稳定、安全、可靠。 因为拖式泵在泵送的过程中产生强大的冲击反作用力，必需保证四个支腿可靠的安放在坚定的地面上且大致水平，以保持拖式泵施工时的安全性。 检查整机各零部件外观，看油管有无破损、接头是否泄漏、油位水位是否正常、紧固件是否松动，避免在施工过程中进行更换、添加、紧固，延误泵送时间，同时产生危险。 观察料斗和洗涤室内有无异物，避免顶坏输送缸筒、活塞和料斗搅拌轴被卡死，使液压马达发热，产生损伤。 为避免搅拌轴两端轴承和“S”管出口端滑动轴承出现干磨擦，产生严重磨损，在运转前，用手动泵泵送润滑脂，直到轴承端有润滑脂溢出。 为确保机械人身安全，检查电源是否正常，接地是否正常；接通后检查电机的旋向是否正确，与箭头方向一致为准，避免工作时出现反向产生危险。 试机时须检查电控、液压元件是否可靠，各系统压力仪表参数是否正常，以确保拖式泵能满足施工使用要求。 管道合理布置，其要求尽量减少输送管道阻力，充分考虑砼自流和倒流对泵送砼的影响，根据施工现场合理布置，易于拆卸、更换、控制，并固定牢靠。 布置管道时，根据施工现场情况尽量少用弯管，尤其是90弯管，可减少输送管道的泵送阻力。 为防止砼向上泵送时因砼自重而引起的倒流，下部水平管道总长应不少于垂直管道总长的1/3，因场地限制水平布管长度不够时，中间可改用弯管连接代替。另外，在水平管间需安装一插管。 为防止砼向下泵送因砼自重而产生自流，使砼离析或管道进入空气而产生管道堵塞，根据现场情况可将坡度中间直管改用一些弯管加以连接代替而阻止倒流发生，并在坡度末端弯管以上的两节直管处加装上闸阀，这样在清理堵管的砼时，可关闭闸阀，以防止因坡度管道内的砼溜下来混入空气而造成再次堵管。 为便于锥管拆卸清洗后再次快速的安装上，最好在锥管前面连接上2m以上的直管后再使用弯管，并将直管垫高，使之轴线与锥管轴线基本重合，并要求固定牢靠。 每间隔10m对输送管加以固定，以防止泵送时输送管道跳动，对管内砼产生影响并使得各连接管卡松动而进入空气或砼外漏，对水平与垂直过渡管更应加强固定。 二 、拖式泵砼泵送过程中的技术控制 其要求:正确按照拖式泵安全技术规范操作，严格控制泵送砼质量，避免砼离析而产生堵管，并能迅速解决突发情况。 洗涤室内和料斗内均要加满水后启动电机，待液压系统的油液上升到15C以上再泵送水，泵送完水后，将管道内的水反泵回料斗内，并将水放掉，关好料斗门，然后泵送0.5-1.5m3的砂浆（1：1或1：2），接着连续砼送砼。 在砼泵送过程中，严格控制砼的配合比和坍落度，使之符合泵送要求，对不合格砼坚决拒绝泵送，从而避免堵管延误施工，确保工程质量。 自拌砼在向料斗下料的过程中产生冲击惯性，因料斗筛网的阻隔影响致使料斗内的砼出现砂浆、石子分离，从而导致砼离析或泵送时吸空而堵塞管道。因此要严格要求控制砼的下落速度、坡度、或高度，以保证下到料斗内的砼满足泵送要求。 管道堵塞时应“反泵送”，使管道内砼反吸一部分回料斗，从而进行管道卸压，再插上插管或关上闸阀，避免拆卸时因管道压力过大而使砼飞溅，产生浪费、危险。 在泵送过程中经常观察各仪表参数是否正常，若出现异常情况，应及时排除，以确保泵送工作顺利进行。 根据施工现场需要，泵送时应进行高低档切换时，一定要停止电机运转并关闭电源，使液压系统卸荷。 三 、拖式泵泵送完后的清洗、维护 保养技术 其要求：泵送完毕，先清洗锥管、料斗、输送缸筒等，再用海绵球清洗活塞、管道，直到管道最前端冒出海绵球、清洗活塞等无砼为止，各相对运动部位进行润滑保养。 清洗过程：砼泵送完毕后，先拆掉前端软管，插上插管，拆开锥管并倒出其中的砼，将之清洗干净，然后用辅助工具将料斗内清洗干净，将输送缸、锥管等中残砼清洗干净，将海绵球和清洗活塞装入已清洗干净的锥管中（根据水平管长度须加若干个浸湿纸质水泥袋），将锥管与料斗出口和前端输送管道接好，关好料斗门，重新将水注满料斗并保证水源充足不断，打开插管，按动“正泵送”按钮，直到海绵球等从输送管的前端压出为止，然后停止泵水，进而完成输送管道的清洗工作，检查各相对运动工作部位并进行润滑保养。对短距离的泵送管道的清洗工作，因清洗时管道内砼产生的阻力较小，可如下进行：砼泵送完毕，立即停泵并打开料斗门用清水清洗干净，然后关闭料斗门，并将料斗加满水，再按“正泵送”按钮，其间不允许停泵并保证不间断充足的水源，在连续泵送到输送管最前端有大量水流出为止，待基本上无砼后再开“反泵送”按钮，将水反抽回料斗内放出，输送管道的清洗工作也即完成。然后检查各相对运动部位并进行润滑保养。 综上所述，根据拖式泵的技术性能状况和施工现场合理布置输送管道，严格控制泵送砼质量，按照安全技术规范的要求进行正确操作，并能及时处理突发故障，就能完成砼泵送的施工任务。随着公路建设的飞速发展，一些国产和进口的泵送混凝土设备已被施工单位广泛使用。然而，在混凝土灌注作业中，由于使用不当，致使设备堵管故障时有发生，这不仅影响了工程进度，也直接影响到工程质量。 1 堵管原因 正常情况下，混凝土在泵送管道中心形成柱状流体，呈悬浮状态流动。流体表面包有一层水泥浆，水泥浆层作为一种润滑剂与管壁接触，骨料之间基本上不产生相对运动。当粗骨料中的某些骨料运动受阻，后面的骨料运动速度因受影响而渐渐滞缓，致使管道内粗骨料形成集结，支撑粗骨料的砂浆被挤走，余下来的间隙由小骨料填补。这样，骨料密度增大，使该段管道内集合物沿管道径向膨胀，水泥浆润滑层被破坏，运动阻力增大，速度变慢，直至运动停止而产生堵塞。 2 堵管位置的判断及排除方法 2 进料口处的堵塞 现象：泵送动作及液压系统均正常，无异常声音和振动，料斗内有较大骨料或结块，在进料口处卡住或拱起而堵塞。 排除方法：使泵反向运转以破坏结块，使混凝土回到料斗重新搅拌，再正向泵送。如果不起作用，则需人工清理，予以排除。 22 分配阀出料口处的堵塞 现象：泵送系统动作突然中断，并且有异常声响，设备有较强振动，但管道内无相应振动。 排除方法：往料斗内倒入1530 L水泥浆，反复正、反向启动泵，迫使通路打开。如果此法无效，也只能人工排除，拆下相连管，去掉阀内杂物。 23 管阀处堵塞 现象：S管阀处堵塞是逐渐形成的，其主要原因是泵送完混凝土后，没有及时用高压水冲洗，致使混凝土残留在S管内，天长日久逐渐加厚，堆积固结，造成堵塞。 排除方法：泵送混凝土结束后，一定要用高压水将泵体和S管冲洗干净。当冲洗无效时，可采用钎敲，以把残渣去掉，直至彻底干净为止。 24 混凝土输送管道堵塞 现象：当输送压力逐渐增高，而料斗料位不下降，管道出口不出料，泵发生振动，管路也伴有强烈的振动和位移时，可判定是管道堵塞。 堵塞部位的判断：堵塞一般发生在弯管、锥管，以及有振动的地段。此时，可用小锤沿管路敲打，声音沉闷处为堵塞处；声音清脆处为正常。用耳听，有沙沙声为正常，有刺耳声为堵塞处。 排除方法：当发生堵管时，应立即采取反复进行正、反转泵的方法，逐渐使泵出口的混凝土吸回料斗重新拌合后再输送。也可用木锤敲击的方法，结合正、反转泵，使之疏通；当上述办法无效时，说明堵塞严重。查明堵塞段后，将管子拆下，用高压风吹或重锤敲击或高压水冲洗，待彻底清理干净后，再接好管道继续泵送混凝土工作。 3 预防泵送混凝土堵塞的措施 （1）在安装与设计管道时，尽可能避免90和S形弯，以减少泵送混凝土的阻力，防止堵塞。 （2）为保证泵送混凝土作业的连续性，确保混凝土浇注质量，作业中间隔时间不宜过长，以防止堵塞。如因某种原因间隔时间较长，就应每510 min左右启动一次泵或反、正转泵数次，以防堵塞。 （3）泵送混凝土要严格按泵送混凝土规定设计配合比，严格控制塌落度。 （4）选用的骨料粒径一定要符合要求，一般不应大于输送管径的1/4。 （5）泵送混凝土前应用清水润滑管道，先送砂浆，后送混凝土，以防止堵塞。 （6）在炎热的夏天，应采用湿草袋覆盖管道，防止在泵送过程中，混凝土塌落过快而产生堵管。大落差垂直向下泵送混凝土的施工技术摘要：介绍芜湖长江大桥主桥基础33 m大落差泵送混凝土的施工要点。 关键词：大落差；泵送；混凝土；施工 芜湖长江大桥是一座公、铁两用特大型桥梁，也是铁道部、安徽省20世纪末标志性工程之一，大桥建设溶入了当代桥梁工程的新技术、新材料、新结构和新工艺，其中混凝土施工，一改前貌，实现了机械化上料、自动化搅拌，全面使用了泵送混凝土。 泵送混凝土以其效率高，使用机械少，节约劳动力等诸多优点，已在国内外广为使用。芜湖大桥开工以来，无论在水平输送，向上垂直输送和大落差向下输送方面都使用了泵送混凝土，取得了一些经验，现将大落差垂直泵送混凝土施工技术，作一些简要介绍。 芜湖长江大桥深水墩的基础施工，基本上都要遇到大落差垂直向下泵送混凝土的情况，其中主塔墩的基础如图1。 图中双壁钢围堰外径为305 m，内径为277 m，壁厚14 m，总高度53325m，下沉至岩面后须清基封底，并进行钻孔桩施工后，要在围堰内抽水并施工承台及塔身。以承台施工为例，混凝土的泵送落差达33 m左右。如何保证泵送混凝土质量，并在施工过程中不发生质量事故，这是一个十分重要的问题。 对于向下泵送混凝土，泵送混凝土施工技术规程(YBJ 22090)中仅有下行倾斜配管，其倾斜度大于7时，坡下水平管的长度要大于高差的5倍，并应在斜管上端设置排气孔的规定，如图2。 有关泵送资料介绍，垂直向下管道宜按图3布置，要求管道下端要设置液压截流阀，出口处要设置排气出料阀等，以控制混凝土流动，避免管中混凝土分离。 另据有关资料提示，落差较大的下降管道，在一段较长的直管上，要安装一个起煞车作用的止落管，如图4。 我们研究了上述布管原理，并找出了泵送混凝土的要点，认为泵送混凝土，无论是水平输送或是向上还是向下输送，混凝土在任何状态下均应充满管道并呈连续状态运动。要保持连续状态运动，使管中混凝土不分离，不自由降落，无气堵现象产生，向下输送混凝土尤应给予关注。 对芜湖长江大桥深水墩承台墩身混凝土如何垂直向下灌注，我们进行了认真细致的调查研究，并对大家颇为担心的问题进行了广泛深入地讨论，最后决定：不用老办法施工，而采用直接泵送的施工技术。 对于图2所示布管办法，我们觉得在围堰内壁上要设盘旋状多层环道，不但管道太长，而且固定设施太多，施工十分繁琐，且操作很不方便，遇到故障，处理也不容易。 对于图3所示的布管设计，我们进行了调查研究，认为大量的混凝土灌注工程，通过人工控制阀门，不易做到万无一失。另外调查资料说明其配套设备价格昂贵，且短时间内难以配齐，远水解不了近渴，只能放弃。 图4方案，我们认为这个方案所需设备最少，且简易可行，只要准确选定止落管和数量，以及管下端水平管的布设长度，向下泵送就可以实现。 我们按垂直管内混凝土重力与垂直管下端水平管内混凝土的阻力平衡原理，同时考虑弯管等阻力作用，通过计算，并适当要求水平管阻力大于垂直管内混凝土重力，按图5及图6布置管路，其具体内容如下； (1)泵送开始水泥砂浆前方放置2个吸水橡胶海绵球，使之能既起支托作用，又防止水泥浆液流失； (2)竖管上安装2个起煞车作用的止落管，以增大管壁阻力，使混凝土能够缓慢通过竖直管； (3)竖直管底端平台上设置了足够长度的水平管和弯管，以抵挡竖管内混凝土的重力，要求在泵送暂时停止时竖管内的混凝土不自由下落，呈静止平衡状态。 除此之外，由于竖管底端承受的压力最大，管壁经混凝土反复多次磨损会逐渐变薄，最终可能导致破裂，因此在竖管下端应该使用厚壁的新管道，无厚壁管道时，应予先安装一个闸阀，以截住竖管内的混凝土，更换破损的泵管。 芜湖长江大桥深水墩912号墩承台、墩身混凝土均采用此大落差垂直向下泵送的施工方法，一次灌注混凝土总量最多达4 200 m。，历时长达45 d，自始至终未出现任何事故，灌注十分顺利 在大落差垂直泵送混凝土的施工中，辅助设施很少，所需劳动力也大大减少，混凝土通过泵管和布料杆可以直接输送到各处，工点布局简易整洁，有条不紊，创建了文明施工的局面。混凝土泵送堵管的原因分析及预防措施1 操作不当容易造成堵管 1.1 操作人员精力不集中 输送泵操作人员在泵送施工中应精力集中，时刻注意泵送压力表的读数，一旦发现压力表读数突然增大，应立即反泵2-3个行程，再正泵，堵管即可排除。若已经进行了反泵(正泵几个操作循环，仍未排除堵管，应及时拆管清洗，否则将使堵管更加严重。 1.2 泵送速度选择不当 泵送时，速度的选择很关键，操作人员不能一味地图快，有时欲速则不达。首次泵送时，由于管道阻力较大，此时应低速泵送，泵送正常后，可适当提高泵送速度。当出现堵管征兆或某一车混凝土的塌落度较小时，应低速泵送，将堵管消灭在萌芽状态。 1.3 余料量控制不适当 泵送时，操作人员须随时观察料斗中的余料，余料不得低于搅拌轴，如果余料太少，极易吸入空气，导致堵管。料斗中的料也不能堆得太多，应低于防护栏，以便于及时清理粗骨料和超大骨料。当某一车混凝土的塌落度较小时，余料可低于搅拌轴，控制在“S”管或吸入口以上，以减小搅拌阻力、摆动阻力和吸入阻力。本办法仅适用于“S”阀系列混凝土泵。 1.4 混凝土的塌落度过小时采取措施不当当发现有一斗混凝土的塌落度很小，无法泵送时，应及时将混凝土从料斗底部放掉，若贪图省事，强行泵送极易造成堵管。切忌在料斗中加水搅拌。 1.5 停机时间过长 停机期间，应每隔510min（具体时间视当日气温、混凝土塌落度、混凝土初凝时间而定）开泵一次，以防堵管。对于停机时间过长，已初凝的混凝土，不宜继续泵送。 1.6 管道未清洗干净 上次泵送完毕，管道未清洗干净，会造成下一次泵送时堵管。所以每次泵送完毕一定要按照操作规程将输送管道清洗干净。 2 管道连接原因导致的堵管 管道接法错误很容易导致堵管。接管时应遵循以下原则： 管道布置时应按最短距离、最少弯头和最大弯头来布管，尽量减小输送阻力，也就减少了堵管的可能性。 泵出口锥管处，不许直接接弯管，至少应接入5mm以上直管后，再接弯管。 泵送中途接管时，每次只能加接一根，且应用水润滑一下管道内壁，并排尽空气，否则极易造成堵管。 垂直向下的管路，出口处应装设防离析装置，预防堵管。 高层泵送时，水平管路的长度一般应不小于垂直管路长度的15，且应在水平管路中接入管路截止阀。停机时间超过5min时，应关闭截止阀，防止混凝土倒流，导致堵管。由水平转垂直时的90度弯管，弯曲半径应大于500mm。 3 混凝土或砂浆的离析导致的堵管 混凝土或砂浆遇水时，极易造成离析。有时在泵送砂浆时，便发生堵管现象，就是因为砂浆与管道中的水直接接触后，砂浆离析而引起的，预防办法是：泵前用水湿润管道后，从管道的最低点将管道接头松开，将余水全部放掉，或者在泵水之后，泵送砂浆之前，放入一海绵球，将砂浆与水分开。 泵送完毕清洗管道时，也要放入一海绵球，将水与混凝土分开，否则极易造成堵管。 4 局部漏浆造成的堵管 由于砂浆泄漏掉，一方面影响混凝土的质量，另一方面漏浆后，将导致混凝土的塌落度减小和泵送压力的损失，从而导致堵管。漏浆的原因主要有以下几种： 4.1 输送管道接头密封不严 输送管道接头密封不严，管卡松动或密封圈损坏而漏浆。此时应紧固管卡或更换密封圈。 4.2 眼镜板和切割环之间的间隙过大 眼镜板和切割环磨损严重时，二者之间的间隙变大。当间隙大于% - 时，须通过调整异形螺栓来缩小眼镜板和切割环之间的间隙，若已无法调整，应立即更换磨损件。本办法仅适用于“S”阀系列混凝土泵。 4.3 混凝土活塞磨损严重 操作人员应经常观察水箱中的水是否浑浊，有无砂浆，一旦发现水已浑浊或水中有砂浆，表明混凝土活塞已经磨损，此时应及时更换活塞，否则将因漏浆和压力损失而导致堵管，同时还会加剧活塞和输送缸的磨损。 4.4 因混凝土输送缸严重磨损而引起的漏浆 若每次更换活塞后，水箱中的水很快就变浑浊，而活塞是好的，则表明输送缸已磨损，此时需更换输送缸。 5 非合格的泵送混凝土导致的堵管 用于泵送的混凝土必须符合泵送混凝土的要求，并不是所有的混凝土都可以拿来泵送，非合格的泵送混凝土将加剧泵机的磨损，并经常出现堵管、爆管等现象。 5.1 混凝土塌落度过大或过小 混凝土塌落度的大小直接反映了混凝土流动性的好坏，混凝土的输送阻力随着塌落度的增加而减小。泵送混凝土的塌落度一般在818cm范围内，对于长距离和大高度的泵送一般需严格控制在15cm左右。塌落度过小，会增大输送压力，加剧设备磨损，并导致堵管。塌落度过大，高压下混凝土易离析而造成堵管。 5.2 含砂率过小、粗骨料级配不合理 细骨料按来源可分为：河砂、人工砂（即机制砂）、海砂、山砂，其中河砂的可泵性最好，机制砂的可泵性最差。细骨料按粒径可分为：粗砂、中砂、细砂，其中中砂的可泵性最好。 粗骨料按形状可分为：卵石、碎石。卵石的可泵性好于碎石。骨料的最大粒径与输送管道的最小口径也有关系，卵石的最大粒径应小于1/3口径，碎石的最大粒径应小于1/4口径，否则也易引起堵管。 由于材料的不同，细骨料的含量（即含砂率）、粗骨料的级配都存在一个最佳值。通常情况下，含砂率不宜太低，应大于40%，大粒径粗骨料的含量不宜过高。合理地选择含砂率和确定骨料级配，对提高混凝土的泵送性能和预防堵管至关重要。 5.3 水泥用量过少或过多 水泥在泵送混凝土中，起胶结作用和润滑作用，同时水泥具有良好的保水性能，使混凝土在泵送过程中不易泌水，水泥的用量也存在一个最佳值，若水泥用量过少，将严重影响混凝土的吸入性能，同时使泵送阻力增加，混凝土的保水性变差，容易泌水、离析和发生堵管。一般情况下每立方米混凝土中水泥的含量应大于320Kg，但也不能过大，水泥用量过大，将会增加混凝土的粘性，从而造成输送阻力的增加。 另外水泥用量与骨料的形状也有关系，骨料的表面积越大，需要包裹的水泥浆也应该越多，相应地水泥的含量就越大。因此，合理地确定水泥的用量，对提高混凝土的可泵性，预防堵管也很重要。 5.4 外加剂的选用不合理 外加剂的种类很多，如：加气剂、减水剂、超塑化剂、缓凝剂、泵送剂等，根据混凝土的强度要求和水泥的品种，合理地选择外加剂，对提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用。不合理的外加剂将使混凝土的可泵性和流动性变差，从而导致堵管。 6 砂浆量太少或配合比不合格导致的堵管 6.1 砂浆用量太少 因为首次泵送时，搅拌主机、混凝土输送车搅拌罐、料斗、管道等都要吸收一部分砂浆，如果砂浆用量太少，将导致部分输送管道没有得到润滑，从而导致堵管。正确的砂浆用量应按每200m 管道约需0.5m3砂浆计算，搅拌主机、料斗、混凝土输送车搅拌罐等约需0.2m3左右的砂浆。因此泵送前一定要计算好砂浆的用量。砂浆太少易堵管，砂浆太多将影响混凝土的质量或造成不必要的浪费。 6.2 砂浆配合比不合格 砂浆的配合比也很关键。当管道长度低于150m时，用1:2的水泥砂浆（1份水泥/2份砂浆）；当管道长度大于150m时，用1:1 的水泥砂浆（1份水泥/1份砂浆），水泥用量太少也会造成堵管。 7 气温变化导致的堵管 夏季气温较高，管道在强烈阳光照射下，混凝土易脱水，从而导致堵管，因此在管道上应加盖湿草袋或其他降温用品。冬季应采取保温措施，确保混凝土的温度。 8 结束语 以上是总结的导致堵管的几个常见原因及预防措施，在实际生产过程中，由于外界条件的变化，造成堵管的原因往往不止这些。但只要我们严格按照操作规程操作，做到防微杜渐，不断地从每一次堵管中总结经验和教训，就一定能将堵管的可能性降到最低。 混凝土的可泵送性及对泵送施工的要求用管道输送混凝土与传统的施工方法不同，混凝土除了要满足设计规定的强度、耐久性等要求之外，还要满足管道输送对混凝土的要求，即良好的可泵送性。所谓可泵送性是指混凝土拌合物具有能顺利通过管道、阻力小、不离析、不堵塞的特性。 不是所有混凝土拌合物都能泵送，混凝土根据其泵送情况不同，分为可泵送混凝土和普通混凝土两种。一般来说，C30-C40的混凝土比较适合泵送，而C15-C20混凝土因水泥含量过少，合易性差，是不适宜泵送的。若要泵送C15-C20混凝土，则需要调整混凝土的配比以及添加泵送剂，用以改善其泵送性能。下面通过以下几个方面对影响混凝土的可泵送性的几个要素进行具体的阐述： 一 水泥 1 水泥品质的影响： 水泥应当具有良好的保水性能，使混凝土在泵送过程中不易泌水。普通硅酸盐水泥、火山灰水泥的保水性较好，而矿渣水泥的保水性差。如用它来拌和泵送混凝土，需加大水泥用量、适当增大砂率或添加一部分粉煤灰，以及采用较低的坍落度。 2 水泥用量的影响： 混凝土的泵送压力靠其中的液相物质传递，液相物质携带着固相物质一起运动,才能完成泵送。水泥的作用有两方面：一是胶结作用,使混凝土在泵送中维持着固相物质被液相物质包围的状态；二是润滑作用,使混凝土与泵的机械部分、输送管道及混凝土内部的摩擦阻力减小而具有良好的流动性。水泥用量一般也存在一个最佳值。若水泥用量不足，将严重影响泵的吸入性能，同时使泵送阻力明显增加，并且混凝土保水性很差，容易泌水、离析和发生堵管；若水泥用量过大，则会使混凝土粘性过大，增大泵送阻力。一般来讲，水泥用量过大时不会影响泵的吸入性能。 水泥用量还与骨料品种有一定的关系，要达到同样的泵送性能，同样粒径的卵石和碎石相比，后者的水泥用量较大；人工破碎砂与天然砂相比较，前者的水泥用量较大。对于轻骨料或多孔性骨料，由于具有高压下吸水，低压下放水的特性，在泵送时容易使混凝土出现贫浆、干硬和泌水，因此应适当增加水泥用量。骨料粒径小，相应的水泥用量应增加。因为骨料粒径小，其表面积增大，需要包裹的水泥浆增加。 二 骨料 1 细骨料 细骨料与水、水泥搅拌成沙浆，用来填充粗骨料之间的间隙，包裹粗骨料，使粗骨料在输送管中呈悬浮状态运动，同时使粗骨料与输送管之间及粗骨料与粗骨料之间不直接摩擦。因此，细骨料的性质和级配对于混凝土的可泵性十分重要。细骨料根据其来源可分为河砂、海砂、山砂、人工破碎砂。采用河砂、海砂、山砂的混凝土可泵性较好；人工砂因表面粗糙，需加入部分天然砂来改善其配比特性，但人工砂的保水性较好，可减少混凝土的泌水离析现象。 细骨料按平均粒径的大小可分为粗砂、中砂、细砂三类。用中砂配制的混凝土可泵性最好，其平均粒径为0.25-0.3毫米。平均粒径过小(即细砂过多)并不好，会增加混凝土的用水量及水泥用量。 在泵送混凝土中，细骨料的用量同粗骨料的空隙率有很大关系，水泥砂浆必须充满粗骨料的间隙，这样不容易离析。如果含砂率偏低，空隙要由水泥来填充，这样必须增大水泥的用量，且混凝土易泌水和离析；如果水泥量不变，而含砂率过大，则因砂的表面积很大，水泥不能完全包裹砂子的表面，砂浆的流动性会降低，泵送阻力将增加，故在一定条件下都有个最佳含砂率。在含砂率高的情况下，泵送阻力会增加，但对混凝土的可泵性无显著影响。如果粗骨料级配合理，则骨料最大粒径越大，最佳含砂率就越低。 2 粗骨料 泵送混凝土可以采用卵石、碎石或卵石与碎石混合骨料。卵石骨料混凝土的可泵性最好，混合料次之，碎石骨料最差。 泵送混凝土的粗骨料最大粒径受输送管路最小口径限制。要求卵石最大粒径不超过1/3口径；碎石不超过1/4口径。允许有少量超径骨料混入，不过这种超径骨料所占的比例不得超过5%，而且它们必须是分散的。 泵送混凝土要求粗骨料的空隙率尽可能小，其级配应连续而均匀，才能以较小的水泥用量及砂率获得较好的可泵性。混凝土的可泵性对于骨料级配间断或不均匀的反应十分敏感。某一组份的短缺，或在混凝土中出现局部的单一化的粗骨料，都可能产生泵送堵塞。 粗骨料在骨料总量中的比例对混凝土的可泵性有很大影响，表现在泵送压力和混凝土泵容积效率的变化。在实用中，只要控制好砂率，粗骨料用量自然就得到了控制。 三 外加剂 水泥外加剂包括减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、膨胀剂、泵送剂、防水剂及速凝剂等，用以改善混凝土的各项性能。 要改善混凝土的可泵性，一般要增加水泥用量，用较大的水灰比及砂率，较严格的骨料级配，这些都意味着成本的提高。而比较经济有效的办法是采用泵送剂来改善混凝土的可泵性。 泵送剂最常用者为粉煤灰，它是一种具有活性的水硬性材料。其本身虽不能自行硬化，但能够与水泥水化析出的氢氧化钙相互作用，形成较强且较稳定的胶结物质。粉煤灰是一种表面圆滑的微细颗粒，掺入混凝土拌合物后，使流动性显著增加，且能减少混凝土拌合物的泌水和干缩程度，是很好的泵送剂。当泵送混凝土中水泥用量较少或细集料中粒径小于0.3mm的砂子含量少时，掺加粉煤灰是很适宜的。对于大体积混凝土结构，掺加一定量的粉煤灰，还可以降低水泥的水化热，有利于裂缝的控制。 根据我国大量工程实践证明，在泵送混凝土中同时掺加减水剂、引气剂和粉煤灰，对提高混凝土拌合物的可泵性十分有利，同时还可节约水泥，提高混凝土的强度和防水性能。 泵送混凝土中掺用的外加剂，应符合国家现行标准混凝土外加剂、混凝土外加剂应用技术规范、混凝土泵送剂和预拌混凝土中有关规定。 四 坍落度 目前，尚没有能够全面反映混凝土拌合物和易性的测定方法。在工地和试验室，通常是用坍落度试验测定拌合物的流动性，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。 测定流动性的方法是:将混凝土拌合物按规定方法装入标准圆锥坍落度筒 (无底)内，装满，捣实刮平后，垂直向上将筒提起，移到一旁，混凝土拌合物由于自重将会产生坍落现象，然后量出向下坍落的尺寸(mm)就叫坍落度，作为流动性指标。坍落度愈大表示流动性愈大。图1-1所示为坍落度试验。 根据坍落度的大小，可将混凝土拌合物分为:大流动性泥凝土 (坍落度大于或等于160mm)、流动性混凝土 (坍落度为100150mm)、塑性混凝土(坍落度为5090mm)、低塑性混凝土 (坍落度为1040mm)。在施工时还可以用肉眼估计：坍落度在10-15厘米的混凝土倾卸到料斗时，其表面易成碎裂状；坍落度在10厘米以下时，混凝土倾斜后完全碎裂，并带有刃齿状边缘，垂直断裂成厚块；高坍落度混凝土倾卸后，其表面无断裂。在工地和试验室，通常是用坍落度试验测定拌合物的流动性。 泵送细石混凝土的坍落度一般控制在10-24厘米，对于远距离和大高度的泵送一般控制在20-22厘米左右；对于向下泵送的落差较大的，一般控制在14-16厘米左右。 五 输送管道 输送距离越长、弯管越多、输送管口径越小，其输送阻力越大，因而要求混凝土的流动性、润滑性、保水性越高，故应增大水泥用量。因为细石混凝土与普通混凝土相比不仅骨料颗粒小而且输送管口径小，所以在实际应用中，水泥用量都偏高。正常的泵送混凝土水泥用量最低限度为每m3混凝土不少于320340kg为宜。而泵送细石混凝土水泥用量最低限度为每m3混凝土不少于360380kg。 采用胶管输送，因胶管表面粗糙，并且具有一定膨胀性，其泵送阻力比钢管要成倍增加。在地暖回填层施工中，因需要将细石混凝土输送到施工层面的各个地方，所用胶管的长度往往达到20-40米，甚至更长，泵送阻力将显著增加。所以在输送管道中应尽量少用胶管，特别是在垂直输送段，应尽量采用钢管，而不要用胶管。 在混凝土泵送施工中，只要掌握好以上几个因素，合理的布置输送管道，根据混凝土泵压力表指示的输送管道阻力的大小，适当选择混凝土各组分的配合比，控制好坍落度，就能进行顺利的施工。 混凝土输送泵的常见故障及处理方法混凝土输送泵是高度机电液一体化的产品，其液压系统可分为闭式和开式，分配阀可分为转阀、闸板阀、S 形阀等。电器方面，PLC（可编程控制器） 现在也引入了混凝土输送泵， 极大地提高了电器系统的可靠性。但不论何种形式的泵，其执行元件都一样，包括主输送油缸、分配阀摆动油缸和搅拌马达等，而油缸的换向是由相应电磁阀的通断和行程开关（或接近开关） 来控制的。出现故障时尽管形式各异， 但通常都要从机械、液压、电器三个方面来加以分析。1 主电机达不到规定转速按主电机起动按钮，电机可运转，但达不到规定转速，且由星形接法转换为三角形接法时自动停机首先检查电源电压是否正常，变压器容量是否足够（变压器容量一般为计算负荷的1.15倍），再通过计算和测量起动时电压确定供电线路线径是否满足要求，保证电压降在规定的范围之内（线路上允许电压降一般不大于5 %） ，如果起动时电压降太大，可适当加大线径。液压系统的操作不当和故障也会造成起动困难。开机前， 首先应检查水泵、搅拌马达操作手柄是否处于中位，泵送按钮是否关闭。若还不能起动就要检查控制主油泵压力的电磁阀是否正常，保证起动时主油泵处于泄荷状态。2 按泵送按钮，混凝土输送缸不工作或工作无力2.1 检查液压油油位是否正常，不足则加到规定位置；再起动电机观察真空表读数是否在正常范围之内， 以确定是否需要更换滤清器。2.2 停机状态下，打开主电源，按泵送按钮，仔细察看控制泵送的电磁阀是否动作，也可用万用表测量各相关电磁阀的通断情况，若不正常则应进一步确定是线路故障，还是电磁阀线圈损坏或阀芯卡死。若正常， 则应检查液动换向阀的动作情况。2.3 若主油缸是在换向位置时不动作，则极有可能是行程开关出现了问题。2.4 检查主泵系统的压力（在泵送作业时）， 若达不到规定值， 则应检查溢流阀和主油泵。对于闭式系统来说，正常情况下，电机起动，补油泵工作，压力显示应在2. 5MPa 左右，若压力不足，则调整补油泵安全阀和检查补油泵的磨损情况。2.5 液压油温度太高，导致泄漏增加，油压下降，工作无力。应检修散热系统，保证散热效果良好。3 换向系统的常见故障与