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1、高扬程长距离泵送混凝土施工（中交二公局第四工程有限公司 洛阳 471013 闫 帅）摘要：文章结合新疆赛里木湖至果子沟口改建工程高扬程长距离泵送混凝土的施工实践，对泵送混凝土施工进行了总结，提出了高扬程泵送混凝土施工要点以及堵管的预防处理措施。关键词：高扬程，泵送混凝土；施工新疆赛里木湖至果子沟口第四合同段由于受到地形的限制，混凝土输送垂直高差达到181m，水平距离达到 574m，折算输送高度为 325m，采用 HBT90CIII 型拖式混凝土泵，在施工中间多次发生堵管事件，历经配合比优化、管道布设方式调整、管道清洗及混凝土泵送前润管工艺改进等多次多种方式的改进，最终实现施工效率的大大提高。1
2、 原材料及配比1.1 原材料砂：采用当地河砂，细度模数 2.93.1，含泥量 2.4%，表观密度 2650kg/m3。2 现场组织2.1 布置原则现场的布置应该遵循以下原则：石料：采用当地产卵石 4.7531.5mm 连续级配。水泥：采用新疆青松水泥有限责作公司 P.O 42.5R 级水泥。粉煤灰：采用新疆奎屯热电厂 I 级商品粉煤灰。外加剂：采用山西黄河新型化工有限公司生产 HJUNF-3A 型混凝土泵送剂。水：采用地表溪水，检测各项指标符合要求。2.2 配合比现场试配 2 个配合比进行对比试全，对比分析后最终采用表 1 中 1 号配比进行施工。配合比优化过程中，在考虑强度等指标的前提下主要
3、考虑泵送性能。表 1 每立方米原材料配比表序号混凝土标号水灰比水泥(kg)水(kg)砂(kg)4.7516nn 卵石(kg)163.15mm 卵石(kg)粉煤灰(kg)外加剂(kg)砂率塌落度(mm)1 30 0.46 326 184 752 522 522 74 3.2 43 2052 30 0.41 441 181 716 537 537 0 3.5 40 210 管路布置应当尽量缩短输送距离，减少弯管，减少输送过程中的阻力。 管路必须联接牢固，进行可靠的支撑固定，弯管处要增加固定设施，减少混凝土输送过程中管路的冲击震动，避免管路或接头变形裂断。管卡要紧，接头密封要严，确保不漏、不漏水。输
4、送高度比较大时要注意在垂直管下端设置垂直管高度 50%长度（一般不少于 15m）的水平管，以通过水平管的管壁摩阻力克服垂直管的逆流压力，避免逆流压力集中造成混凝土离析堵管。特殊季节季工，应当对管路进行防护处理，冬季夏季要对管道进行保温包裹，防止冬季混凝土受冻或者夏季塌落因高温损失过大，造成堵管。2.2 施工组织每台混凝土输送泵配备 2 名经过培训的机械操作人员，另外配备 2 名操作工人现场配合。泵机、拌和站、浇筑工作面分别配备对讲机，保证各个环节及时联系沟通，便于对特殊情况果断采取措施。2.3 注意事项注意事项如下：严格进行设备工前检查，设备各种指标符合要求，方可开始生产。泵送混凝土之前需进行
5、砂浆或水泥浆润管，砂浆比例为 1：1。泵送混凝土与前端取得联系，前端管口处不得有人，避免混凝土喷出伤人；软管弯曲半径应当大于 1.5m 防止软管爆裂。泵送过程中，混凝土料在泵机料斗内高度应保证在泵车受料斗搅拌轴以上，防止混凝土渣自受料斗飞出伤人；受料斗上格网在工作中不得掀开，专人控制入料流量，及时剔除超大粒径骨料或异物；在机器运转阶段，严禁将伸入料斗，严禁脚踏料斗。较长时间暂停泵送，必须每 810min 分别反、正泵送 12 个行程，防止混凝土凝结，根据混凝土塌落度以塌落损失情况（一般情况下塌落度损失要控制在每小时 20mm） ，若时间超过 2.5h 要将混凝土从泵管中清除。发现料离析，要搅拌
6、均匀后再泵送，若搅拌后还存在离析问题，要果断将受料斗内混凝土放掉。泵送过程中如果要泵送压力突然升高，或泵管产生突然异常震动，要立刻开反泵23 个行程，并同时对易形成堵管的锥形管、弯管处进行敲打，如连续几次反泵无改善，则可判断是堵管，要及时按照堵管进行处理。不得随意调整液压系统压力，每次泵送结束要立即将泵及管道中的混凝土彻底清洗。3 常见堵管原因及处理措施3.1 因混凝土原因导致的堵管3.1.1 混凝土坍落度的大小直接反映了混凝土流动性的好坏，在合理的混凝土坍落度范围内，混凝土的输送阻力随着塌落度的增加而减少。坍落度在 160mm 以上称为大流动性混凝土，适用于泵送高度大于 60m 的浇筑工程。
7、塌落度过小，会增大输送压力，加剧设备磨损，并可能导致堵管。塌落度过大（经验值超过 220min） ，高压下混凝土易离析同样易造成堵管。解决办法就是控制合理的塌落度，根据不同施工部位设计塌落度值，施工偏差不应超过 30mm。3.1.2 混合料发生泌水水泥在泵送混凝土中，起胶结和润滑作用，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，一般以普通硅酸盐水泥为佳。水泥加上粉煤灰的总用量最佳值在390450kg，若水泥用量过少，将严重影响混凝土的泵送性能，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；水泥用量过大，将会增加混凝土的粘性，同样造成输送阻力的增加。当水泥用量达
8、到限度上值，混凝土仍然泌水量过大，保水性和粘聚性都不适合高压泵送时，就需要减少水泥用量增加粉煤灰了，由于粉煤灰的滚珠效应，能大大降低泵送阻力，所以，在保证混凝土的各项指标性能的前提下，尽可能多掺加粉煤灰，可以大大增加混凝土的中的浆体数量，增加粘聚性，加上粉煤灰的微集料效应，可以大大提升混凝土的保水性，改善压力泌水，可以有效防止混凝土在管道高压下的泌水离析。3.1.3 粗、细集料级配合及砂率不合适粗集料的级配、粒径和形状对混凝土拌和物可泵性有很大影响。泵送混凝土对骨料粒径大小和级配的要求比普通混凝土严格，大粒径粗骨料的含量不宜过高，石子粒径要适宜，形状以圆形或近似圆形者最佳，卵石的可泵性要好于碎
9、石；级配应符合连续级配的要求，泵送高度大于 100m 时，最大粒径不大于混凝土泵输送管径的 1/4。细集料对混凝土拌和物可泵性的影响比粗集料还要大，混凝土拌和物能在输送走管道中顺利流动，是由于砂浆润滑管壁和粗集料悬浮在灰浆中的缘故，因而要求细集料有良好的级配。细集料按粒径可分为：粗砂、中砂、细砂，中砂的可泵性最好。通常情况下，砂率不宜太低，宜控制在35%45%。3.1.4 外加剂的选用根据混凝土的强度要求和水泥品种，合理地选择外加刘，对提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用，与水泥适应性不好的外加剂将影响混凝土的工作性，从而导致堵管，控制药的关键是减水率、缓凝时间及保坍性能，一般情况下施工条件苛
10、刻取较大的减水率以及缓凝时间。3.2 人为原因操作不当造成堵管3.2.1 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 23 个行程，再正泵，一般情况下堵管即可排除。若已经进行了反泵、正泵几个操作循环，仍未排除堵管，应当机立断及时拆管清洗，否则将使堵管更加严重，在正反泵送过程中可以通过经验（管道摩擦声音）确定堵管位置，可以采取局部拆管处理。3.2.2 泵送时，操作人员须随时观察送料斗中的余料，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，应低于格网高度，以便于及时清理超大粒径骨料。3.2.3 泵送时
11、，泵送速度的选择很关键，操作人员不能一味地图快，首次泵送时，由于管道阻力较大，此时应高压小排量泵送，混合料出管输送正常后，可适当提高泵送速度。当现出堵管征兆（压力表读突然增大、泵管产生突然异常震动、机器负荷明显增大）或某车混凝土的塌落度偏小时，应高压小排量泵送、将堵管消灭在萌芽状态。3.2.4 停机期间，应每隔 10min（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，接近初凝时间的混凝土，不宜继续泵送，应当果断进行管道清理。3.2.5 上次泵送完毕，管道未清洗干净，会造成下一次泵送时管道阻力增大上起堵管。解决办法就是每次泵送完毕一定要按照操作规程
12、将输送管道清洗干净。3.3 管道连接及泵功率不足原因导致的堵管3.3.1 管道接法不合理导致堵管。管道布置时应按最短距离、最少弯头即最小理论水平长度来布管，尽量减少输送阻隔力，也就减少了堵管的可能性，解决办法就是严格按照以上原则进行调整；另外混凝土输送泵的功率要与现场需要匹配，泵车的输送能力是以单位时间内的最大输送距离和平均输出量来标示的，在规划配管设计及泵车选择时，现场布置长度不能超过泵车理论输送距离的 80%，超过时要考虑功率大一级的泵。现场布置长度计算方法如下：泵管的水平换算长度公式为：L=（l 1+12+13+）+K（h 1+h2+）+f.m+b.n 1+t.n2式中：1 1，1 2为
13、水平配管的长度，m；h 1，h 2为垂直配管的长度，m；m 为软管根数；n1为弯管个数；n 2为变径管个数。表 2 各种配管与水平管换算长度表项次 项目 管型规格换算成水平管长度（m）1 向上竖直管 K（1m） 管径 100mm（4）管径 125mm（5）管径 150mm（6）3452 软管 每 58m 长的 1 根3弯管 b（每 1 个）曲率半径 R=0.5m（90）曲率半径 R=0.5m（45）曲率半径 R=0.5m（30）曲率半径 R=0.5m（15）曲率半径 R=1.0m（90）曲率半径 R=1.0m（45）曲率半径 R=1.0m（30）曲率半径 R=1.0m（15）1264294.5
14、31.54 弯径管 t（锥形管）（每 1 根）管径 150175mm管径 125150mm管径 100125mm4816注意：斜坡布置管道的计算方法按照水平、竖直投影叠加计算。3.3.2 泵出口锥管处，不允许直接接弯管，至少应接入 5m 以上直管后，再接弯管。泵送中途接管时，每次只能加接一根，且应用水润管滑管道内壁，并排尽空气，否则极易造成堵管。3.3.3 泵送高度较高时，水平管路的长度最小不小于垂直管路长度的 15%，通过水平管道均匀承担逆流压力，避免局部压力集中造成堵管。高度较大时还应在水平管路中接入管路截止阀。停机时间超过 15min，应关闭截止阀，防止混凝土倒流，造成锥管或者“S”管处
15、堵管。3.3.4 混凝土或砂浆输送造成堵管。有时在泵送砂浆时，便发生堵管现象，这种现象的根本原因在于泵送的扬程过高，另外先泵水然后泵砂浆，砂浆与管道中的水直接触后，在巨大的水压下造成砂浆离析而上起堵管。预防办法是：泵前用水湿润管道后，从管道的最代点将管道接头松开，将余水全部放掉，再泵送砂浆，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。在混凝土泵送完毕清洗管道时，也要放入一海绵球或橡胶塞，将水与混凝土分开，否则极易造成堵管。3.3.5 局部漏浆造成的堵管。局部漏浆，将导致混凝土的塌落度减小和泵送压力的员失，从而导致堵管。漏浆的原因主要有：输送管道接头密封不严，管卡松动或密封圈损坏
16、而漏浆。处理措施就是紧固管卡或更换密封圈。混凝土推进活塞或眼镜板磨损严重造成漏浆。操作人员一旦发现冷却水浑浊或水中有砂浆。或者向上泵水出现喷射状反流，表明混凝土活塞或眼镜板已经磨损，应及时更换，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。3.4 气温的影响导致堵管夏季气温较高，管道在强烈阳光照射下，混凝土易脱水，混凝土流动性变弱，从而导致堵管，因此在管道上应加盖湿草袋或其它降温用品。冬季应采取保温措施，确保混凝土湿度，避免冻结堵管。4 结语有经验的混凝土泵操作人员通过混凝土泵工作声音的微小差异以及泵送压力表读数变化，可以基本上确定是否发生堵管。如果输送压力表突然压力增大或者管道“沙沙”声音变短，则有可能是发生了堵管。一般在施工过程中堵管发生概率比较大的区哉分别是：锥管处、端头软管、弯管处、垂直变化的节点处。对于因部分混合料不良原因发生堵管，可以根据泵管直径推算混凝土推进的高度进行排查，决定处理范围。施工过程中前后场人员配合一定要紧凑，保证
