超高泵送实施方案

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1、超高泵送实施方案超高泵送实施方案1.11.1 超高泵送简介超高泵送简介本工程塔楼建筑总高度为 m，主要混凝土泵送部位如下: （1） 核心筒总高度为 m，混凝土强度等级为 C ； （2）外框钢管（型钢）混凝土柱高度为 m，混凝土强度等级为，其中 混凝土最大高 度为 m； （3）地上筒内外楼板混凝土强度等级为 ，筒内楼板设计最高为 层,标高 m,筒 外楼板设计最高为 层,标高 m。 本工程混凝土泵送的重点和难点为将 C 混凝土泵送至 m 和将 C 混凝土泵送至 m.1.21.2 超高泵送混凝土制备超高泵送混凝土制备本工程 C 混凝土最大泵送高度为 m, C 混凝土混凝土最大泵送高度为 m，对于 混

2、凝土的工作性能提出了更高的要求： （1）较好的和易性和流动性； （2）较长的初凝时间； （3）较小的粘稠度； （4）较小的压力泌水率；1.31.3 泵送设备选择泵送设备选择1.3.11.3.1 混凝土输送泵选择混凝土输送泵选择泵送出口压力是决定混凝土泵送高度的重要指标，根据混凝土泵送施工技术规程 ， 对泵送所需压力计算，并根据我单位技术中心对国内外超高层建造过程中积累的经验数据的 研究结果，进行修正计算，确定输送泵的型号；再根据拟定布置方式，计算配置泵管总长度 等技术指标，验算所选泵型的科学、合理性。 1根据混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10-2011，通过以下两个方面计算所需的出 口压力

3、： 泵送混凝土高度按 m 计算所需要的压力(塔楼最高泵送高度为 m，另加布料机 m)。1） 混凝土泵的额定工作压力（Pe）应大于混凝土最大泵送阻力（Pmax）计算。 （1）根据公式：2 1222 1t2=（1+）rtHPKKVPH - 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m） ； r - 混凝土输送管半径（m） ； 取 r=0.0625m； K1 - 粘着系数（Pa） ； K1=300-S1=80 K2 - 速度系数（Pas/m） ； K2=400-S1=180 S1 混凝土坍落度（mm） ； 取 S1=220mm t2/t1-混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，当设

4、备性能未知时，可取0.3； V2 混凝土拌合物在输送管内的平均流速（m/s） ；以混凝土泵送输出量 40m3/h 计， 相当于 V2=0.9m/s。 2 径向压力与轴向压力之比，对普通混凝土取 0.9。将上述取值代入公式计算，求得：= Pa/mHP2） 根据公式：m axf6P =+10HP LPPmax - 混凝土最大泵送阻力（MPa） ； L - 各类布置状态下混凝土输送管路系统的累计水平换算距离（m） ；按下表得 L= m，详见表 1.3-1。表 1.3-1 泵管管路水平换算距离 配管类型数量换算成水平管长度 竖管1m4m 水平管1m1m 水平转换管1m1m 90 弯管 R=1m1 个1

5、m 45 弯管 R=1m1 个4.5m 软管 3.5m1 根12m 锥形管 175125mm1 个8m 合计 m PH - 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m） ；按上述计算PH= Pa/m Pf - 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失（MPa） ；按下表得 Pf=1.6MPa，详见表 1.3 -2。表 1.3-2 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失统计表混凝泵附件名称数量估算压力值（MPa） 管路截止阀2 个0.2混凝土泵分配阀2 个0.4混凝土泵启动内耗单泵1合计1.6将上述取值代入公式，求得：Pmax= MPa。 2另外我单位技术中心结合国内外多个超高层建造过程中积

6、累的数据，研究总结出了 泵管内压力沿程损失，见表 1.3-3，计算混凝土在泵管中的沿程总压力损失见表 1.3-4：表 1.3-3 我单位研究的沿程压力损失 单位长度压力损失（Pa/m）管径管道结构 粘度 1.4粘度 3 水平管9.47E31.735E4 垂直管3.344E44.42E4 水平弯管6.0E49.518E4125mm垂直弯管1.07E51.348E5 表 1.3-4 修正后的沿程压力损失配管类型数量粘度 1.4 沿程压力损失 （MPa）粘度 3 沿程压力损失 （MPa） 竖管 水平管 水平转换管 90 弯管 （水平） R=1m 90 弯管 （垂直） R=1m 45 弯管 R=1m(

7、水平) 软管 3.5m 锥形管 175125mm 合计 可见根据我单位对超高层混凝土泵送研究和经验，随着混凝土粘度的增大，混凝土在泵 管里的沿程损失有所增大，在混凝土粘度为 3 时，混凝土最大泵送阻力为：Pmax = PH + Pf = Mpa 三一重工生产的 拖泵可提供的最大出口压力为 MPa，尚有 压力储备，完 全满足本工程超高泵送混凝土的需要。 经过详细计算与周密论证，我们最终选定三一重工生产的 和 (车 载泵)分别作为本工程超高泵送的高、低区混凝土输送泵，其理论最大出口压力分别达到 35MPa 和 20MPa。其中 的最大理论泵送排量为 m3/小时，柴油机功率为 KW，理论 最大水平泵

8、送距离为 米,垂直泵送高度为 m。 技术参数和实际应用情况见表 1.3-5。表 1.3-5 输送泵技术参数及实际应用输送泵型号技术参数混凝土理论输送压力(MPa)低压高压混凝土理论输送量(m3/h)低压高压动力及泵送系统(油泵排量 ml/r、容积 L、功率 KW)砼坍落度(mm) 输送缸直径最大行程(mm) 料斗容积上料高度(m3/mm)外形尺寸长宽高(mm) 总质量（kg）已应用上海环球金融中心大连中心裕景一期拟应用输送泵型号技术参数3.混凝土泵的最大水平输送距离复核。根据公式：6ef m ax-10HP PLPLmax 混凝土泵最大水平输送距离（m） ；Pe 混凝土泵额定工作压力（Mpa）

9、 ；根据上述内容得知，Pe= Mpa Pf 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失（Mpa） ；根据上述内容得知，Pf= MPa PH - 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失（Pa/m） ；根据上述内容得知，Pa/mHP将上述取值代入公式，求得：Lmax=3991m。 据此分析，拟选用三一重工生产的型号为 拖泵，其理论最大水平输送距离 Lmax= m 大于现场实际布管管路换算水平长度 L= m，满足泵送要求。1.3.21.3.2 泵管选择泵管选择（1）采用内径 mm、壁厚 mm 的输送管道(壁厚较普通高压管加厚 mm)，钢材 45Mn2，高频淬火处理，保障管道的抗爆能力，寿命比普通泵管提

10、高 23 倍。泵管连接处采 用 O 形密封圈密封，以保证高压水洗的密封性,泵管联接结构见图 1.3-1。图 1.3-1 泵管连接示意图 （2）泵管选型验证 1）输送管规格： ，内径 d= mm，外径 D= mm。 2）输送管材料： 45Mn2，b = 885 MPa； 3）混凝土泵最大出口压力为 Pmax= MPa。 4）泵送高度：H = m（泵送至 米时混凝土出口压力约 MPa） 3、输送管最小壁厚： 输送管壁厚 t 的确定：为了保证管道的高可靠性，增长耐磨时间，减少拆装，保证工程 进度，厚度的安全系数取：k =2.0 则输送管的壁厚：t = kt0 = mm 选用壁厚为 mm 的钢管，安全

11、系数高达 3.5。 输送管爆破压力验算： 通过以上验算，选择管径 mm 壁厚 mm 的超高压混凝土输送泵管，满足本工程混凝土 超高泵送要求。1.3.31.3.3 布料机选择布料机选择塔楼核心筒混凝土施工，采用由三一重工生产的 HGY21 液压混凝土布料机，可遥控操作， 自由俯仰，最大布料半径达 21m。HGY21 混凝土布料机性能参数见图 1.3-2图 1.3-2 HGY21 型液压布料机性能型号布料半径21m回转角度360 整机重量7600Kg底脚面积2.52.5m 臂架形式四层卷折全液压安装方式锚栓压点第一节臂长6.5m第一节臂转角92 第二节臂长4.65m第二节臂转角180 第三节臂长4

12、.65m第三节臂转角240 第四节臂长5.09m第四节臂转角1801.41.4 泵送系统规划及布置泵送系统规划及布置1.4.11.4.1 输送泵的定位及水平泵管固定输送泵的定位及水平泵管固定（1）现场布置 3 台混凝土输送泵，核心筒施工至 130.50m（29 层）以下采用三一重工 SY5121-THB90 混凝土输送泵，核心筒施工至 130.50m（29 层）时开始采用三一重工 HBT90CH-2135D。按照混凝土泵送施工技术规程相关要求，地面水平泵管的长度不小于 垂直泵管 25%，采用一泵到顶的泵送方式，最大泵送高度为 471.1m，所以选择 120m 长水平 泵管。泵车的布置见图 。

13、（2）水平泵管的固定方法: 地面水平泵管固定在地下室顶板上，楼面水平管固定在楼板上，采用管卡和钢筋混凝土 墩固定，泵管在靠近连接处两侧设置固定点，见图 1.4-2。图 1.4-2 水平泵管固定大样图图 1.4-2 水平泵管固定示意1.4.21.4.2 竖向泵管配置规划竖向泵管配置规划1.4.2.11.4.2.1 竖向泵管的布置及固定竖向泵管的布置及固定1.4.2.21.4.2.2 水平缓冲弯配置规划水平缓冲弯配置规划 1.4.2.31.4.2.3 不同作业层竖向泵管的接拆不同作业层竖向泵管的接拆因本工程的核心筒、筒内梁板梯、外框柱及筒外水平结构，施工作业面各不相同，存在 管道高度切换问题，如：

14、刚浇注完钢管柱混凝土需要浇筑楼面混凝土，或浇注完核心筒混凝 土需要浇筑楼面混凝土，因有约十层的高差，需要进行切换，需要拆除竖管中间的管道，但 因管道自重原因，竖管的管道之间压得很紧，不便拆除，且更难安装。我们考虑采用专用的 管道拆除及安装工具，便于管道的拆卸和维护。mmPDptbmaxmax 033.2混凝土泵送最大压力lg*3.2PadDpbb图 1.4-11 立管拆卸示意图 步骤 1.当要拆卸输送管 2 时，先将连接输送管 1 和输送管 2 之间的螺栓组去掉，并拆掉 固定输送管 1 的所有管卡。 步骤 2.通过顶升装置顶输送管 1 的法兰将输送管顶起。 步骤 3.将输送管 2 拿掉并更换新

15、的输送管，完成输送管的更换工作见图 1.4-11。1.4-12 立管拆卸示意图 当工字梁 1 与法兰之间距离过近托管不能完成放置时，将千斤顶置于下级工字梁 2 上，靠托管与输送管之间的摩擦力的作用将输送管顶起,见图 1.4-12。输送管穿过楼面，也可将顶升装置可放置于楼面上。1.4.31.4.3 管道截止阀布置管道截止阀布置在混凝土泵机出料口设置一道截止阀，用于防止拖泵短时间停机时混凝土回流，和洗泵后泵管清洗的废水残渣清理及回收处理；在首层地面水平管和垂直管的弯管处设置一道截止阀，用于拖泵长时间停机时防止立管内的混凝土回流，见图 1.4-13。液压截止阀图 1.4 -13 液压截止阀的设置1.4.41.4.4 泵送系统实验泵送系统实验混凝土配合比确定后我单位将进行超高泵送系统实验。参照现场泵送系统折算出水平泵管和弯头量，在地面设置相应的水平泵管和弯头，用拟选用的混凝土输送泵泵送拟确定配合比的混凝土，测试特定点的流速和出口压力，以检验泵送系统和混凝土配合比的可行性，见图 1.4-14。1.4-14 泵送系统实验1.51.5 泵送过程