高落差远距离向下泵送混凝土施工控制Word文档下载推荐.docx

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（水平）

　　L2———弯头换算长度 

水平换算长度1m=9m 

　　L3———软管换算长度 

水平换算长度1m=10m 

　　L4———锥形管 

水平换算长度1根=8m 

　　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》JGJ/T10-95标准，混凝土泵送最大水平距离计算公式：

　　式中Lmax——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22.0cm

　　　　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，一般取0．3；

　　　　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40m3/小时计算）

　　　　α2————径向压力与轴向压力之比，普通混凝土取0．9计算如下：

　　故需要混凝土泵最大出口压力=Lmax×

△PH=600×

9043.2=5425920Pa=54．26×

105Pa

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112×

105Pa，112×

105Pa>

54．26×

105，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×

105Pa/9043．2=1238．5m>

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/T10-95中规定，泵送混凝土最小水泥用量宜为300kg/m3。

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/m3。

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/T10-95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：

4~1：

5。

由于输送管内径为125mm，故选用最大粒径为25mm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/T10-95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5mm~25mm和5mm~16mm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JGJ52-2002标准，采用中砂。

粒径在0．315mm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2．7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0．315mm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》JGJ/T10-95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0．45时，流动阻力显著增大，而当水灰比大于0．60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C30，选择水灰比为0．52。

　　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220mm。

经工程实际检测，泵管末端混凝土坍落度为200mm~160mm，坍落度损失20mm~60mm。

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2000kg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：

㈠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。

①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。

②

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。

③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。

④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。

⑤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。

⑥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。

㈡

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。

①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。

②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。

③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。

④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。

⑤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。

①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15°

C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。

②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。

③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。

④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。

⑤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。

⑥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

2．１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。

2．2分配阀出料口处的堵塞

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。

往料斗内倒入15~30L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。

2．3Ｓ管阀处堵塞

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。

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。

2．4混凝土输送管道堵塞

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。

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5~10min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33m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30．5m，内径为27．7m，壁厚1．4m，总高度53．325m，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33m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（YBJ220—90）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