穿黃灘地埋管工程泵送混凝土堵泵問題分析及處理

崔文博，李海峰

（華北水利水電工程集團有限公司，天津 300170）

1 前言

南水北調東線第一期工程穿黃工程北區灘地埋管工程計劃開工日期為2008年6月15日、竣工日期為2010年7月30日，實際開工日期為2008年9月6日、竣工時間不變，但要經歷一個汛期和兩個凌期，在扣除前期土方施工和后期土方回填時間后，混凝土施工有效期約為8個月，混凝土澆筑量6萬m3，平均澆筑強度為7 000 m3/月，澆筑強度大。為滿足工期要求，充分利用泵送混凝土施工速度快的優勢，同時考慮施工成本效益，本工程最終選定拖泵泵送混凝土入倉的澆筑方案。

泵送混凝土具有施工速度快、成本效益高的優點，但是易發生堵泵現象。如何避免或者減少堵泵現象，是提高施工進度的關鍵。

2 原因分析

對此現象，經過分析認為有如下方面的原因：

2.1 操作人員方面

（1）操作人員精力不集中，沒有時刻注意泵送壓力表的讀數，致使壓力增大沒有及時采取措施，造成堵泵。

（2）余料量控制不適當。泵送時，操作人員不注意觀察料斗中的余料，致使余料低于攪拌軸，擺缸吸入空氣，導致堵泵。

2.2 混凝土方面

（1）混凝土的坍落度太大，造成混合料內的灰漿先被輸送出去。隨著灰漿的減少，一部分骨料之間的空隙得不到灰漿的填充，骨料間隙中的空氣便被吸至混凝土的出口處和閥箱內，從而形成堵泵。

（2）混凝土的細骨料為機制砂，而機制砂恰恰是可泵性最差的。機制砂拌制的混凝土易發生離析，泵送阻力增大，造成堵泵。

2.3 施工方法方面

（1）管道連接原因有：管道布置時沒有按最短距離、最少彎頭和最大角度來布管，實際布管時在泵出口錐管處直接接彎管增大了輸送阻力，造成了堵泵。管道連接不嚴密，造成漏漿，致使混凝土坍落度減小甚至發生離析，減小泵送壓力，造成堵泵。

（2）管道原因有：①泵送前沒有用水濕潤管道包括軟管，造成管道吸收混凝土的水分，坍落度增大，增加泵送阻力，造成堵泵。②上次泵送完畢，沒有清理干凈管道，造成堵泵。③本工程向下泵送混凝土，管道傾斜角度接近15°，在傾斜的管段內大流動度的混凝土可能因自重而產生向下自流的現象，使輸送管內出現空洞或因自流使混凝土產生離析而發生堵泵現象。

2.4 夏季施工方面

夏季氣溫較高，管道在強烈陽光照射下，混凝土易脫水，從而導致堵泵。

3 解決對策

通過分析上述原因，制定了以下方面的管控措施：

3.1 人員管控

（1）要求操作工人時刻注意壓力表的變化，一旦發現壓力表讀數突然增大，應立即反泵2～3個行程把氣體排出，再正泵。若已經進行了反泵正泵幾個操作循環，仍未排除，立即停泵及時拆管清洗。

（2）要求放料工人時刻注意料斗內的料量，拌合物的量既不能低于攪拌軸，也不能高于防護欄。這樣，既可避免吸入空氣，又可以及時清理超大骨料。

3.2 材料管控

（1）與混凝土供應商聯系降低混凝土坍落度，嚴格控制在140 mm左右。也就是說，夏季控制在140～160 mm，冬季控制在120～140 mm。

（2）在澆筑混凝土的過程中，自拌同配比的砂漿，根據混凝土骨料的離析程度向泵車內添加適量砂漿增加拌合物的和易性。自拌砂漿的砂選用可泵性好的河砂，按粒徑來說屬于中砂。

3.3 施工方法管控

（1）對管道連接的管控措施有：①考慮移動地泵的不便性和移動成本，在管道布置時盡可能按最短距離、最少彎頭和最大角度來布管，布管時在泵出口錐管處連接長度不少于5 m的直管，再接彎管。泵送中途倒管時，每次只加接一根，且用水潤滑一下管道內壁，并排盡空氣。如圖1所示。②管卡一定要擰緊到位，保證接頭密封嚴密，不漏漿，尤其要保證泵送時各管卡處不能有任何滲水現象。泵送前泵水就能起到檢查管路接口密封情況的作用。各管卡位置不應與地面或支撐物接觸，應留有一定的間隙以便拆裝。

（2）對管道的管控措施有：①泵送之前先泵水，使管道充分濕潤；每次澆筑完成后將軟管放入排水渠內用水浸泡，下次澆筑前再取出備用。并且要求每次施工完畢之后必須立即清洗干凈管道和泵車。一是泵管的清洗：先將插管插上插板后，拆除前端軟管，從150A-125A錐管處拆除管接頭，倒出該錐管中混凝土，安裝好清洗用具，按輸送管長度不同，采用的清洗用具也不一樣。輸送管長度100m以下時，用一個海綿塞和一個清洗活塞；輸送管長度500m以上時，用兩個水泥袋、兩個海綿塞、一個清洗活塞（水泥袋、海綿塞在裝入前須用水充分浸泡）。安裝清洗用具后，將錐管重新接回，扣好管夾，料斗裝滿水并保證與水源相接，直到海綿塞、清洗活塞、水泥紙從前端冒出，繼續泵送水，后序的混凝土殘渣流出直至沒有。至此，輸送管清洗完畢。如圖2所示。二是混凝土泵用后要進行清洗，分為日常清洗和入庫清洗。日常清洗如下：首先使主油泵排量調至最小，空運轉3～4個沖程，排出殘余的混凝土，停止空運轉；拆出錐管，用鏟子、扒出棒等輔助工具清除料斗、S管里的混凝土，打開料斗下部料門，用水沖洗料斗內外，待清除干凈后，關閉料門；料斗內注滿水，運轉3～4個沖程，將殘余混凝土隨水排出機外，水排完畢，空運轉20 min，繼續供潤滑脂，清洗完畢關機，關閉電源。入庫清洗如下：若泵有一段時間不用，應將泵入庫，入庫前進行保養性清洗。先將混凝土活塞拉回，放盡水箱之水，活塞拆出進行清洗，涂滿潤滑脂重新裝入。隨后，將機身各處清洗干凈并擦干，涂噴機油。清洗干凈的標準應為機身各處無混凝土塊、灰漿、泥水。②在向下傾斜配管的前端設置相當于落差（H）5倍以上的水平管段（3倍H加一段軟管），利用其摩擦阻力阻止混凝土的自流，當配管傾斜度大于7°時，除傾斜配管前端設置5H的水平管（或3H加一段軟管）外，還應在下斜管的上端設置排氣閥。在泵送過程中，如傾斜管段內存在空洞，應先打開排氣閥泵送排氣，當傾斜段內充滿混凝土開始從排氣閥溢出砂漿時，再關閉排氣閥，進行正常泵送。如受場地條件限制在向下傾斜管段的前端無法滿足場地布置水平管時，可用軟管、彎管或環形管代替以增大摩擦阻力，阻止向下傾斜管段內的混凝土自流。由于向下泵送混凝土時，混凝土的自流與其坍落度關系密切。為防止產生下流和混凝土離析，大角度向下輸送應在泵送開始時在管路中裝入海綿橡膠球。

3.4 季節施工管控

針對夏季氣溫高的特點，安排澆筑任務時避開溫度高的時段，并且采用草袋將管道包裹，時刻保持濕潤，減少混凝土水分的蒸發。冬季做好管道的保暖工作，減少混凝土的熱量損失。

4 處理過程

堵泵發生后應立即進行反泵疏通，若反泵疏通無效則應立即判斷堵泵部位，停機清理管路。

堵泵部位判斷的方法是：在泵機操作人員進行正泵-反泵操作的同時，其他人員沿輸送管道尋找堵泵部位。一般來說，從泵的出口起至堵泵部位的管段會發生劇烈振動，而堵泵點以后的管路則是靜止的，堵泵段混凝土被吸動有聲響，堵泵點以后無聲響，敲打管道，堵泵部位有發悶的聲響和密實的感覺。

一旦找到堵泵部位，在進行正-反泵的同時，用木錘敲打該處，有時能恢復暢通，無效應立即拆除該段管道進行清洗。

如堵泵與判斷不準，也可進行分段清洗。若拆管時發現管內混凝土料開始凝結，應立即將所有管接頭打開，逐級快速清理，并清洗拖泵，以免混凝土料凝結，無法清理混凝土管而使混凝土管報廢。

5 結語

截至目前，南水北調東線第一期工程穿黃工程北區灘地埋管工程混凝土澆筑已完成90%，工期目標將順利實現。實踐證明，采用泵送混凝土施工過程中沒有發生堵泵事件，澆筑每百方混凝土的時間至少比皮帶機節省30 min，從而加快了施工進度，節約了施工成本，取得了較好的工程效益。