預拌混凝土泵送施工堵管預防措施

趙 志，張 祿

(1.四川省高標建筑工程有限公司，四川成都610041;2.成都中鐵隆工程集團有限公司，四川成都610045)

混凝土在泵送管道中心形成柱狀流體，呈懸浮狀態(tài)流動，流體表面包有一層水泥漿，水泥漿層作為一種潤滑劑與管壁接觸，骨料之間基本上不產(chǎn)生相對運動。當粗骨料中的某些骨料運動受阻，后面的骨料運動速度因受影響而漸漸滯緩，致使管道內(nèi)粗骨料形成集結，支撐粗骨料的砂漿被擠走，余下來的間隙由小骨料填補;這樣，骨料密度增大，使該段管道內(nèi)集合物沿管道徑向膨脹，水泥漿潤滑層被破壞，運動阻力增大，速度變慢，直至運動停止而產(chǎn)生堵塞。

根據(jù)以上堵管原因分析及工程施工經(jīng)驗，本文就以上因素進行一一分析并采取預防措施。

1 施工組織與安排

主要包括下達單次澆筑作業(yè)任務單(含澆筑作業(yè)施工段劃分、數(shù)量、強度等級、交接班搭接要求等);進一步核實運輸車輛數(shù)量是否滿足要求;原材料尤其是水泥和外加劑供應或儲備是否充足;攪拌站、澆搗現(xiàn)場和運輸車輛之間要有指定聯(lián)系人員并有可靠的通訊聯(lián)系手段。

施工現(xiàn)場大量實例表明，只有從施工組織和施工安排上保證澆筑的連續(xù)性和持續(xù)性，才能從根本上減少由于混凝土供應間斷而造成澆筑間斷致使堵管現(xiàn)象發(fā)生，并保證澆筑效率和澆筑質(zhì)量。

預防措施:約定預拌混凝土單位與主體結構施工單位雙方義務責任，并明確違約后果;預拌混凝土為商品混凝土的，簽訂《商品混凝土預拌、運輸合同》;混凝土使用單位專門派人駐拌和站進行各項工作的跟蹤、落實;澆筑作業(yè)為內(nèi)部班組的，對澆筑部位、強度等進行詳細交底。如由于施工組織原因混凝土供應間隔時間較長，就應每5～10 min左右啟動一次泵或反、正轉泵數(shù)次，以防堵塞。對于停機時間過長，已初凝的混凝土，不宜繼續(xù)泵送。

2 輸送泵的選型與布置

2.1 泵車選型

混凝土輸送泵車的選型應根據(jù)混凝土工程特點、澆筑工程量大小、最大輸送量、最大輸送距離、澆筑進行要求及施工計劃等具體條件行，結合經(jīng)濟高效因素綜合考慮。目前常用的混凝土地泵一般采用HBT 60泵，對于超大方量混凝土工程，地泵可采用HBT 80。輸送泵的選型及數(shù)量要與混凝土拌合及運輸供應量相匹配，并考慮現(xiàn)場條件和周圍環(huán)境等，通常選用的混凝土泵車的主要性能參數(shù)應與施工需要相符或稍大，若能力過大，則利用率低

2.2 地泵的布置

應滿足①地泵的最大水平輸送距離(水平換算長度)能覆蓋最遠澆筑地點②臨近道路③附近場地平整堅實④一次布置到位⑤對于地下筏板大體積大方量混凝土，盡可能將地泵下移(至筏板)⑥盡可能一次到位，減少移位次數(shù)等。

預防措施:由于預拌混凝土塌落度往往偏大(施工方便)，如果地泵布置在上面，對于向下打壓輸送的混凝土，由于自重作用向下移動，管內(nèi)形成空氣塞，極其容易造成堵管;對于地下室筏板大體積大方量混凝土澆筑，從防止混凝土頻繁堵管的角度考慮，一般采取將地泵位置下移(至筏板標高)。當?shù)乇貌荒芟乱茣r，采取以下措施:(1)沿基坑側壁搭設鋼管腳手架，混凝土輸送管沿搭好的架體45°傾斜向下(2)斜管上方設排氣閥(3)地上水平管軸線應與Y型管出料口軸線垂直(4)在輸送管的末端設S型接頭，并使用軟管布料，以增加管內(nèi)混凝土的摩阻力。

3 配管設計及布料機配置

3.1 配管設計原則及堵管分析

(1)減少彎管使用數(shù)量，用兩個45°彎頭替代90°彎頭，避免使用S形彎，以減少管內(nèi)混凝土阻力，避免堵管;(2)采用同一直徑管，HBT 60地泵配備一般采用φ125 mm的泵管，對于管道末端采用的變徑管道，大直徑管道應在小直徑管道的下游，否則會混凝土骨料產(chǎn)生擁擠而堵管;(3)接頭密封良好，否則管卡松動或密封圈損壞都會導致漏漿，使混凝土的坍落度減小和泵送壓力的損失，從而導致堵管;(4)泵管要橫平豎直并盡可能短;(5)垂直向上配管時，地面水平管長度不宜小于垂直管道的1/4，且不宜小于15 m，并在混凝土出料口設截止閥，防止垂直管道混凝土自重壓力作用于出料口壓力過大產(chǎn)生“回倉”現(xiàn)象;傾斜向下配管時，在斜管上端設排氣閥。

3.2 混凝土布料機

堵管分析:混凝土布料機作為一種大型的機械手，其作業(yè)方式是臂架向作業(yè)面的上方伸出，再從上向下往澆筑點澆筑混凝土;這樣一種作業(yè)方式?jīng)Q定了布料機的輸送管路必然被分為上升段和下降段。布料機的一般工作工況都是大臂向上，中小臂向下。在管路的上升段(塔身和大臂管路)，管路中的混凝土在混凝土泵的泵送壓力下被推送前進?；炷脸錆M了上升管路，其流速是穩(wěn)定的，不會發(fā)生離析。而在管路的下降段(中、小臂)，由于重力加速度的作用，混凝土的流速越來越快。由于下降段混凝土的輸送流量不會改變，故加速的混凝土不能充滿輸送管路。混凝土在下降管路中不是穩(wěn)定地被“推進”，而是快速地“滾落”。在“滾落”過程 中混凝土與管壁不斷地碰撞，其中的骨料會與漿分離，因而產(chǎn)生離析，導致堵管。

預防措施:加設防離析裝置。裝在泵車布料臂軟管的末端，其端部為逐漸收縮的錐形，沿縱向開有幾道切縫。在泵車工作時，錐形結構因受混凝土泵送壓力的擠壓而張開，混凝土可以從張開的錐部流出。當泵車停止工作時，尼龍錐部因自身的彈力而自動收縮關閉，從而堵住下降管路中的混凝土不讓其流出。

4 人的因素

混凝土工長、班組長，尤其是輸送泵操手要經(jīng)過專門培訓考試后持證上崗;在泵送過程中，前臺和后臺信號工要堅守崗位，并保證有效及時通訊聯(lián)系。

對于大體積大方量連續(xù)澆筑的混凝土，由于混凝土班組換班不及時或連續(xù)疲勞作業(yè)，導致輸送泵操作人員精力不集中，操作不當致使堵管。(1)在泵送施工中精力應集中:時刻注意泵送壓力表的讀數(shù)，一旦發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)突然增大，應立即反泵2～3個行程，再正泵，堵管一般即可排除。(2)泵送速度選擇恰當:首次泵送時，由于管道阻力較大，此時應低速泵送，泵送正常后，可適當提高泵送速度;當出現(xiàn)堵管征兆或某一車混凝土的塌落度較小時，應低速泵送，將堵管消滅在萌芽狀態(tài)。(3)余料量控制:操作人員須隨時觀察料斗中的余料，余料不得低于攪拌軸，如果余料太少，極易吸入空氣，導致堵管。料斗中的料也不能堆得太多，應低于防護欄，以便于及時清理粗骨料和超大骨料。

5 泵送操作流程管理及環(huán)境因素

5.1 操作流程管理

泵送混凝土前，應用清水潤滑管道，先送砂漿，后送混凝土，以防止管道堵塞。泵前用水濕潤管道后，從管道的最低點將管道接頭松開，將余水全部放掉，或者在泵水之后、泵送砂漿之前，放入一個海綿球，將砂漿與水分開。泵送混凝土完畢清洗管道時，也要放入一個海綿球，將水與混凝土分開，否則極易造成堵管。泵送混凝土完畢，必須認真清洗料斗及輸送管道系統(tǒng)。缸內(nèi)的殘留混凝土如果清除不干凈，混凝土容易在缸壁上固化，當活塞再次運行時，活塞密封面將直接承受缸壁上已固化的混凝土對其的沖擊，導致推送活塞局部剝落。這種損壞不同于活塞密封的正常磨損，密封面無法在壓力的作用下自我補償，從而導致漏漿或吸空，引起泵送無力、堵管等。

5.2 環(huán)境因素

夏季氣溫較高，管道在強烈陽光照射下，混凝土易脫水，從而導致堵管，因此在管道上應覆蓋濕草簾，并要經(jīng)常灑水。冬季要用保溫草簾包裹，盡量避免熱量損失而影響混凝土的和易性。

6 混凝土及原材料要求

6.1 混凝土塌落度

泵送混凝土的塌落度一般在8～18 cm范圍內(nèi)，對于長距離和大高度的泵送一般需嚴格控制在15 cm左右。塌落度過小，會增大輸送壓力，加劇設備磨損，并導致堵管。塌落度過大，高壓下混凝土易離析而造成堵管。

6.2 粗細骨料及級配

(1)細骨料優(yōu)先采用可泵性較好的河砂及中砂，不宜采用機制砂或細砂;

(2)粗骨料采用可泵性好的卵石，卵石的最大粒徑應小于1/3口徑(碎石的最大粒徑應小于1/4口徑)，否則也易引起堵管。

(3)由于材料的不同，細骨料的含量(即含砂率)、粗骨料的級配都存在一個最佳值。通常情況下，含砂率不宜太低，應大于40%;大粒徑粗骨料的含量不宜過高。

6.3 水泥用量

水泥在泵送混凝土中，起膠結作用和潤滑作用，同時水泥具有良好的保水性能，使混凝土在泵送過程中不易泌水，另外水泥用量與骨料的形狀也有關系，骨料的表面積越大，需要包裹的水泥漿也應該越多，相應地水泥的含量就越大。若水泥用量過少，將嚴重影響混凝土的吸入性能，同時使泵送阻力增加，混凝土的保水性變差，容易泌水、離析和發(fā)生堵管。水泥用量過大，將會增加混凝土的粘性，從而造成輸送阻力的增加。因此，合理地確定水泥的用量，對提高混凝土的可泵性，預防堵管也很重要。

6.4 外加劑

根據(jù)混凝土的強度要求和水泥的品種，合理地選擇外加劑，對提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用。不合理的外加劑將使混凝土的可泵性和流動性變差，從而導致堵管。

6.5 砂漿量

(1)砂漿量太少會導致堵管，太多會影響混凝土質(zhì)量或造成浪費。首次泵送時，攪拌主機、混凝土輸送車攪拌罐、料斗、管道等都要吸收一部分砂漿，如果砂漿用量太少，將導致部分輸送管道沒有得到潤滑，從而導致堵管。砂漿用量應按每200 m管道約需0.5 m3砂漿計算，攪拌主機、料斗、混凝土輸送車攪拌罐等約需0.2 m3左右的砂漿。因此泵送前一定要計算好砂漿的用量。

(2)砂漿配合比:砂漿的配合比也很關鍵。當管道長度小于150 m時，用1∶2的水泥砂漿;當管道長度大于150 m時，用1∶1的水泥砂漿，水泥用量太少也會造成堵管。

7 結束語

通過以上對泵送混凝土施工預防堵管(泵)常見的幾種現(xiàn)象及原因分析，提出了相應的預防措施。盡管引起泵送混凝土堵管的因素或環(huán)節(jié)很多，既有施工組織、施工管理方面的因素，也有施工人員、混凝土材料及泵機的因素，還有施工環(huán)境等方面的因素，相信只要施工人員認真對待并重視每一個因素/環(huán)節(jié)，預防泵送混凝土堵管，并不是一件很難做到的事情。

［1］JGJ/T 10－2011混凝土泵送施工技術規(guī)程［S］

［2］GB 50164－2011混凝土質(zhì)量控制標準［S］

［3］GB 50666－2011混凝土結構工程施工規(guī)范［S］

［4］葉宏志.泵送混凝土堵管原因分析及控制措施［J］.山西建筑，2010，(7)