三级配泵送混凝土施工工法.docx

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1、三级配泵送混凝土施工工法中国葛洲坝集团股份有限公司石义刚、程志华、郭光文、余英、范品文1 .前言在建筑工程某些特殊部位，因受到场地条件、结构特性、施工环境、 施工进度等影响，需要采用混凝土泵输送碎至仓号浇筑。通常采用二级 配泵输送，允许最大骨料粒径为40 mm,胶凝材料用量大,不经济，混凝 土水化热比较大，温升控制难度高。2002年三一重工股份有限公司研制 出“HBT120A三级配混凝土泵”，该泵的研制成功为三级配泵送混凝土 的应用打下了物资基础。三级配泵在广西百色电站、贵州芙蓉江鱼塘电 站、云南景洪水利枢纽，特别在三峡工程中都大量成功应用。中国葛洲坝水利水电集团公司在三峡工程施工中，有很多施

2、工项目 如导流底孔封堵、蜗壳二期混凝土施工以及地下洞室结构等施工项目存 在一般混凝土施工手段的盲区，无法采用起吊设备配吊罐或其它手段进 行混凝土入仓浇筑。通过采用“HBT120A三级配混凝土泵”输送混凝土, 解决了上述施工盲区碎输送的难题，又避免了二级配混凝土水化热过高 引起的温控技术问题。采用三级配泵浇筑的部位工程质量和进度得到三 峡工程监理、业主好评及三峡工程质量专家组的认可。实践证明，三级配泵送混凝土施工方法，提高了浇筑强度，降低了 碎水化热温升，节约了大量温控费用，保证了混凝土质量，有较大的经 济效益和社会效益。采用该项技术施工的三峡工程导流底孔封堵项目获 得葛洲坝集团公司2006年度

3、科技进步二等奖。2 .工法特点2.1 可以输送三级配混凝土，减少水泥用量，降低混凝土水化热和 温控费用，避免因混凝土水化热过高引起的温控质量问题，相对于二级 配泵送混凝土更经济，质量更有保证。2.2 相对于门塔机，设备安装布置更简单灵活，对于浇筑方量不大 的项目，具有更大的优势。2.3 可以灵活地根据现场地形布置泵送管道，解决有些混凝土吊运 设备无法施工的部位。3 .适用范围适宜于各种混凝土浇筑工程，特别适用于要求快速进场浇筑、常规 设备不易到达、以及施工通道狭窄的部位，或其它施工手段无法达到的 施工盲区混凝土施工，尤其适宜设计要求采用三级配混凝土的上述施工 部位。4 .工艺原理采用三级配混凝

4、土输送泵机，设计拌制专用的三级配泵送混凝土以 及合理的中间工艺控制，通过优化泵机及管道布置，将三级配混凝土输 送到浇筑部位，进行混凝土浇筑的方法。5 .施工工艺流程及操作要点5. 1工艺流程5.2操作要点5. 2.1原材料确定1、水泥：宜选用中、低热硅酸盐水泥。2、粗骨料：粒径不大于80mm的碎石或卵石。3、细骨料：细骨料的细度模数为2. 33. 2,粒径在0.315mm以下的 细骨料所占的比例不应小于15%,最好达到20%, 0. 16mm以下的不少于 5% o4、拌制用水：应符合国家混凝土拌合用水标准的规定。5、外加剂：应掺用复配型泵送剂或减水剂，减水剂建议采用聚竣酸 类高效缓凝减水剂。6

5、、粉煤灰：泵送混凝土宜掺适量优质粉煤灰。5. 2. 2三级配混凝土配合比1、三级配泵送混凝土配合比，除必须满足混凝土设计强度和耐久性 要求外，尚应满足混凝土可泵性要求。2、三级配泵送混凝土配合比设计，应符合普通混凝土配合比设计规程（JGJ55）、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204）等国 家现行标准规定。并应根据混凝土原材料、混凝土运输距离、输送管路 特点、气温等具体施工条件进行试验确定。3、坍落度选择坍落度过小，混凝土拌和物泵送时吸入困难，影响泵送效率，泵送 时摩擦阻力大，要求较高的泵送压力，机件磨损增加，如处理不当，还 将产生堵塞，给施工带来麻烦。坍落度过大，混凝土拌和物容易离析

6、， 造成堵管。因此，三级配泵送碎泵机出口的坍落度范围一般应在 12-18cm,拌和楼出机口的坍落度要根据混凝土在运输过程中坍落度的损 失情况，进行适当的调整。4、水胶比选择为保证泵送混凝土具备必须的可泵性和硬化后的强度，一般采用高 效减水剂来提高流动性，水胶比一般为030.505、水泥用量的选择三级配泵送混凝土是用水泥浆或灰浆润滑管壁的，水泥的用量关系 到管道内的摩擦力和抽吸时混凝土输送缸内的充满程度，故胶凝材料用 量一般不少于300kgm3实际生产中，应注意水泥用量过大会增加混凝 土粘性，从而增加泵送阻力。6、砂率及改善砂的颗粒级配选择为保证泵送混凝土具有良好的粘聚性，适当增加砂率，增加混凝

7、土 拌和物的粘度，在用水量一定的情况下，使混凝土拌和物能获得最大的 流动性，具有良好的粘聚性及保水性。砂率一般NO. 40。7、粗骨料级配比例三级配泵送碎粗骨料级配一般有两种：大石：中石：小石=3： 4： 3 和2： 4： 4,其中级配3： 4： 3比例拌出的混凝土的和易性更好。级配选 取须根据现场条件试验确定（注：超径骨料比例不允许超过2%）。8、粉煤灰的选择粉煤灰掺量按设计要求，一般20%25%。为了减少水泥水化热，低 强度要求的碎粉煤灰掺量可达40%o9、泵送混凝土含气量泵送混凝土含气量不宜超过5%,有特定要求的除外。最佳范围为 2. 53. 5%之间（包括搅拌和振捣过程引入的约1. 5

8、%空气）o5. 2. 3混凝土拌和拌和料的投料次序、拌和时间应严格按照配合比工艺试验确定的工 艺参数实施，并参照拌和楼（站）的有关拌和操作工艺规程执行。在出机口应及时测量碎拌和物的坍落度，确保在配合比设计值范围 内。5. 2. 4混凝土水平、垂直运输在拌和楼（站）和混凝土泵之间一般用搅拌车运输，用其它方式时 应注意防止骨料分离，同时运输能力应大于要求的入仓强度，并保证连 续不断的供料。混凝土坍落度随运输的时间延长而降低，对碎强度C 30MPa的混凝土，平均气温25度时，从拌和楼（站）出机口到入泵时间 要W120min;平均气温25度时，其时间要小于90min搅拌运输车在途 中要保持3转min6

9、转min,卸料前先高速运转20s左右，以保持混 凝土均匀性。5. 2. 5混凝土的受料和泵送1、泵送管线规划布置1）在同一管路中，输送管管径应相同。同时采用新、旧管段时， 应将新管布置在压力较大处。混凝土输送管径应根据粗骨料最大粒径、 混凝土泵型号、混凝土输出量及输送距离、以及难易程度选配。混凝土 中最大骨料粒径和管道直径之比,碎石宜不大于1/3,卵石宜不大于2/5o 另外混凝土中最大骨料粒径和管道直径相比，还和泵送的高度有关，当 泵送高度 H： 50m-100m,宜为 1314; HlOOm,宜为 1415三级配泵管径为中260。为减少重量，可通过一段变径锥管将出口段 管径变为中205直管，

10、变径管的长度宜lm。2）管路布置应在保证正常泵送前提下，尽量缩短泵机和浇筑仓位的 距离，减少弯管，以达到减少输送阻力之目的。泵的实际输送距离：水 平距离在15OnI内，垂直高度在50 m内。水平距离超过150 m时，宜采 用接力方式布置泵机。3）各管路必须保证联结牢固，弯管处应特别加设固定装置，水平管 路铺设不应悬空，必须有固定支撑。4）严寒冬季宜用保温材料包扎输送管，防止混凝土冻结；夏季要用 湿草袋盖上输送管，防止混凝土坍落度损失造成堵管。为减少泵出料端 移动次数，可在输送管末端接3m5m橡胶软管。5）管路布置有：水平的、水平上仰、水平加垂直向下、水平加垂 直向上等方式。（1）水平上仰或水平

11、加垂直向上时，不易堵管。（2）水平向下倾角大于47度或水平加垂直落差大于6m时，易产生 堵管。在向下拐弯点设排气阀，下弯处增加向上弯管或在输送砂浆时每 隔20m30m装入湿棉球，可防止堵管。（3）水平加垂直向上时，在垂直向上配管时为克服倒流压力，须做到: 、当垂直高度较低时，在垂直配管下端和泵之间设置一定长度的水平 管，和垂直管长度之比宜为1： 2,但不宜低于15m。、当垂直高度较 高或受场地限制时，则需在输送管的锥形管和直通管之间设置插管，在 停止泵送时插上插板。2、泵机布置混凝土泵应放置在坚固平整位置，并调整固定，同时尽可能距浇筑 仓位近些，以减少泵管长度和压力损失。泵机尽可能布置在搅拌车

12、可以 直接向其供料位置，以便加快供料速度，提高三级配泵的使用效率。若 受到现场条件限制不便搅拌车直接向其供料，应采取其它供料措施。3、泵送1）及时测量泵机受料口处碎坍落度，确保其值在规定的范围内。2）混凝土泵开机前再次对设备进行检查，包括：泵的安装应符合要 求，油箱油位应合适，润滑脂应充足，连接螺栓、螺母无松动，滤油器 指针在绿区，液压系统无漏油，“Y”字管和分配阀连接处不漏浆，电源 开关位置正确等。在确认符合要求后开机空运转。运转时间10-2Onlin, 冬季空运转时间应长些，待油温、水温正常后，可投入负载运行。3）泵送混凝土前,先泵送砂浆或水泥浆润滑管道，用量为5m3200mo砂浆配合比（

13、水泥：砂子）：当管路长小于150m时为1： 2,当管路长度大于15OnI时为1： 1；水泥浆配合比为1： 0.55或1:1。润滑用的水泥浆或砂浆应分散布料，不得集中浇筑于同一处。4）开始泵送时，混凝土泵应慢、匀速运行，并根据泵送情况反泵操 作。5）在泵送过程或泵送间歇中，料斗内不得完全清空，需保持在料斗 1312容积之间。以防止泵机内吸入空气，混凝土残渣高速飞出料斗 伤及机器和附近人员。6）垂直向上泵送中断后再次泵送，要先进行反泵，将分配阀的混凝 土吸回料斗，经搅拌后再泵送。向下泵送混凝土时，应先将输送管上气 阀打开，待输送管下段混凝土有了一定压力后，方可关闭气阀。7）应保持连续泵送，必要时可

14、降低泵送速度来维持泵送的连续性。8）堵塞发生后，先进行反泵疏通，若反泵疏通无效后应立即判断堵 塞部位，停机清理管路。9）泵送混凝土的启停操作，应在准确接到混凝土出口前端的施工指 挥或信号员的指令后进行。10）由于阻塞或其它异常情况致使停滞时间超过30min以上时，应清 除软管内的混凝土，以避免泵送时混凝土喷溅伤人。）每次混凝土泵送结束时，必须清洗泵机和配管。清洗完毕，应空 车运行20mino4、泵管堵塞及处理在正常情况下，泵送混凝土压力为1214Mpa,混凝土料较干时泵送 压力18Mpa,堵管时泵送压力为31.5 Mpa0如果每个泵送冲程的压力 高峰值随冲程的交替而迅速上升，并很快达到设定的压

15、力，正常的泵送 循环自动停止，这就表明已发生堵塞。这时一般进行几个反泵就能排除 堵塞。如循环几次仍无效，则表明已发生严重堵塞应迅速处理。1）堵塞原因对泵管堵塞现象应以预防为主，堵塞的主要原因如下：混凝土质量方面：混凝土和易性和可泵性差，主要原因可能为：配 合比设计不合理，粗骨料粒径太大，砂率太低，水泥用量不当或质量不 符合要求，搅拌不均或搅拌时间停留过长已离析，骨料吸水性能过大， 外加剂不合适等。管道方面：管子或接头漏水漏浆造成输送过程中坍落度损失大或泄 压，弯管的弯曲半径过小，管径不一造成凹陷，接口未对齐，管路布置 不合理，在下倾或垂直向下布管时弯管处形成气柱堵塞等。设备方面：液压系统参数调整不当。运行管理操作方面：待料或停机时间过长，或在高温下长距离泵送 混凝土且在管内停顿时间超过半小时。2）堵塞发生后的处理措施堵塞发生后，先进行反泵疏通，若反泵疏通无效则应立即判断堵塞 部位，停机清理管路。堵塞部位判断的方法是：在泵机操作人员进行正泵一反泵操作的同 时，其它人员沿输送管道寻找堵塞部位。一般来说，从泵的出口起至堵 塞部位的管段会发生剧烈振动，而堵塞部位以后的管路则是静止的，堵 塞段混凝土被吸动有响声，堵塞部位以后无响声，用木锤敲打管道，堵 塞部位有发闷的声音和密实的感觉。一旦找到堵塞部位，在进行正一反泵的同时，用木锤敲打该处，有 时能恢复畅通，若无