泵送混凝土在水库泄洪隧洞工程中的应用

摘要:由于受工期、质量、结构形式和地理条件的限制，大中型水利水电工程混凝土的施工，已经越来越多的应用泵送混凝土技术。本文结合某水库泄洪隧洞施工中混凝土泵送的具体情况,对混凝土可泵性、混凝土泵送施工过程控制进行了介绍。

1工程概述

本隧洞工程为一条总长230m，洞身断面型式为R=6m圆形无压泄洪隧洞。洞身全断面采用钢筋混凝土衬砌，厚度0.5～1.Om，衬砌工程量7100m3。隧洞衬砌采用钢模台车施工工艺，隧洞内布设的钢模台车等施工设备、物资材料造成施工场地狭窄,其他混凝土运输工具难以直接靠近施工仓面,混凝土输送泵成为唯一的运输手段。本工程选用三一重工生产的HBT60A液压拖挂式混凝土泵输送混凝土。

2混凝土泵的布置

混凝土泵的布置既要便于混凝土运输车的进出及向料斗进料,又要考虑有利于泵送管的布设以减少泵送压力的损失,同时要求距离浇筑地点近,供电、供水方便。支撑混凝土泵的地面应平坦、坚实。混凝土泵与输送管连通后,应进行全面检查并进行空运转，以检查混凝土泵系统是否正常。输送管道绝对不能受任何拉力,水平管道应支撑垫牢，垂直倾斜管道要用锚杆夹固定。

3混凝土的可泵性控制

3.1和易性

混凝土的可泵性在很大程度上取决于细物料的用量,本工程细物料(水泥与粉煤灰之和)选用360kg/m3。由细物料混合而成的细砂浆起着对管壁润滑的作用,同时填足骨料颗粒之间空隙,并在管壁内形成一层润滑膜。

3.2塌落度

在泄洪洞工程中塌落度选用16--18cm,主要是考虑洞内仓面狭窄,平仓比较困难。

3.3水灰比：本工程水灰比为0.5。

3.4掺加外加剂与粉煤灰：

在泄洪洞施工中,采用了“双掺”技术,即同时掺加外加剂和粉煤灰,特别是粉煤灰用量达20%，一方面降低了水泥用量,另一方面改善了混凝土拌合物的泵送性能,在实际使用中取得了很好的效果。

3.5骨料的选择

石子的粒径、粒型符合规范和泵送要求，在石子的选用上应采用连续级配的碎石，且针片含量要少。

3.6砼的搅拌、运输过程的质量控制

该过程中的质量控制，关键在于保证砼原材料的称量精度，砼搅拌充分，运输过程中确保混凝土不离析，且坍落度损失符合有关规定。

4混凝土泵的使用

泄洪洞混凝土衬砌采用针梁钢模全断面一次浇筑成型,每块长度10m。在没有浇筑到分缝的结构位置时，混凝土在泵送过程中是不允许停止的。特殊情况下浇筑过程中的每次停歇时间不能超过45min。施工中，应严格混凝土泵的操作控制：

①正常泵送混凝土前，应先泵送适量水，以湿润混凝土泵的料斗、活塞及输送管内壁等直接与混凝土接触的部位。经泵水检查确认管道内无异物后，应泵送与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，对混凝土泵和输送管内壁进行润滑。

②开始泵送混凝土时,混凝土泵应处于低速、匀速运行的状态,并随时可反映泵的状态。时刻观察泵的输送压力，当确认混凝土泵的压力和各系统均正常后，才能提高到正常运转速度泵送。

③混凝土泵若出现压力过高且不稳定、油温升高、输送管明显振动及泵送困难等现象时,不得强行泵送,应立即查明原因予以排除。可先用木槌敲击输送管的弯管、锥形管等部位,并进行慢速泵送或反泵,以防止堵塞。

④混凝土泵料斗上应设置筛网,并设专人监视进料,及时清除粒径过大的骨料或异物进入泵内而造成堵塞。

⑤泵送要连续进行，尽量避免泵送中断。否则混凝土就会产生泌水；中断的时间过长，还可能引起输送管道的堵塞。特殊情况下停泵时，每隔4～5min需开泵一次，使泵正转和反转各两个冲程，以防止混凝土离析。如果停止泵送时间超过45min，或混凝土出现离析现象，应及时用压力水冲洗输送管，清除管内残留的混凝土。

⑥泵送结束后，应将混凝土配管和料斗清洗干净。

5混凝土泵堵管的原因、位置判断及预防措施

5.1堵管的常见原因

①骨料级配不合理，混凝土中有大卵石、大块片状碎石等；细骨料用量太少；搅拌车搅拌筒粘附的砂浆结块落入料斗中，也可能发生管道堵塞。

②混凝土配合比不合理，水泥用量过多，水灰比过大，混凝土坍落度变化大，都容易引起管道堵塞。

③管道铺设不合理。管道弯头过多，水平管长度太短，管道过长或固定不牢等都可使堵塞发生。

④泵送间停时间过长，管道中混凝土发生离析，使混凝土与管道的摩擦力增大而堵塞管道。

5.2堵塞部位的判断

①前面软管或管道堵塞：表现为泵机反转时，吸回料斗的混凝土很少，再次压送，混凝土仍然送不出去。

②混凝土阀或锥形管堵塞：表现为进行反向操作时，压力计指针仍然停在最高位置，混凝土回不到料斗中来。

③料斗喉部和混凝土缸出口都堵塞：表现为主回路的压力计指针在压送压力下，活塞动作，但料斗内混凝土不见减少，混凝土压送不出去。

5.3避免堵管应采取的措施

在本隧洞工程混凝土泵送初期曾发生堵管，给施工带来诸多不便。避免或减少堵管事故的发生，在施工中还要做好以下几方面的工作：

①经常检查混凝土输送管道的密封性和泵车的工作性能，使其处于良好的工作状态；

②在料斗上加装滤网，防止大石块进入料斗。

③科学布局输送管道，尽量减少管弯，特别是≤90°的弯管；

④对供应的混凝土应予以严格的控制,随时注意塌落度的变化,对不符合泵送要求的混凝土不允许入泵。时时检查初始塌落度是否足够，适时调整混凝土外加剂的掺量，避免混凝土塌落度损失快引起的混凝土堵管现象。

⑤当混凝土可泵性差或混凝土出现泌水、离析而难以泵送时,应立即对配合比、混凝土泵、配管及泵送工艺进行研究,并采取相应解决措施。

6结束语

混凝土泵送施工是一个多方配合、相互协作、综合保证、全面管理的系统工程。本隧洞工程的实践证明，用混凝土泵输送和浇筑混凝土节省劳动力、生产效率高、施工速度快，降低了劳动强度，提高了隧洞衬砌质量。工程中科学合理的施工组织安排和全过程的质量保证措施，满足了混凝土泵送特殊性要求，泵送混凝土施工的优越性在本工程中的应用更显突出。