预拌混凝土泵送施工堵管预防措施

赵 志，张 禄

(1.四川省高标建筑工程有限公司，四川成都610041;2.成都中铁隆工程集团有限公司，四川成都610045)

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。

根据以上堵管原因分析及工程施工经验，本文就以上因素进行一一分析并采取预防措施。

1 施工组织与安排

主要包括下达单次浇筑作业任务单(含浇筑作业施工段划分、数量、强度等级、交接班搭接要求等);进一步核实运输车辆数量是否满足要求;原材料尤其是水泥和外加剂供应或储备是否充足;搅拌站、浇捣现场和运输车辆之间要有指定联系人员并有可靠的通讯联系手段。

施工现场大量实例表明，只有从施工组织和施工安排上保证浇筑的连续性和持续性，才能从根本上减少由于混凝土供应间断而造成浇筑间断致使堵管现象发生，并保证浇筑效率和浇筑质量。

预防措施:约定预拌混凝土单位与主体结构施工单位双方义务责任，并明确违约后果;预拌混凝土为商品混凝土的，签订《商品混凝土预拌、运输合同》;混凝土使用单位专门派人驻拌和站进行各项工作的跟踪、落实;浇筑作业为内部班组的，对浇筑部位、强度等进行详细交底。如由于施工组织原因混凝土供应间隔时间较长，就应每5～10 min左右启动一次泵或反、正转泵数次，以防堵塞。对于停机时间过长，已初凝的混凝土，不宜继续泵送。

2 输送泵的选型与布置

2.1 泵车选型

混凝土输送泵车的选型应根据混凝土工程特点、浇筑工程量大小、最大输送量、最大输送距离、浇筑进行要求及施工计划等具体条件行，结合经济高效因素综合考虑。目前常用的混凝土地泵一般采用HBT 60泵，对于超大方量混凝土工程，地泵可采用HBT 80。输送泵的选型及数量要与混凝土拌合及运输供应量相匹配，并考虑现场条件和周围环境等，通常选用的混凝土泵车的主要性能参数应与施工需要相符或稍大，若能力过大，则利用率低

2.2 地泵的布置

应满足①地泵的最大水平输送距离(水平换算长度)能覆盖最远浇筑地点②临近道路③附近场地平整坚实④一次布置到位⑤对于地下筏板大体积大方量混凝土，尽可能将地泵下移(至筏板)⑥尽可能一次到位，减少移位次数等。

预防措施:由于预拌混凝土塌落度往往偏大(施工方便)，如果地泵布置在上面，对于向下打压输送的混凝土，由于自重作用向下移动，管内形成空气塞，极其容易造成堵管;对于地下室筏板大体积大方量混凝土浇筑，从防止混凝土频繁堵管的角度考虑，一般采取将地泵位置下移(至筏板标高)。当地泵不能下移时，采取以下措施:(1)沿基坑侧壁搭设钢管脚手架，混凝土输送管沿搭好的架体45°倾斜向下(2)斜管上方设排气阀(3)地上水平管轴线应与Y型管出料口轴线垂直(4)在输送管的末端设S型接头，并使用软管布料，以增加管内混凝土的摩阻力。

3 配管设计及布料机配置

3.1 配管设计原则及堵管分析

(1)减少弯管使用数量，用两个45°弯头替代90°弯头，避免使用S形弯，以减少管内混凝土阻力，避免堵管;(2)采用同一直径管，HBT 60地泵配备一般采用φ125 mm的泵管，对于管道末端采用的变径管道，大直径管道应在小直径管道的下游，否则会混凝土骨料产生拥挤而堵管;(3)接头密封良好，否则管卡松动或密封圈损坏都会导致漏浆，使混凝土的坍落度减小和泵送压力的损失，从而导致堵管;(4)泵管要横平竖直并尽可能短;(5)垂直向上配管时，地面水平管长度不宜小于垂直管道的1/4，且不宜小于15 m，并在混凝土出料口设截止阀，防止垂直管道混凝土自重压力作用于出料口压力过大产生“回仓”现象;倾斜向下配管时，在斜管上端设排气阀。

3.2 混凝土布料机

堵管分析:混凝土布料机作为一种大型的机械手，其作业方式是臂架向作业面的上方伸出，再从上向下往浇筑点浇筑混凝土;这样一种作业方式决定了布料机的输送管路必然被分为上升段和下降段。布料机的一般工作工况都是大臂向上，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压力下被推送前进。混凝土充满了上升管路，其流速是稳定的，不会发生离析。而在管路的下降段(中、小臂)，由于重力加速度的作用，混凝土的流速越来越快。由于下降段混凝土的输送流量不会改变，故加速的混凝土不能充满输送管路。混凝土在下降管路中不是稳定地被“推进”，而是快速地“滚落”。在“滚落”过程 中混凝土与管壁不断地碰撞，其中的骨料会与浆分离，因而产生离析，导致堵管。

预防措施:加设防离析装置。装在泵车布料臂软管的末端，其端部为逐渐收缩的锥形，沿纵向开有几道切缝。在泵车工作时，锥形结构因受混凝土泵送压力的挤压而张开，混凝土可以从张开的锥部流出。当泵车停止工作时，尼龙锥部因自身的弹力而自动收缩关闭，从而堵住下降管路中的混凝土不让其流出。

4 人的因素

混凝土工长、班组长，尤其是输送泵操手要经过专门培训考试后持证上岗;在泵送过程中，前台和后台信号工要坚守岗位，并保证有效及时通讯联系。

对于大体积大方量连续浇筑的混凝土，由于混凝土班组换班不及时或连续疲劳作业，导致输送泵操作人员精力不集中，操作不当致使堵管。(1)在泵送施工中精力应集中:时刻注意泵送压力表的读数，一旦发现压力表读数突然增大，应立即反泵2～3个行程，再正泵，堵管一般即可排除。(2)泵送速度选择恰当:首次泵送时，由于管道阻力较大，此时应低速泵送，泵送正常后，可适当提高泵送速度;当出现堵管征兆或某一车混凝土的塌落度较小时，应低速泵送，将堵管消灭在萌芽状态。(3)余料量控制:操作人员须随时观察料斗中的余料，余料不得低于搅拌轴，如果余料太少，极易吸入空气，导致堵管。料斗中的料也不能堆得太多，应低于防护栏，以便于及时清理粗骨料和超大骨料。

5 泵送操作流程管理及环境因素

5.1 操作流程管理

泵送混凝土前，应用清水润滑管道，先送砂浆，后送混凝土，以防止管道堵塞。泵前用水湿润管道后，从管道的最低点将管道接头松开，将余水全部放掉，或者在泵水之后、泵送砂浆之前，放入一个海绵球，将砂浆与水分开。泵送混凝土完毕清洗管道时，也要放入一个海绵球，将水与混凝土分开，否则极易造成堵管。泵送混凝土完毕，必须认真清洗料斗及输送管道系统。缸内的残留混凝土如果清除不干净，混凝土容易在缸壁上固化，当活塞再次运行时，活塞密封面将直接承受缸壁上已固化的混凝土对其的冲击，导致推送活塞局部剥落。这种损坏不同于活塞密封的正常磨损，密封面无法在压力的作用下自我补偿，从而导致漏浆或吸空，引起泵送无力、堵管等。

5.2 环境因素

夏季气温较高，管道在强烈阳光照射下，混凝土易脱水，从而导致堵管，因此在管道上应覆盖湿草帘，并要经常洒水。冬季要用保温草帘包裹，尽量避免热量损失而影响混凝土的和易性。

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范围内，对于长距离和大高度的泵送一般需严格控制在15 cm左右。塌落度过小，会增大输送压力，加剧设备磨损，并导致堵管。塌落度过大，高压下混凝土易离析而造成堵管。

6.2 粗细骨料及级配

(1)细骨料优先采用可泵性较好的河砂及中砂，不宜采用机制砂或细砂;

(2)粗骨料采用可泵性好的卵石，卵石的最大粒径应小于1/3口径(碎石的最大粒径应小于1/4口径)，否则也易引起堵管。

(3)由于材料的不同，细骨料的含量(即含砂率)、粗骨料的级配都存在一个最佳值。通常情况下，含砂率不宜太低，应大于40%;大粒径粗骨料的含量不宜过高。

6.3 水泥用量

水泥在泵送混凝土中，起胶结作用和润滑作用，同时水泥具有良好的保水性能，使混凝土在泵送过程中不易泌水，另外水泥用量与骨料的形状也有关系，骨料的表面积越大，需要包裹的水泥浆也应该越多，相应地水泥的含量就越大。若水泥用量过少，将严重影响混凝土的吸入性能，同时使泵送阻力增加，混凝土的保水性变差，容易泌水、离析和发生堵管。水泥用量过大，将会增加混凝土的粘性，从而造成输送阻力的增加。因此，合理地确定水泥的用量，对提高混凝土的可泵性，预防堵管也很重要。

6.4 外加剂

根据混凝土的强度要求和水泥的品种，合理地选择外加剂，对提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用。不合理的外加剂将使混凝土的可泵性和流动性变差，从而导致堵管。

6.5 砂浆量

(1)砂浆量太少会导致堵管，太多会影响混凝土质量或造成浪费。首次泵送时，搅拌主机、混凝土输送车搅拌罐、料斗、管道等都要吸收一部分砂浆，如果砂浆用量太少，将导致部分输送管道没有得到润滑，从而导致堵管。砂浆用量应按每200 m管道约需0.5 m3砂浆计算，搅拌主机、料斗、混凝土输送车搅拌罐等约需0.2 m3左右的砂浆。因此泵送前一定要计算好砂浆的用量。

(2)砂浆配合比:砂浆的配合比也很关键。当管道长度小于150 m时，用1∶2的水泥砂浆;当管道长度大于150 m时，用1∶1的水泥砂浆，水泥用量太少也会造成堵管。

7 结束语

通过以上对泵送混凝土施工预防堵管(泵)常见的几种现象及原因分析，提出了相应的预防措施。尽管引起泵送混凝土堵管的因素或环节很多，既有施工组织、施工管理方面的因素，也有施工人员、混凝土材料及泵机的因素，还有施工环境等方面的因素，相信只要施工人员认真对待并重视每一个因素/环节，预防泵送混凝土堵管，并不是一件很难做到的事情。

［1］JGJ/T 10－2011混凝土泵送施工技术规程［S］

［2］GB 50164－2011混凝土质量控制标准［S］

［3］GB 50666－2011混凝土结构工程施工规范［S］

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