水工泵送混凝土施工技術分析

黃振中　關建春

摘要：泵送混凝土施工是一種高效率、高質(zhì)量的施工工藝。本文介紹了水工混凝土的特點，并重點對如何合理地組織泵送混凝土施工進行了分析和探討。

關鍵詞：泵送混凝土；施工工藝；科學布置

1 水工混凝土的主要特點

用于水利水電工程建筑物的混凝土與鋼筋混凝土稱為水工混凝土。水工混凝土與工業(yè)與民用建筑混凝土不同，它除強度要求外，還要根據(jù)其所處部位和工作條件，分別滿足抗?jié)B、抗凍、抗裂（抗拉）、抗沖耐磨、抗風化和抗侵蝕等涉及要求。水工混凝土施工還具有以下特點：

1.1 工程量大，工期長。大中型水利水電工程的混凝土工程量通常都有幾十萬至幾百萬m3，一般需要經(jīng)歷3-5年的或更多的時間才能完成。

1.2 溫度控制要求嚴格。水工混凝土多屬于大體積混凝土，通常需要分縫、分塊進行澆筑。為了防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，保證建筑物的整體性，必須根據(jù)當?shù)氐臍鉁貤l件，對混凝土采取嚴格的溫度控制、表面保護和接觸灌漿等技術措施。

1.3 施工條件困難。水工混凝土施工多為大范圍、露天作業(yè)，且多位于高山峽谷地區(qū)，施工運輸和施工機械布置受到地形、地質(zhì)水文氣象等自然條件的限制。

1.4 優(yōu)先使用散裝水泥。目前，我國的建筑業(yè)施工，主要使用袋裝水泥，而水工混凝土則規(guī)定優(yōu)先使用散裝水泥。在水工混凝土中使用散裝水泥可以方便施工、降低成本、改善環(huán)境、滿足大規(guī)模的批量需求，是一項技術成熟、可靠性高的施工新技術。

1.5 水工混凝土中應摻摻合料。水工混凝土通常由膠凝材料、骨料、砂和水等組成，隨著工程的需要，摻合料已成為水工混凝土中不可缺少的第5組分?；炷林袚饺霌胶狭虾?，可以降低水化熱，抑制堿骨料反應，節(jié)約水泥，降低成本，綜合效益非常顯著。常見摻合料有粉煤灰（也有用作膠凝材料）、沸石粉、硅粉、氧化鎂、礦粉、金屬或非金屬礦渣等。

1.6 水工混凝土中必須摻外加劑。近10多年來，混凝土外加劑技術飛速發(fā)展，品種越來越多，性能越來越好，技術也越來越完善，為此，規(guī)定在混凝土中必須摻外加劑。目前常用的外加劑有：引氣劑、普通減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝劑、泵送劑等。在水工混凝土中摻入外加劑后，能夠改善混凝土和易性，調(diào)整凝結時間，提高各項物理力學性能和耐久性，增強混凝土適應環(huán)境的能力等。

1.7 施工機械化程度高。由于水工混凝土本身所具有的工程量大的特點，為了保證混凝土質(zhì)量和工期，必須采用機械化的施工手段，選擇技術先進、經(jīng)濟合理的施工方案。目前，大型水利水電工程混凝土施工，主要依靠塔帶機、皮帶機、門機或塔機加吊罐等施工機械來輸送混凝土，但有些施工點(如隧道、塔、柱、橋梁和水上工程等)使用上述施工機械很難完成混凝土的輸送，或者受體型和地理條件的限制，選擇以上施工設備不經(jīng)濟，此種情況只能采用泵送。

2 水工泵送混凝土施工

混凝土工程施工在水利水電工程建設中占有重要地位，特別是重要樞紐工程和大方量混凝土工程，其施工速度直接影響著建設工期；施工質(zhì)量的好壞，涉及工程的安危。據(jù)粗略統(tǒng)計，用于混凝土施工的各種費用約占工程總投資的50%-70%，有的還高。因此選擇合理的施工工藝，優(yōu)化施工組織設計，不斷提高施工技術水平，對保證工程質(zhì)量、降低造價、縮短建設周期具有重要作用。

2.1 混凝土的泵送

為保證把混凝土拌和物順利地用混凝土泵經(jīng)輸送管送至澆筑地點，必須在正式泵送前作好一系列的準備工作。主要包括以下幾點。

2.1.1 模板和支撐的檢查

在泵送前要逐塊、逐件檢查，以保證順利施工和結構的形狀、尺寸。同時要檢查布料設備，使其不得碰撞或直接放置在模板上，對布料桿下的模板和支撐要適當加固。

2.1.2 結構鋼筋骨架的檢查

在泵送前要認真檢查鋼筋的位置、規(guī)格、根數(shù)、綁扎情況，在正式澆筑混凝土之前進行驗收，并由監(jiān)理工程師簽字。板和大體積塊體結構的水平鋼筋骨架（網(wǎng)），應設置足夠的鋼筋撐腳或鋼支架，鋼筋骨架重要節(jié)點處宜采取專門的加固措施。

2.1.3 檢查混凝土泵的放置

混凝土泵在泵送混凝土時有脈沖式振動，如果放置處地基不堅實穩(wěn)定，或有一定的坡度，很有可能因振動而使混凝土泵或泵車滑動，造成不必要的麻煩，所以應將泵車墊平固定。

2.1.4 檢查施工組織方面的準備

混凝土泵送施工是一個多方配合、相互協(xié)作、綜合保證、全面管理的系統(tǒng)工程，必須作好施工組織方面的準備工作。檢查的內(nèi)容主要包括：混凝土泵的操作人員是否經(jīng)過專門培訓，是否有勞動部門頒發(fā)的上崗證書；水、電、道路是否暢通；指揮人員、管理人員、通訊設備是否齊全；混凝土泵、攪拌運輸車、澆筑地點是否明確、協(xié)調(diào)；施工進度計劃是否落實等。

開泵前須檢查配管接頭是否完全封閉，泵的各部位是否正常，檢查水、電源接通情況，測量電壓并注意保護電纜。確定無誤后方可開泵，將其真空值抽至規(guī)定值，空載運轉(zhuǎn)，檢查活塞桿與泵體、機件一切正常后，才能正式投入使用。為防止初泵送時混凝土配合比的改變，在正式泵送前應用水、水泥漿、水泥砂漿進行預泵送，以潤滑泵和輸送管內(nèi)壁，一般1m3水泥砂漿可潤滑約 300m長的管道。

2.1.5 混凝土輸送泵的操作注意事項

混凝土泵的操作方法是否正確，不僅直接影響混凝土的泵送效果，而且也影響混凝土泵的使用壽命。所以，在壓送混凝土時，混凝土輸送泵的操作注意以下幾個方面。

a.開始泵送混凝土時，混凝土泵應處于低速、勻速并隨時可反泵的狀態(tài)，并時刻觀察泵的輸送壓力，當確認各方面均正常后，才能提高到正常運轉(zhuǎn)速度。

b.混凝土泵送要連續(xù)進行，盡量避免出現(xiàn)泵送中斷。混凝土在輸送管連續(xù)壓送時處于運動狀態(tài)，勻質(zhì)性好；壓送出現(xiàn)中斷時，輸送管內(nèi)的混凝土處于靜止狀態(tài)，混凝土就會產(chǎn)生泌水，混凝土中的骨料也會按照密度不同而下沉分層，停歇的時間越長，越容易使混凝土產(chǎn)生離析，還可能引起輸送管道的堵塞。如果出現(xiàn)不正常情況，寧可降低泵送速度，也要保證泵送連續(xù)進行，但從攪拌出機至澆筑的時間不得超過1.5h。

c.如果由于技術或組織上的原因，在迫不得已停泵時，每隔 4～5min開泵一次，使泵正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各兩個沖程，同時開動料斗中的攪拌器，使之攪拌3～4 轉(zhuǎn)，以防止混凝土離析。如果泵送時間超過45min，或混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，應及時用壓力水或其他方法沖洗輸送管，清除管內(nèi)殘留的混凝土。

2.2 混凝土的澆筑

混凝土的澆筑，應預先根據(jù)工程結構特點、平面形狀和幾何尺寸、混凝土制備設備和運輸設備的供應能力、泵送設備的泵送能力、勞動力和管理水平，以及施工場地大小、運輸?shù)缆非闆r等條件，劃分混凝土澆筑區(qū)域，明確設備和人員的分工，以保證澆筑結構的整體性和按計劃進行澆筑。

混凝土作業(yè)分兩次完成，首先底板澆筑采用斜面分層法，以減少管道搭拆工作量，然后澆筑四道側(cè)墻和頂板。每道側(cè)墻以 50cm 厚度分層布料，四道側(cè)墻均衡上升。當混凝土達到頂板下皮高程后，采用斜面分層法澆筑頂板混凝土?；炷寥雮}后要隨澆筑隨由人工平倉，平倉過程中防止混凝土離析和骨料堆積。如發(fā)現(xiàn)骨料堆積由人工將集中骨料分散，不準用砂漿覆蓋。

混凝土采用 HZ-50（70）插入式振動器振搗，振搗采用垂直振搗的方法。振動器的操作要做到“快插慢拔”，在振搗過程中，將振動棒上下略微抽動，以使上下振搗均勻。在振搗上層混凝土時，振動棒插入下層混凝土中5cm左右，消除兩層之間的接縫。振搗時一般每點振搗時間為20～30s，直至混凝土表面不再顯著下沉，不再出現(xiàn)氣泡，表面開始泛出灰漿為準。振動器插點要均勻排列，采用“行列式”的次序移動，以免造成混亂發(fā)生漏振、過振，每次移動位置的距離不大于振動棒作用半徑R的1.5倍。采用斜面分層法澆筑混凝土時，振搗工作從澆筑層的下端開始，逐漸上移，以保證混凝土的質(zhì)量。

參考文獻

[1]紀云生，水利水電工程施工組織設計手冊，中國水利電力出版社，1997.

[2]趙志縉，混凝土泵送施工技術，中國建筑工業(yè)出版社，1998.