穿黃灘地埋管工程泵送混凝土堵泵問題分析及處理

崔文博，李海峰

（華北水利水電工程集團(tuán)有限公司，天津 300170）

1 前言

南水北調(diào)東線第一期工程穿黃工程北區(qū)灘地埋管工程計(jì)劃開工日期為2008年6月15日、竣工日期為2010年7月30日，實(shí)際開工日期為2008年9月6日、竣工時(shí)間不變，但要經(jīng)歷一個(gè)汛期和兩個(gè)凌期，在扣除前期土方施工和后期土方回填時(shí)間后，混凝土施工有效期約為8個(gè)月，混凝土澆筑量6萬m3，平均澆筑強(qiáng)度為7 000 m3/月，澆筑強(qiáng)度大。為滿足工期要求，充分利用泵送混凝土施工速度快的優(yōu)勢，同時(shí)考慮施工成本效益，本工程最終選定拖泵泵送混凝土入倉的澆筑方案。

泵送混凝土具有施工速度快、成本效益高的優(yōu)點(diǎn)，但是易發(fā)生堵泵現(xiàn)象。如何避免或者減少堵泵現(xiàn)象，是提高施工進(jìn)度的關(guān)鍵。

2 原因分析

對此現(xiàn)象，經(jīng)過分析認(rèn)為有如下方面的原因：

2.1 操作人員方面

（1）操作人員精力不集中，沒有時(shí)刻注意泵送壓力表的讀數(shù)，致使壓力增大沒有及時(shí)采取措施，造成堵泵。

（2）余料量控制不適當(dāng)。泵送時(shí)，操作人員不注意觀察料斗中的余料，致使余料低于攪拌軸，擺缸吸入空氣，導(dǎo)致堵泵。

2.2 混凝土方面

（1）混凝土的坍落度太大，造成混合料內(nèi)的灰漿先被輸送出去。隨著灰漿的減少，一部分骨料之間的空隙得不到灰漿的填充，骨料間隙中的空氣便被吸至混凝土的出口處和閥箱內(nèi)，從而形成堵泵。

（2）混凝土的細(xì)骨料為機(jī)制砂，而機(jī)制砂恰恰是可泵性最差的。機(jī)制砂拌制的混凝土易發(fā)生離析，泵送阻力增大，造成堵泵。

2.3 施工方法方面

（1）管道連接原因有：管道布置時(shí)沒有按最短距離、最少彎頭和最大角度來布管，實(shí)際布管時(shí)在泵出口錐管處直接接彎管增大了輸送阻力，造成了堵泵。管道連接不嚴(yán)密，造成漏漿，致使混凝土坍落度減小甚至發(fā)生離析，減小泵送壓力，造成堵泵。

（2）管道原因有：①泵送前沒有用水濕潤管道包括軟管，造成管道吸收混凝土的水分，坍落度增大，增加泵送阻力，造成堵泵。②上次泵送完畢，沒有清理干凈管道，造成堵泵。③本工程向下泵送混凝土，管道傾斜角度接近15°，在傾斜的管段內(nèi)大流動(dòng)度的混凝土可能因自重而產(chǎn)生向下自流的現(xiàn)象，使輸送管內(nèi)出現(xiàn)空洞或因自流使混凝土產(chǎn)生離析而發(fā)生堵泵現(xiàn)象。

2.4 夏季施工方面

夏季氣溫較高，管道在強(qiáng)烈陽光照射下，混凝土易脫水，從而導(dǎo)致堵泵。

3 解決對策

通過分析上述原因，制定了以下方面的管控措施：

3.1 人員管控

（1）要求操作工人時(shí)刻注意壓力表的變化，一旦發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)突然增大，應(yīng)立即反泵2～3個(gè)行程把氣體排出，再正泵。若已經(jīng)進(jìn)行了反泵正泵幾個(gè)操作循環(huán)，仍未排除，立即停泵及時(shí)拆管清洗。

（2）要求放料工人時(shí)刻注意料斗內(nèi)的料量，拌合物的量既不能低于攪拌軸，也不能高于防護(hù)欄。這樣，既可避免吸入空氣，又可以及時(shí)清理超大骨料。

3.2 材料管控

（1）與混凝土供應(yīng)商聯(lián)系降低混凝土坍落度，嚴(yán)格控制在140 mm左右。也就是說，夏季控制在140～160 mm，冬季控制在120～140 mm。

（2）在澆筑混凝土的過程中，自拌同配比的砂漿，根據(jù)混凝土骨料的離析程度向泵車內(nèi)添加適量砂漿增加拌合物的和易性。自拌砂漿的砂選用可泵性好的河砂，按粒徑來說屬于中砂。

3.3 施工方法管控

（1）對管道連接的管控措施有：①考慮移動(dòng)地泵的不便性和移動(dòng)成本，在管道布置時(shí)盡可能按最短距離、最少彎頭和最大角度來布管，布管時(shí)在泵出口錐管處連接長度不少于5 m的直管，再接彎管。泵送中途倒管時(shí)，每次只加接一根，且用水潤滑一下管道內(nèi)壁，并排盡空氣。如圖1所示。②管卡一定要擰緊到位，保證接頭密封嚴(yán)密，不漏漿，尤其要保證泵送時(shí)各管卡處不能有任何滲水現(xiàn)象。泵送前泵水就能起到檢查管路接口密封情況的作用。各管卡位置不應(yīng)與地面或支撐物接觸，應(yīng)留有一定的間隙以便拆裝。

（2）對管道的管控措施有：①泵送之前先泵水，使管道充分濕潤；每次澆筑完成后將軟管放入排水渠內(nèi)用水浸泡，下次澆筑前再取出備用。并且要求每次施工完畢之后必須立即清洗干凈管道和泵車。一是泵管的清洗：先將插管插上插板后，拆除前端軟管，從150A-125A錐管處拆除管接頭，倒出該錐管中混凝土，安裝好清洗用具，按輸送管長度不同，采用的清洗用具也不一樣。輸送管長度100m以下時(shí)，用一個(gè)海綿塞和一個(gè)清洗活塞；輸送管長度500m以上時(shí)，用兩個(gè)水泥袋、兩個(gè)海綿塞、一個(gè)清洗活塞（水泥袋、海綿塞在裝入前須用水充分浸泡）。安裝清洗用具后，將錐管重新接回，扣好管夾，料斗裝滿水并保證與水源相接，直到海綿塞、清洗活塞、水泥紙從前端冒出，繼續(xù)泵送水，后序的混凝土殘?jiān)鞒鲋敝翛]有。至此，輸送管清洗完畢。如圖2所示。二是混凝土泵用后要進(jìn)行清洗，分為日常清洗和入庫清洗。日常清洗如下：首先使主油泵排量調(diào)至最小，空運(yùn)轉(zhuǎn)3～4個(gè)沖程，排出殘余的混凝土，停止空運(yùn)轉(zhuǎn)；拆出錐管，用鏟子、扒出棒等輔助工具清除料斗、S管里的混凝土，打開料斗下部料門，用水沖洗料斗內(nèi)外，待清除干凈后，關(guān)閉料門；料斗內(nèi)注滿水，運(yùn)轉(zhuǎn)3～4個(gè)沖程，將殘余混凝土隨水排出機(jī)外，水排完畢，空運(yùn)轉(zhuǎn)20 min，繼續(xù)供潤滑脂，清洗完畢關(guān)機(jī)，關(guān)閉電源。入庫清洗如下：若泵有一段時(shí)間不用，應(yīng)將泵入庫，入庫前進(jìn)行保養(yǎng)性清洗。先將混凝土活塞拉回，放盡水箱之水，活塞拆出進(jìn)行清洗，涂滿潤滑脂重新裝入。隨后，將機(jī)身各處清洗干凈并擦干，涂噴機(jī)油。清洗干凈的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為機(jī)身各處無混凝土塊、灰漿、泥水。②在向下傾斜配管的前端設(shè)置相當(dāng)于落差（H）5倍以上的水平管段（3倍H加一段軟管），利用其摩擦阻力阻止混凝土的自流，當(dāng)配管傾斜度大于7°時(shí)，除傾斜配管前端設(shè)置5H的水平管（或3H加一段軟管）外，還應(yīng)在下斜管的上端設(shè)置排氣閥。在泵送過程中，如傾斜管段內(nèi)存在空洞，應(yīng)先打開排氣閥泵送排氣，當(dāng)傾斜段內(nèi)充滿混凝土開始從排氣閥溢出砂漿時(shí)，再關(guān)閉排氣閥，進(jìn)行正常泵送。如受場地條件限制在向下傾斜管段的前端無法滿足場地布置水平管時(shí)，可用軟管、彎管或環(huán)形管代替以增大摩擦阻力，阻止向下傾斜管段內(nèi)的混凝土自流。由于向下泵送混凝土?xí)r，混凝土的自流與其坍落度關(guān)系密切。為防止產(chǎn)生下流和混凝土離析，大角度向下輸送應(yīng)在泵送開始時(shí)在管路中裝入海綿橡膠球。

3.4 季節(jié)施工管控

針對夏季氣溫高的特點(diǎn)，安排澆筑任務(wù)時(shí)避開溫度高的時(shí)段，并且采用草袋將管道包裹，時(shí)刻保持濕潤，減少混凝土水分的蒸發(fā)。冬季做好管道的保暖工作，減少混凝土的熱量損失。

4 處理過程

堵泵發(fā)生后應(yīng)立即進(jìn)行反泵疏通，若反泵疏通無效則應(yīng)立即判斷堵泵部位，停機(jī)清理管路。

堵泵部位判斷的方法是：在泵機(jī)操作人員進(jìn)行正泵-反泵操作的同時(shí)，其他人員沿輸送管道尋找堵泵部位。一般來說，從泵的出口起至堵泵部位的管段會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)，而堵泵點(diǎn)以后的管路則是靜止的，堵泵段混凝土被吸動(dòng)有聲響，堵泵點(diǎn)以后無聲響，敲打管道，堵泵部位有發(fā)悶的聲響和密實(shí)的感覺。

一旦找到堵泵部位，在進(jìn)行正-反泵的同時(shí)，用木錘敲打該處，有時(shí)能恢復(fù)暢通，無效應(yīng)立即拆除該段管道進(jìn)行清洗。

如堵泵與判斷不準(zhǔn)，也可進(jìn)行分段清洗。若拆管時(shí)發(fā)現(xiàn)管內(nèi)混凝土料開始凝結(jié)，應(yīng)立即將所有管接頭打開，逐級(jí)快速清理，并清洗拖泵，以免混凝土料凝結(jié)，無法清理混凝土管而使混凝土管報(bào)廢。

5 結(jié)語

截至目前，南水北調(diào)東線第一期工程穿黃工程北區(qū)灘地埋管工程混凝土澆筑已完成90%，工期目標(biāo)將順利實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明，采用泵送混凝土施工過程中沒有發(fā)生堵泵事件，澆筑每百方混凝土的時(shí)間至少比皮帶機(jī)節(jié)省30 min，從而加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了施工成本，取得了較好的工程效益。