水工泵送混凝土施工技術(shù)分析

□張存勝(河南省水利第二工程局)

一、水工混凝土的主要特點(diǎn)

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

（一）工程量大，工期長(zhǎng)

大中型水利水電工程的混凝土工程量通常都有幾十萬(wàn)至幾百萬(wàn)立方米，一般需要經(jīng)歷3～5a或更多的時(shí)間才能完成。

（二）溫度控制要求嚴(yán)格

水工混凝土多屬于大體積混凝土，通常需要分縫、分塊進(jìn)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(dāng)?shù)氐臍鉁貤l件，對(duì)混凝土采取嚴(yán)格的溫度控制、表面保護(hù)和接觸灌漿等技術(shù)措施。

（三）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(yùn)輸和施工機(jī)械布置受到地形、地質(zhì)水文氣象等自然條件的限制。

（四）優(yōu)先使用散裝水泥

目前，我國(guó)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(mǎn)足大規(guī)模的需求，是一項(xiàng)技術(shù)成熟、可靠性高的施工新技術(shù)。

（五）水工混凝土中應(yīng)摻入摻合料

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(yīng)，節(jié)約水泥，降低成本，綜合效益非常顯著。常見(jiàn)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。

（六）水工混凝土中必須摻外加劑

10多年來(lái)，混凝土外加劑技術(shù)飛速發(fā)展，品種越來(lái)越多，性能越來(lái)越好，技術(shù)也越來(lái)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(jié)時(shí)間，提高各項(xiàng)物理力學(xué)性能和耐久性，增強(qiáng)混凝土適應(yīng)環(huán)境的能力等。

（七）施工機(jī)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(diǎn)，為了保證工程質(zhì)量和工期，必須采用機(jī)械化的施工手段，選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)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(jī)、皮帶機(jī)、門(mén)機(jī)或塔機(jī)加吊罐等施工機(jī)械來(lái)輸送混凝土，但有些施工點(diǎn)(如隧道、塔、柱、橋梁和水上工程等)使用上述施工機(jī)械很難完成混凝土的輸送，或者受體型和地理?xiàng)l件的限制，選擇以上施工設(shè)備不經(jīng)濟(jì)，此種情況只能采用泵送。

二、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(shè)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(shè)工期，施工質(zhì)量的好壞影響工程的安危。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，用于混凝土施工的各種費(fèi)用約占工程總投資的50%～70%甚至更高。因此選擇合理的施工工藝，優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，不斷提高施工技術(shù)水平，對(duì)保證工程質(zhì)量、降低造價(jià)、縮短建設(shè)周期具有重要作用。

(一)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(diǎn)，必須在正式泵送前做好一系列的準(zhǔn)備工作。主要包括以下幾點(diǎn)。

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(jié)構(gòu)的形狀、尺寸。同時(shí)要檢查布料設(shè)備，使其不得碰撞或直接放置在模板上，對(duì)布料桿下的模板和支撐要適當(dāng)加固。

2.結(jié)構(gòu)鋼筋骨架的檢查

在泵送前要認(rèn)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(jìn)行驗(yàn)收，并由監(jiān)理工程師簽字。板和大體積塊體結(jié)構(gòu)的水平鋼筋骨架(網(wǎng))，應(yīng)設(shè)置足夠的鋼筋撐腳或鋼支架，鋼筋骨架重要節(jié)點(diǎn)處宜采取專(zhuān)門(mén)的加固措施。

3.檢查混凝土泵的放置

混凝土泵在泵送混凝土?xí)r有脈沖式振動(dòng)，如果放置處地基不堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，或有一定的坡度，很有可能因振動(dòng)而使混凝土泵或泵車(chē)滑動(dòng)，造成不必要的麻煩，所以應(yīng)將泵車(chē)墊平固定。

4.檢查施工組織方面的準(zhǔn)備

混凝土泵送施工是一個(gè)多方配合、相互協(xié)作、綜合保證、全面管理的系統(tǒng)工程，必須做好施工組織方面的準(zhǔn)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(guò)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)，是否有勞動(dòng)部門(mén)頒發(fā)的上崗證書(shū)；水、電、道路是否暢通；指揮人員、管理人員、通訊設(shè)備是否齊全；混凝土泵、攪拌運(yùn)輸車(chē)、澆筑地點(diǎn)是否明確、協(xié)調(diào)；施工進(jìn)度計(jì)劃是否落實(shí)等。開(kāi)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(cè)量電壓并注意保護(hù)電纜，確定無(wú)誤后方可開(kāi)泵，將其真空值抽至規(guī)定值，空載運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查活塞桿與泵體、機(jī)件一切正常后，才能正式投入使用。為防止初泵送時(shí)混凝土配合比的改變，在正式泵送前應(yīng)用水、水泥漿、水泥砂漿進(jìn)行預(yù)泵送，以潤(rùn)滑泵和輸送管內(nèi)壁，一般1m3水泥砂漿可潤(rùn)滑約300m長(zhǎng)的管道。

5.混凝土輸送泵的操作注意事項(xiàng)

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?xí)r，混凝土輸送泵的操作注意以下幾個(gè)方面。

（1）開(kāi)始泵送混凝土?xí)r，混凝土泵應(yīng)處于低速、勻速并隨時(shí)可反泵的狀態(tài)，并時(shí)刻觀(guān)察泵的輸送壓力，當(dāng)確認(rèn)各方面均正常后，才能提高到正常運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

（2）混凝土泵送要連續(xù)進(jìn)行，盡量避免出現(xiàn)泵送中斷?；炷猎谳斔凸苓B續(xù)壓送時(shí)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，勻質(zhì)性好；壓送出現(xiàn)中斷時(shí)，輸送管內(nèi)的混凝土處于靜止?fàn)顟B(tài)，混凝土就會(huì)產(chǎn)生泌水，混凝土中的骨料也會(huì)按照密度不同而下沉分層，停歇的時(shí)間越長(zhǎng)，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(jìn)行，但從攪拌出機(jī)至澆筑的時(shí)間不得超過(guò)1.5h。

（3）如果由于技術(shù)或組織上的原因，在迫不得已停泵時(shí)，每隔45min開(kāi)泵一次，使泵正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各兩個(gè)沖程，同時(shí)開(kāi)動(dòng)料斗中的攪拌器，使之?dāng)嚢?～4轉(zhuǎn)，以防止混凝土離析。如果泵送時(shí)間超過(guò)45min，或混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)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。

（二）混凝土的澆筑

混凝土的澆筑，應(yīng)預(yù)先根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、平面形狀和幾何尺寸、混凝土制備設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備的供應(yīng)能力、泵送設(shè)備的泵送能力、勞動(dòng)力和管理水平，以及施工場(chǎng)地大小、運(yùn)輸?shù)缆非闆r等條件，劃分混凝土澆筑區(qū)域，明確設(shè)備和人員的分工，以保證澆筑結(jié)構(gòu)的整體性和按計(jì)劃進(jìn)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4道側(cè)墻和頂板。每道側(cè)墻以50cm厚度分層布料，4道側(cè)墻均衡上升。當(dāng)混凝土達(dá)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}(cāng)后要邊澆筑邊由人工平倉(cāng)，平倉(cāng)過(guò)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(zhǔn)用砂漿覆蓋。

混凝土采用HZ-50(70)插入式振動(dòng)器振搗，振搗采用垂直振搗的方法。振動(dòng)器的操作要做到“快插慢拔”，在振搗過(guò)程中，將振動(dòng)棒上下略微抽動(dòng)，以使上下振搗均勻。在振搗上層混凝土?xí)r，振動(dòng)棒插入下層混凝土中5cm左右，消除兩層之間的接縫。振搗時(shí)一般每點(diǎn)振搗時(shí)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(kāi)始泛出灰漿為準(zhǔn)。振動(dòng)器插點(diǎn)要均勻排列，采用“行列式”的次序移動(dòng)，以免造成混亂發(fā)生漏振、過(guò)振，每次移動(dòng)位置的距離不大于振動(dòng)棒作用半徑R的1.5倍。采用斜面分層法澆筑混凝土?xí)r，振搗工作從澆筑層的下端開(kāi)始，逐漸上移，以保證混凝土的質(zhì)量。