高層混凝土泵送堵管原因分析及應(yīng)對措施

胡新軍，聶虎

（1. 湖北省城市地質(zhì)工程院 武漢華強商品混凝土供應(yīng)有限公司，湖北 武漢 430035；2. 湖北藍?；炷劣邢薰荆?武漢，430200）

高層混凝土泵送堵管原因分析及應(yīng)對措施

胡新軍1，聶虎2

（1. 湖北省城市地質(zhì)工程院 武漢華強商品混凝土供應(yīng)有限公司，湖北 武漢 430035；2. 湖北藍?；炷劣邢薰?，湖北 武漢，430200）

本文結(jié)合某高層建筑堵管異?，F(xiàn)象，論述了混凝土泵送原理，分析了堵管原因，并提出了針對性綜合措施，重點分析了混凝土堵管容易被忽略的管道優(yōu)化設(shè)計和布置，最后進行實踐經(jīng)驗總結(jié)，希望對同行有所幫助。

泵送；堵管；應(yīng)對措施

1　工程情況

某高層建筑工程共 20 層，層高 5.2 米，7 月底施工屋面梁板柱 C30 混凝土，總管線長約 240 米，其中垂直高度 100米，下面水平輸送管長 15 米，頂樓梁板水平管線約 125 米，泵送時連續(xù)幾次堵管，甚至連砂漿都全線堵管，泵送不成功，給施工工作造成阻礙。根據(jù)施工現(xiàn)場堵管情況，首先排除了混凝土方面原因，因此開展了其他方面原因大量的調(diào)查排除工作，為最終解決問題提供了依據(jù)。在分析堵管原因之前，首先來了解一下混凝土泵送原理和堵管現(xiàn)象及判斷。

2　混凝土泵送原理

主要由水泥、砂、石、外加劑、水組成的混凝土，形成了無數(shù)大小不一、形狀各異的顆粒。經(jīng)過攪拌之后，由水與混凝土的主要介質(zhì)將無數(shù)顆粒包裹，并以小顆粒包大顆粒的形式連接起來，使水泥砂漿均勻包在粗骨料表面，并攜帶粗骨料在輸送管中以懸浮狀態(tài)運動，在這種狀態(tài)之下才能形成流動的混凝土，這就是可泵性混凝土的形成。泵送過程中由于壓力作用，一部分水泥砂漿被擠向泵管外層，在粗骨料與管壁之間形成一個潤滑層，經(jīng)過變徑管后很快形成混凝土的各層次分布狀態(tài)，從而使粗骨料順利通過泵管?；炷林挥斜３诌@種狀態(tài)，泵送才能順利進行（見圖 1[1]）。

圖1　混凝土在輸送管內(nèi)正常狀態(tài)示意圖

3　堵管現(xiàn)象及判斷

當(dāng)潤滑層被破壞，如果混凝土在輸送管內(nèi)的局部甚至大部分范圍的摩擦阻力（混凝土內(nèi)部摩擦力和混凝土對管壁的摩擦力）過大時，破壞了混凝土原來在管內(nèi)層次分布狀態(tài)，從序流變成了紊流狀態(tài)，就容易產(chǎn)生堵管現(xiàn)象（見圖 2[1]）。

圖2　混凝土輸送管預(yù)堵狀態(tài)示意圖

堵管一般有比較明顯的征兆，從泵送油壓看，如果每個泵送沖程的壓力峰值隨沖程的交替而迅速上升，并很快達到設(shè)定壓力值，正常的泵送循環(huán)自動停止，主油路溢流閥發(fā)出溢流響聲，這時可以基本斷定發(fā)生了堵管故障；另外可觀察輸送管道狀況，正常泵送時管道和泵機只產(chǎn)生輕微的后座震動，如果突然產(chǎn)生劇烈震動，盡管泵送操作仍在進行，但管口不見混凝土流出，也表明發(fā)生了堵管。

4　堵管原因分析及應(yīng)對措施

該工程堵管發(fā)生后，通過多次調(diào)查施工現(xiàn)場的實際情況，分析出堵管的主要原因，并由此制定了有針對性的應(yīng)對措施，最終解決了問題，取得了良好的泵送效果。

4.1人為主觀方面原因及應(yīng)對措施

4.1.1管道的連接、布置不合理

（1）由于施工現(xiàn)場場地狹小，水平管線長度沒有達到JGJ/T 10—2011《混凝土泵送技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的至少達垂直管路長度的 1/3；

（2）更為嚴重的是垂直管道由于施工單位在施工每層夾層梁混凝土施工時都來回拆接過，密封性不好，存在普遍漏漿現(xiàn)象，有的接頭處漏漿嚴重；

（3）未按要求加裝截止閥，混凝土中途停止泵送時，垂直管道中的混凝土因重力作用形成倒流，直接導(dǎo)致再次泵送時錐形管或者彎管處堵塞；

（4）使用了小彎頭。

這四個方面都是造成此次堵管的主要原因，也是日常最容易忽略的管道布置問題，這個經(jīng)驗教訓(xùn)值得今后重點借鑒。

采取的應(yīng)對措施：由于場地狹小無法增加水平管線和安裝截止閥，所以采取的措施主要是對新連接的全管線接口處全部擰緊，避免漏漿；不用小彎頭，盡量都用大彎頭，并盡可能地減少彎頭的數(shù)量，并采取了后面將要講到的其他綜合措施配合實施予以完善。

4.1.2管道內(nèi)壁未清洗干凈

由于施工方在上次輸送管用完后，未及時徹底清洗管道，造成了剩余混凝土結(jié)殼聚積也是造成堵管主要原因之一。

采取的應(yīng)對措施：徹底清洗輸送管內(nèi)壁，或者換用干凈光滑的輸送管。

4.1.3泵送前潤滑不到位

泵送前先用一定量水潤濕管道內(nèi)壁，再泵送適量砂漿潤滑，管道的水沒有完全放掉，稀釋了砂漿，造成砂漿離析也是堵管原因之一。

采取的應(yīng)對措施：泵送砂漿前一定要將管道內(nèi)的水全部放掉，否則在泵送砂漿時會使砂漿離析而堵管。

4.1.4堵管后處置不當(dāng)

開始泵送時，應(yīng)處于慢速，泵送正常時轉(zhuǎn)入正常速度，不能一味圖快，發(fā)生堵管后盲目增加泵送壓力而造成堵泵或堵管，嚴重的會發(fā)生全線堵管。包括設(shè)備供應(yīng)商的售后人員在內(nèi)的操作人員在堵管后未及時查找堵管原因，就盲目連續(xù)多次高壓正、反泵，本來只有一處或幾處堵管，反而導(dǎo)致全線堵管，這也是這次重要的經(jīng)驗教訓(xùn)之一，值得深思與借鑒。

采取的應(yīng)對措施：操作人員要隨時注意泵送壓力、油溫、輸送管的情況，出現(xiàn)異常立即停止泵送，查明原因，得當(dāng)處置，避免堵泵或堵管。

4.2設(shè)備方面的原因及應(yīng)對措施

4.2.1切割環(huán)與眼睛板磨損嚴重

混凝土輸送泵切割環(huán)和眼睛板磨損嚴重時，使 S 閥與眼睛板間隙過大，漏漿嚴重，泵送壓力損失而減少，且停機時混凝土易倒流堵塞錐形管，這樣易造成堵管。間隙過大應(yīng)調(diào)節(jié)擺臂上的調(diào)節(jié)螺母，使橡膠彈簧保持一定的預(yù)緊力，磨損嚴重時應(yīng)更換切割環(huán)和眼睛板。

采取的應(yīng)對措施：調(diào)節(jié) S 閥與眼睛板之間的間隙至符合要求。

4.2.2輸送管尺寸不當(dāng)

通常采用的輸送管內(nèi)徑為 125mm，但在施工現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)所使用的輸送管是由兩個廠家生產(chǎn)的，另外有少量的舊輸送管內(nèi)壁磨損較為嚴重，出現(xiàn)了較多小凹坑。其中，紅色輸送管內(nèi)徑基本為 125mm，符合要求，但藍色輸送管的內(nèi)徑有124mm、125mm，最大的達到了 128mm，而且藍色輸送管內(nèi)接口部位都有一圈凸出的焊圈。通過分析后認為，輸送管存在兩個問題，其中磨損產(chǎn)生的小凹坑和藍色輸送管接口處的凸出焊圈都有可能破壞潤滑膜，是堵管的原因之一；藍色輸送管內(nèi)徑不一致就會導(dǎo)致混凝土由大內(nèi)徑向小內(nèi)徑輸送過程中發(fā)生混凝土擠壓，造成局部較大摩擦阻力，也是導(dǎo)致堵管主要原因之一。這個也是平時最容易忽視的堵管環(huán)節(jié)。

采取的應(yīng)對措施：所有輸送管全部更換為同一廠家管徑基本一致的紅色泵管，保證管道內(nèi)壁光滑。

4.3材料方面的原因及應(yīng)對措施

4.3.1潤管砂漿使用不當(dāng)

由于當(dāng)時管線很長，而采用的潤管砂漿還是常規(guī)砂漿，導(dǎo)致潤管砂漿在輸送管內(nèi)壁形成的潤滑膜不夠，也是導(dǎo)致堵管的次要原因之一。

采取的應(yīng)對措施：在用水沖洗混凝土泵和輸送管，并將水全部放干凈后，采用 1:2 水泥砂漿潤管。

4.3.2混凝土用砂方面原因

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，砂的粒徑不合理也會造成堵管。因為通過0.315mm 篩孔的細砂在混凝土中起一種類似滾珠的作用，應(yīng)使通過 0.315 細篩孔的砂不少于總砂量的 15%，能減少混凝土與輸送管壁的摩擦，增大粘聚力和保水性。當(dāng)時該批次砂該含量少，粒徑也不合理，也有可能造成堵管，這是造成其中一次堵管的原因之一。

采取的應(yīng)對措施：精選砂等原材料，控制砂的顆粒級配，保證混凝土的和易性和可泵性。

4.4施工環(huán)境溫度原因

時值 7 月份施工環(huán)境溫度較高，因太陽光直射，輸送管管壁溫度最高可達 70℃以上，使管道中的混凝土極易出現(xiàn)水分蒸發(fā)，特別是管壁的潤滑膜，托浮力逐漸下降，造成堵管。

采取的應(yīng)對措施：協(xié)調(diào)施工單位應(yīng)用草袋、布袋等吸水后將輸送管覆蓋起來，并及時澆水降溫，保持泵送的連續(xù)性，停歇時間不得超出 30min。

5　經(jīng)驗總結(jié)

經(jīng)過采取了上述多種綜合應(yīng)對措施，很好地解決了混凝土堵管問題，最終泵送順利。也通過對此次混凝土堵管事件的處理，發(fā)現(xiàn)平常造成堵管原因大部分都是混凝土本身，但這次卻主要是容易被忽略的管道設(shè)備方面的問題。這需要引起足夠的重視，從此次事件中得出以下八點高層混凝土泵送重要實踐經(jīng)驗，希望對同行有所幫助：

（1）根據(jù)各工地實際情況，每次泵送施工前應(yīng)合理設(shè)計和布局管線。盡量少用彎頭，特別是小彎頭；水平管道長度不低于高度的 1/3，必要時還要設(shè)置截止閥。這一點在泵送高層混凝土或向下泵送混凝土?xí)r尤其重要。

（2）泵送混凝土?xí)r，應(yīng)采用同一廠家和同一內(nèi)徑的內(nèi)壁光滑的輸送管道；每處管道接頭必須擰緊保障緊密封；遇到高溫施工時還應(yīng)對泵送管道采取合理的降溫措施。

（3）每次用完的混凝土輸送管必須清洗干凈，防止剩余混凝土結(jié)殼聚積造成下次使用時堵管。

（4）泵送前，要用水沖洗管道，然后將水全部放掉，再泵送1:2甚至更好的水泥砂漿進行潤管。

（5）控制混凝土原材料，根據(jù)實際情況科學(xué)進行配合比設(shè)計，加強混凝土出廠質(zhì)量監(jiān)控和泵送混凝土入泵前檢查，一旦發(fā)生異常，必須按照應(yīng)急預(yù)案采取應(yīng)對措施。

（6）針對高層泵送混凝土?xí)r，頭幾車采用高一個強度等級的混凝土首先打通管道，隨后恢復(fù)正常強度等級混凝土泵送，這也是重要經(jīng)驗之一。

（7）如果混凝土堵管，一定要先查明原因并對癥處理，避免錯誤操作導(dǎo)致更嚴重的堵管。

（8）在泵送高層混凝土?xí)r，垂直管道不要反復(fù)拆接，可有效防止因管道漏漿導(dǎo)致的堵管。

[1] 劉玉民．泵送混凝土施工 16 種堵管現(xiàn)象的分析[J]．建筑機械化，2000(03): 39-40．

［通訊地址］湖北省武漢市硚口區(qū)長豐大道 118 號武漢華強商品混凝土供應(yīng)有限公司（430035）

Cause analysis and response of high rise concrete pumping pipe

Hu Xinjun1, Nie Hu2
(1. Hubei Provincial Institute of Geological Engineering Wuhan City Huaqiang Ready-mixed Concrete Supply Co., Lted., Wuhan 430035; 2. Hubei LanHai Ready-mixed Concrete Co., Ltd., Wuhan 430200)

Combined with a blocking pipe anomalies in high-rise building, this paper discusses the principle of concrete pump tube jam to primary and secondary reason analysis and comprehensive measures targeted, focused on analysis of the concrete wall pipe overlooked pipeline optimization design and decorate, finally carried on the practice experience, hoping to help peers.

pumping; plugging; measures

胡新軍（1976—），男，工程師，碩士學(xué)位，無機非金屬材料專業(yè)，從事商品混凝土的技術(shù)研究與質(zhì)量管理。湖北省城市地質(zhì)工程院武漢華強商品混凝土供應(yīng)有限公司副總工程師，武漢混凝土協(xié)會技術(shù)部專家委員。