拖式泵泵送混凝土灌注預(yù)制梁堵管故障及排除方法

(中鐵一局集團(tuán)有限公司海外事業(yè)部，陜西 西安 710054）

拖式泵泵送混凝土灌注預(yù)制梁堵管故障及排除方法

李廣帥

(中鐵一局集團(tuán)有限公司海外事業(yè)部，陜西 西安 710054）

砼輸送泵因泵送作業(yè)連續(xù)、泵送距離遠(yuǎn)、工作效率高、施工方便且混凝土性能保持較好等優(yōu)點在900噸預(yù)制梁混凝土灌注施工中得到了廣泛應(yīng)用，成為施工中一種重要的生產(chǎn)設(shè)備。900噸箱梁預(yù)制施工工藝復(fù)雜且要求嚴(yán)格，尤其是預(yù)制梁體灌注，320方的梁體混凝土要求必須在6小時內(nèi)完成灌注，這就給砼輸送泵的泵送混凝土作業(yè)提出了更高要求。在泵送混凝土作業(yè)過程中，由于種種原因造成的輸送管路堵塞故障成為限時完成梁體灌注的一種主要影響因素。若堵管故障處理不當(dāng)，不僅會影響混凝土的灌注完成時間，還會影響到預(yù)制梁產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至?xí)斐纱蟮馁|(zhì)量事故。查找堵管原因，并針對原因采取辦法消除堵管故障就顯得尤為重要。本文結(jié)合使用砼拖式泵預(yù)制900噸箱梁的工作經(jīng)驗，針對砼輸送泵泵送混凝土作業(yè)過程中的堵管故障，分析造成堵管的原因及排除方法。

預(yù)制梁；混凝土；輸送泵；堵管故障；排除方法

1 900噸箱梁預(yù)制混凝土設(shè)備的布置形式

900噸箱梁預(yù)制的主要混凝土設(shè)備有混凝土拌合站、砼輸送泵、布料機(jī)（桿）等。砼輸送泵的布置通常有兩種形式，一種是將砼輸送泵直接放置在混凝土攪拌機(jī)出料口的下方，攪拌機(jī)拌合出來的混凝土料放入砼輸送泵的料斗內(nèi)，通過砼泵的泵送作業(yè)將混凝土通過泵管線路輸送到預(yù)制梁生產(chǎn)臺座；第二種是將砼輸送泵就近放置在砼預(yù)制臺座旁，通過砼攪拌運輸罐車將混凝土料從拌合站運送給砼輸送泵，再經(jīng)砼輸送泵將混凝土料輸送到布料機(jī)。第二種布置方式的優(yōu)點是泵送距離近，泵送過程中堵管的幾率小，但這種方式至少需要2臺砼攪拌運輸車配合，設(shè)備投資大，生產(chǎn)成本高。從生產(chǎn)成本角度考慮，很多施工單位常采用第一種方式。本文主要針對第一種布置方式即通過砼輸送泵的遠(yuǎn)距離輸送混凝土的方式來進(jìn)行探討。

2 砼輸送泵（拖式）的結(jié)構(gòu)及工作原理簡介

以中聯(lián)重工HBT80.18.132S型電動砼輸送泵為例，簡介其特點與泵送原理。

2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

砼輸送泵由液壓系統(tǒng)、泵送系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、行走底盤等組成。泵送系統(tǒng)主要由料斗、攪拌機(jī)構(gòu)、混凝土分配閥、混凝土輸送缸、洗滌室以及主油缸等組成。最大理論混凝土輸送量為80m3/h，最大泵送混凝土壓力18MPa，電機(jī)功率132kW，分配閥為S管閥（圖1）。

圖1

2.2 工作原理

砼輸送泵有二條砼缸和二條主油缸，砼缸內(nèi)的活塞桿件分別與主油缸活塞桿相連接。當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力油進(jìn)入一主油缸時，活塞桿伸出，同時通過密封回路連通管內(nèi)的液壓油油壓使另一活塞桿回縮。與主油缸活塞桿相連的砼輸送活塞回縮時產(chǎn)生自吸作用，料斗內(nèi)的混凝土在大氣壓力作用和攪拌葉片的助推作用下被吸入砼缸。同時，另一主油缸在油壓的作用下，推動主油缸的活塞桿伸出并同時推動砼活塞將混凝土從缸內(nèi)壓出。同時分配閥管瞬間換向連通輸送泵管，被壓出的混凝土通過分配閥管進(jìn)入輸送泵管，將混凝土泵出。動作完成后，系統(tǒng)自動換向使壓力油進(jìn)入另一主油缸，完成另一次混凝土的吸、送動作，如此反復(fù)，料斗內(nèi)的混凝土就源源不斷地被吸入和壓送出砼輸送缸，通過輸送泵管，到達(dá)澆筑地點，完成混凝土的輸送作業(yè)（圖2、3、4）。

圖2

圖3 正泵狀態(tài)

圖4 反泵狀態(tài)

3 造成砼輸送泵堵管的原因分析及排除方法

3.1 設(shè)備問題

3.1.1 設(shè)備選型不當(dāng)

（1）砼泵設(shè)備的選型，應(yīng)綜合考慮設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)和整機(jī)性能是否滿足施工需求。砼泵的主要技術(shù)參數(shù)有電機(jī)（或柴油發(fā)動機(jī)）功率、輸送排量、泵送壓力和最大輸送距離等。其中電機(jī)功率是個重要參數(shù)，功率大、泵送壓力和輸送排量整體性能就高。再則應(yīng)考慮混凝土攪拌機(jī)產(chǎn)量的匹配性。若砼輸送泵功率過大，與攪拌機(jī)的混凝土拌合產(chǎn)量不匹配，會造成資源浪費；功率過小，則會造成泵送困難，達(dá)不到使用要求。（2）不同廠家的設(shè)備，其質(zhì)量的可靠性也不一樣，若選購了質(zhì)量不可靠的設(shè)備，使用過程中會出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問題或設(shè)備故障，增加了堵管的可能性。對策：砼泵設(shè)備采購選型時，應(yīng)結(jié)合梁體灌注施工工藝的要求來進(jìn)行。如從灌注時間限制要求選擇砼泵設(shè)備的輸送排量參數(shù)，從攪拌機(jī)出料口到最遠(yuǎn)生產(chǎn)臺座的距離選擇砼泵設(shè)備的泵送距離參數(shù)，從輸送排量和泵送壓力來選擇電機(jī)的功率。同時還應(yīng)考慮與混凝土攪拌機(jī)的匹配性。在此基礎(chǔ)上，盡可能選擇整機(jī)質(zhì)量可靠的品牌設(shè)備。

3.1.2 設(shè)備檢修不到位

（1）砼輸送泵的活塞、眼鏡板、切割環(huán)部件屬于易損件，使用過程中隨著混凝土泵送量的增加，以上部件磨損量逐漸增大，尤其是砼缸內(nèi)的混凝土活塞，極易磨損和損壞。若不勤查勤換，會造成泵送無力、泵送困難，導(dǎo)致堵管情況發(fā)生。（2）泵送混凝土的推動力主要來自高壓油泵輸出的液壓油壓力，砼輸送泵泵送作業(yè)動作的完成均靠液壓油傳遞的壓力，由于泵送混凝土作業(yè)工作負(fù)載大，液壓油在高負(fù)荷工作狀態(tài)下，溫升較高。液壓油溫度高時，易造成液壓元件尤其是密封件的損壞，出現(xiàn)液壓方面的故障，若不能及時排除，會造成堵管可能。對策：機(jī)修人員應(yīng)按砼輸送泵設(shè)備的維修保養(yǎng)內(nèi)容認(rèn)真維修和保養(yǎng)，對主要的易損部件如砼活塞、眼睛板、切割環(huán)應(yīng)經(jīng)常檢查，符合更換要求的，應(yīng)及時更換。采取措施冷卻液壓油箱，降低液壓油油溫。如加裝噴淋水管或利用大功率風(fēng)扇，給液壓油箱或主油泵降溫，從而降低油溫。學(xué)習(xí)、掌握砼泵液壓系統(tǒng)故障診斷及排除知識，在維修過程中不斷積累經(jīng)驗，達(dá)到故障判斷準(zhǔn)確、排除迅速。儲備一些常用液壓元器件及零部件，以便故障時有件可換，縮短維修時間。

3.2 操作、使用問題

（1）操作手操作技術(shù)不熟練，缺乏操作經(jīng)驗，遇到泵送壓力不穩(wěn)、泵送困難時，不會進(jìn)行處理，往往會造成堵管故障發(fā)生。（2）泵送前，為了減少泵送阻力，需對輸送泵管進(jìn)行潤滑。潤滑分二步進(jìn)行，即先泵水濕潤管道，后泵砂漿潤滑管道。潤滑砂漿泵送完畢后，應(yīng)立即放入混凝土繼續(xù)泵送，中間不要停頓或中斷，否則因空氣進(jìn)入輸送管道造成堵管或爆管可能。（3）泵送的開始階段，通常砼攪拌機(jī)拌制的前三盤混凝土料塌落度不穩(wěn)定，此時應(yīng)保持砼輸送泵處于處于慢速、勻速并隨時可反泵的狀態(tài)；泵送過程中應(yīng)密切注意泵送壓力表示值變化，待壓力表示值穩(wěn)定后，再加快至正常泵送速度，甚至可以適當(dāng)提高送速度。操作時，若不會根據(jù)實際情況加以改變或調(diào)整，仍采用同一種速度泵送，則泵送的開始階段極有可能造成堵管。（4）若工作開始階段，攪拌機(jī)拌制出的混凝土料塌落度很小，砼泵無法泵送，此時應(yīng)嚴(yán)禁加水?dāng)嚢韬蟊盟汀Ｕ_的做法是應(yīng)及時將砼泵料斗內(nèi)的混凝土料放掉，重新放入塌落度合適的混凝土料后再進(jìn)行泵送。否則，若強(qiáng)行泵送，則極易造成堵管。（5）泵送過程中，操作手應(yīng)密切關(guān)注泵送壓力表的示值變化。發(fā)現(xiàn)壓力表示值升高且不穩(wěn)定，說明混凝土在輸送管道內(nèi)的阻力過大，此時應(yīng)減慢泵送速度；若發(fā)現(xiàn)壓力表示值升高異常、輸送管路振動明顯、泵送困難時，表明存在堵管征兆，不得再強(qiáng)行泵送。應(yīng)立即反泵2～3個行程，再用正泵慢速泵送，同時用木槌敲擊輸送泵管路，使管內(nèi)的混凝土松動，就會避免堵管的發(fā)生。若正反泵反復(fù)幾個循環(huán)后，仍泵送困難，砼泵表現(xiàn)出來的癥狀為泵送壓力越來越高，甚至達(dá)到了極限示值，主油泵聲音異常，有憋缸聲響，則證明已經(jīng)堵管，應(yīng)及時拆除泵管處理，否則堵管會更加嚴(yán)重。

（6）泵送過程中，由于某種原因泵送作業(yè)暫時停止，或由于其它原因造成混凝土不能連續(xù)供應(yīng)，造成混凝土泵送中斷。此期間，應(yīng)每隔約5min 進(jìn)行正反泵1～2個行程，使混凝土在管道內(nèi)來回活動，以防止混凝土凝固堵管；待恢復(fù)正常再次泵送時，應(yīng)密切注意泵送壓力表、換向壓力表、攪拌壓力表等壓力示值的變化，通過壓力示值的變化來判斷混凝土料的情況，進(jìn)而調(diào)整泵送速度。通常情況下泵送速度應(yīng)先慢后快，逐步加速。待泵管內(nèi)的舊料全部排出后，再恢復(fù)正常速度泵送。無經(jīng)驗的操作手，若仍采用同一種泵送速度工作，則極易造成堵管。

（7）泵管爆管或堵管后，若處理時間超過混凝土的初凝時間，砼輸送泵和輸送管內(nèi)的混凝土就會凝固。操作手應(yīng)密切關(guān)注中斷停止時間和混凝土情況，在混凝土凝固前，若堵管故障仍未排除，應(yīng)果斷采取措施，放凈、排空砼泵設(shè)備內(nèi)的混凝土料，并將輸送管路全部拆除，倒凈泵管內(nèi)的混凝土料，清洗干凈后重新連接進(jìn)行泵送。否則，若貪圖省事，僅處理爆管或堵管的那部分管路，會造成二次堵管，甚至混凝土凝固，造成大的質(zhì)量事故。（8）爆管或堵管的處置時間雖沒有超過時間要求，

爆管已經(jīng)更換，或堵管部分已經(jīng)處理，若泵管連接好后就直接進(jìn)行正泵泵送，則會再次造成堵管可能。原因如下：泵管重新安裝連接時，會有空氣進(jìn)入管內(nèi)，泵送時空氣被壓縮后，會破壞混凝土的流動性，造成泵送困難，甚至?xí)斐杀堋?正確的操作方法是先進(jìn)行2～3個行程的反泵，將混凝土料從泵管中回抽，將管內(nèi)的空氣從料斗排出后，在進(jìn)行正泵泵送作業(yè)。

（9）泵送混凝土作業(yè)時，料斗內(nèi)的料要始終高出攪拌軸以上，否則，因料斗內(nèi)的混凝土料少，不能覆蓋砼缸的料的進(jìn)口，空氣會被吸入砼缸，進(jìn)入泵管，造成堵管或爆管。

（10）泵送作業(yè)完成后，通常會用水和清洗球清洗輸送管路，清洗后的管道內(nèi)仍會存留砂粒和石子，此時需要全部拆除，才能倒凈泵管內(nèi)的殘留物。若貪圖省事，不拆或只拆除一部分，則砂粒、石子仍會殘留在管道內(nèi)，下次泵送作業(yè)時，會造成堵管可能。

采取的對策：一是加大對砼輸送泵操作手的培訓(xùn)力度，使之熟悉設(shè)備操作規(guī)程，掌握操作要領(lǐng)；操作手自身要主動學(xué)習(xí)，在使用過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，積累經(jīng)驗，在操作實踐中不斷提高自己的操作技能水平；工作上要踏實勤奮，不怕臟、累，以保障施工生產(chǎn)順利進(jìn)行為己任，使自己盡快成長為一名合格或優(yōu)秀的操作手。二是采用傳幫帶方式培養(yǎng)操作手。安排新手跟著經(jīng)驗豐富的師傅，以師傅帶徒弟方式來教授和培養(yǎng)操作手。

3.3 混凝土質(zhì)量問題

（1）生產(chǎn)箱梁用的混凝土要求為C50級耐久性高性能混凝土，較普通混凝土成分相比，增加了礦粉、粉煤灰等摻合料，混凝土原材料成分組成的比例不同直接影響著混凝土的可泵性。若混凝土配比選擇不當(dāng)，則混凝土的可泵性變差，增加了堵管的可能性。對策：為提高混凝土的泵送性，可對混凝土的配合比進(jìn)行試配，在保證強(qiáng)度、耐久性等質(zhì)量要求的前提下，通過調(diào)整砂率、水膠比或加入泵送劑等方法，來調(diào)節(jié)混凝土的可泵性?？紤]到混凝土的泵送性能、初凝時間和布料、振搗等施工因素，混凝土塌落度宜控制在160～200mm。（2）混凝土原材料質(zhì)量的穩(wěn)定性與否也影響著混凝土的可泵性，尤其是河砂的含水率不穩(wěn)定的情況下。對策：物資管理人員要加強(qiáng)混凝土原材料的管理，控制原材料質(zhì)量，盡可能保持穩(wěn)定；試驗室人員要嚴(yán)格執(zhí)行原材料使用前的檢查、試驗制度，根據(jù)試驗結(jié)果及時作出調(diào)整。（3）混凝土拌合站操作人員在操作中擅自改變配比，使得混凝土性能改變，也會造成堵管可能，情況嚴(yán)重時，還會造成質(zhì)量事故。對策：加大對設(shè)備人員的紀(jì)律管理。砼泵設(shè)備操作手要時常和混凝土拌合站和前方施工布料人員溝通，及時反饋情況信息，發(fā)現(xiàn)混凝土的泵送性差時，應(yīng)及時通知試驗人員，由試驗人員作出處理，嚴(yán)禁不經(jīng)試驗室同意擅自調(diào)整、改變混凝土的配比。

3.4 混凝土泵管問題

（1）泵管質(zhì)量問題。為了貪圖便宜，購進(jìn)小商販自制的泵管，泵管制造質(zhì)量不合格。泵管連接法蘭焊縫不均勻，焊渣沒有及時清理，泵送阻力增大；泵管端部連接法蘭的加工尺寸不合適，與管卡不配套，造成管接頭密封不嚴(yán)密，漏水漏漿，以上情況，均造成堵管可能。（2）泵管布管、連接問題。①泵管連接不平順。輸送管連接后高低起伏，彎折明顯，會增加混凝土的泵送阻力。若彎折點過多，阻力會疊加增大，造成泵送困難、甚至堵管可能。②彎管過多。布置連接輸送管路時，與砼泵出料口相連的輸送管路水平長度不宜小于15米。彎管距砼泵出口太近，泵送壓力損失較大，造成泵送困難。彎管對混凝土的阻力影響非常明顯，若彎管過多，泵送阻力增大，泵送壓力損失過多，增加了堵管的可能性。③泵管連接不到位。泵管連接時，通常兩泵管管口對接好，套上密封圈，再用管卡卡住緊固。若密封膠圈放置不到位，或使用擠壓變形或破損的密封膠圈，或者管卡緊固不到位，均會造成泵管連接密封不嚴(yán)密，泵送時，導(dǎo)致混凝土內(nèi)的水份或混凝土將被擠出流失，混凝土的可泵性變差，造成堵管可能。

（3）使用問題。①沒能及時更換壁薄的泵管。隨著泵送量的增加，泵管內(nèi)壁的磨損量也愈來愈大，管壁愈來愈薄，當(dāng)磨損到一定程度后，繼續(xù)使用，會爆管破裂。若處理不及時，則會造成堵管可能。②夏冬季節(jié)使用時沒有采取特別措施。夏季外界氣溫高時，應(yīng)采取措施對泵管進(jìn)行降溫處理；冬季外界氣溫低時，應(yīng)采取措施對泵管進(jìn)行保溫，防止由于外界氣溫影響，造成泵送困難，甚至堵管情況發(fā)生。采取對策：一是建議采購和使用砼泵生產(chǎn)廠家配套的泵管、管卡和密封膠圈；布管的原則是盡可能縮短管線長度，少用彎管，布管應(yīng)平順，避免出現(xiàn)彎折；為方便連接、檢修和更換，需對泵管進(jìn)行支墊；為了保持泵管連接的平順性，支墊位置靠近兩泵管連接部位；連接后應(yīng)對泵管進(jìn)行加固處理，防止泵送時泵管來回竄動，損耗泵送能量；同時也能防止因竄動造成的管卡和密封膠圈的損壞；泵管安裝連接前，應(yīng)檢查泵管的磨損程度，對管壁磨損的泵管可更換位置使用，磨損嚴(yán)重的，應(yīng)及時更新；密封膠圈重復(fù)使用時，應(yīng)挑選無破損、無擠壓變形的膠圈；泵管連接時，膠圈應(yīng)安裝到位，管卡緊固到位。泵送過程中，安排專人對輸送管線進(jìn)行巡查，并對管卡進(jìn)行二次緊固；巡查中發(fā)現(xiàn)問題，及時通知施工現(xiàn)場指揮人員或相關(guān)負(fù)責(zé)人，以便及時處理。二是夏季施工時應(yīng)對泵管進(jìn)行覆蓋降溫，防止混凝土因水分流失，造成泵送阻力增大；冬季施工外界氣溫低時，應(yīng)對泵管進(jìn)行保溫，防止混凝土受凍，造成泵送困難。

4 結(jié)語

梁體灌注混凝土泵送施工作業(yè)，堵管的原因既有客觀因素也有主觀因素，只要發(fā)揮人的主觀能動性，從砼輸送泵作業(yè)的方方面面去查找、分析堵管原因，并采取措施加以消除，堵管故障會被解決，堵管現(xiàn)象也能夠避免，使得梁體混凝土灌注施工作業(yè)順利完成。

[1]牛斌、孫金更等.客運專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件[S]. 鐵科技[2004]120號,2004.

[2]中國建筑科學(xué)研究院.JGJ/T10-95,混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1995.

整個起落航線飛行訓(xùn)練綜合評價中，根據(jù)專家的評定得到評價要素的重要程度劃分：操作質(zhì)量為非常重要、教員印象為重要、操縱效率為一般，得到權(quán)系數(shù)矩陣：

根據(jù)最大隸屬度原則可以判定此科目訓(xùn)練最終評價結(jié)果為良好。

5 結(jié)論分析

本評價方法采用兩次模糊評判，分別對操作質(zhì)量和最終成績進(jìn)行評估，能夠重點突出操作各要素的重要性，不但可以得出科目訓(xùn)練成績，根據(jù)隸屬度的分布還可以區(qū)分同檔成績操作者的操縱優(yōu)劣。采用本方法對40余名空中機(jī)械師的模擬訓(xùn)練進(jìn)行120余次評價，評價成績得到受訓(xùn)人員和指導(dǎo)教員的認(rèn)可。實踐證明該評價方法符合實際情況，有利于提高模擬訓(xùn)練者的訓(xùn)練水平，具有較好的應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]何新貴. 模糊知識處理的理論與技術(shù)，第二版. 北京.國防工業(yè)出版社，1998.

[2] 叢爽. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制及其在運動控制中的應(yīng)用. 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001.

[3] 李昌平，楊越明. 空中機(jī)械師專業(yè)技術(shù)概論. 長春.吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2000.

[4] 譚麒瑞，魏思東，劉承相. 空中機(jī)械師模擬訓(xùn)練評估系統(tǒng)研究.裝備制造技術(shù)，2010（5）.

[5] 楊凱，楊軍良. 飛機(jī)模擬器中操作評價系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn). 科技通報，2012（4）.

TU64

：A

：1671-0711（2017）04（上）-0054-04