焊管埋置法泵送在高塔混凝土工程上的應(yīng)用

周磊

摘要：高塔是構(gòu)成大跨徑橋梁的永久性主要承重結(jié)構(gòu)，其混凝土工程施工過程中的質(zhì)量保證及順利性，會直接影響到橋梁自身的使用壽命。由于現(xiàn)今在建大跨徑橋梁的高塔紀(jì)錄不斷在刷新，高塔混凝土垂直運(yùn)輸難度也在日益增加，如何高效、順利、安全的完成混凝土泵送是業(yè)內(nèi)一直在不斷探究的課題。文章結(jié)合已建橋梁工程的實(shí)際情況論述了普通焊管埋置法在高塔混凝土泵送工程上的實(shí)際應(yīng)用，可供類似工程施工借鑒。

【關(guān)鍵詞】橋梁；高塔；混凝土工程；泵送

隨著橋梁大跨徑記錄的不斷刷新，其永久性主要承重結(jié)構(gòu)高塔的施工難度也在日益增大。如何高效、安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的對高塔混凝土進(jìn)行垂直運(yùn)輸，保障其施工質(zhì)量及施工過程順利性，確保橋梁按期建成通車及橋梁自身壽命是行業(yè)內(nèi)一直不斷探究的課題。在以往的橋梁建設(shè)工程中，大多選用外露混凝土輸送管方式進(jìn)行混凝土泵送，此種工藝由于在輸送高度達(dá)到百米以上后底部混凝土壓力會達(dá)到3MPa，對輸送管高壓輸送泵及輸送管本身都有較高的要求，輸送管接頭、管道轉(zhuǎn)彎數(shù)量以及使用時間的長短也會嚴(yán)重影響混凝土輸送效果，最終影響混凝土質(zhì)量。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)在高塔混凝土工程中“堵管事件”發(fā)生概率為0.066，也就是說每100次高塔混凝土施工就會有7次發(fā)生堵管，高塔外露輸送管泵送過程中發(fā)生堵管及爆管不僅會造成一定經(jīng)濟(jì)損失影響工期，還會直接導(dǎo)致高塔混凝土外觀及周圍環(huán)境受到嚴(yán)重污染以及混凝土及輸送管高空墜落導(dǎo)致施工現(xiàn)場安全受到嚴(yán)重危險。本文結(jié)合已建橋梁工程的實(shí)際情況論述了利用普通焊管埋置法代替外露輸送管在高塔混凝土泵送工程上的實(shí)際應(yīng)用。

1.工程概況

六廣河特大橋位于貴州省江口至都格高速公路息烽至黔西段K40+300處。橋梁全長1280m，為5×40m先簡支后連續(xù)T梁+（243m+580m+243m）雙塔雙索面疊合梁斜拉橋。息烽岸7#主塔采用鋼筋混凝土薄壁空心花瓶形塔柱結(jié)構(gòu)，外形為折H形，高236m，混凝土方量達(dá)21000m3。

2.焊管埋置法混凝土泵送工藝

2.1 工藝原理

經(jīng)過對傳統(tǒng)工藝特點(diǎn)的不斷總結(jié)及既往工程的探究，得出混凝土水泥漿流失、輸送管接頭松動、輸送管爆裂、輸送管轉(zhuǎn)向接頭過多、輸送泵壓力損失、接頭膠圈老化等現(xiàn)象都是導(dǎo)致輸送管堵管的主要原因。利用在高塔內(nèi)預(yù)埋普通焊管進(jìn)行混凝土泵送的工藝，不再使用接頭、管卡、膠圈等配件，豎向接長焊管減少轉(zhuǎn)向接頭數(shù)量，現(xiàn)場管理便捷，有效解決傳統(tǒng)工藝的堵管弊端能較好的保障混凝土澆筑的連續(xù)性及質(zhì)量。從而有效避免了高空作業(yè)危險及對塔身及周圍環(huán)境的污染。

將混凝土泵送管埋入塔內(nèi)，以泵送高度240m計(jì)算泵管底部壓力情況，采用材質(zhì)Q235、壁厚3mm、直徑15cm的普通焊管，以最不利狀態(tài)考慮，泵管及周圍混凝土共同受力，澆筑設(shè)計(jì)標(biāo)號為C50混凝土到壁厚1m的空心主塔內(nèi)，經(jīng)驗(yàn)算，滿足泵送高度及受力要求。

2.2 工藝流程

承臺施工完成后，按設(shè)計(jì)要求安裝塔身勁性骨架及鋼筋，同時在塔身底部預(yù)埋第一節(jié)焊管，第一節(jié)預(yù)埋焊管彎制90度且在水平方向端部焊接一個法蘭盤，用于塔內(nèi)預(yù)埋焊管及塔外高壓泵管的連接，方便后續(xù)混凝土澆筑完成后拆卸高壓泵管及清除預(yù)埋焊管內(nèi)混凝土余料清洗焊管。

20m以下塔身可采用輸送泵車進(jìn)行澆筑，20m以上塔身混凝土澆筑前，隨著塔身高度接長焊管，并在每次澆筑前進(jìn)行通水檢查，確保預(yù)埋焊管的密封性及通暢性。

在塔頂焊管露出位置安裝活動軟管，用于混凝土分散布料。澆筑前先用砂漿對管壁進(jìn)行潤滑，通暢后進(jìn)行混凝土澆筑。

澆筑完成后，拆開塔身底部法蘭盤與高壓泵管的連接，放出焊管內(nèi)余料并用密封蓋封堵，再用清水順著泵管進(jìn)行三次灌水沖洗，確保預(yù)埋焊管內(nèi)再無余料及水泥漿后，連接法蘭盤，焊管頂部覆蓋預(yù)防雜物掉入，待下次混凝土澆筑使用。

待塔身混凝土強(qiáng)度達(dá)到30%時，脫開液壓爬模，利用塔吊將接長焊管吊至塔頂，清除頂端部水泥漿，利用砂輪機(jī)及磨光機(jī)控制焊管端口的平整度及光滑度后，利用電弧焊接長焊管，采用部分角鋼或鋼筋骨架支撐新安裝的焊管，避免因作業(yè)人員或吊裝物品碰撞而折斷焊管。循環(huán)以上步驟完成塔身混凝土澆筑。

塔身澆筑完成后，拆除塔身底部高壓泵管，用環(huán)氧水泥漿堵塞法蘭盤和頂部焊管端口，留出排氣孔，采用同標(biāo)號水泥漿利用高壓灌漿泵從底部按灌漿工藝對焊管進(jìn)行灌注，直至塔頂焊管頂端不再留出清水而是留出水泥凈漿后，將頂部封堵，再將底部灌漿孔封堵確保水泥漿不再逆流至塔底，保障塔身整體性。

塔身預(yù)埋焊管注漿完畢，待強(qiáng)度達(dá)到90%以上。主塔進(jìn)入修飾及涂裝工序時，將塔底法蘭盤表面打磨，按鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝工藝要求進(jìn)行底漆、中間漆、面漆的順序進(jìn)行防腐處理。面漆顏色與主塔外觀涂裝顏色相同，確保主塔外觀質(zhì)量。

2.3 工藝優(yōu)點(diǎn)

（1）利用普通焊管代替輸送泵管，減少接頭、管卡、膠圈等配件，經(jīng)濟(jì)效益顯著；（2）垂直接長焊管，減少彎管數(shù)量，較大可能避免因彎管較多產(chǎn)生的管內(nèi)堵塞，有效保障混凝土澆筑的連續(xù)性，保證混凝土質(zhì)量；（3）減少作業(yè)人員在塔外施工現(xiàn)象，有效避免高空外作業(yè)安全隱患；（4）焊管埋入塔內(nèi)，避免露漿及爆管污染塔身混凝土表面及周圍環(huán)境，減少塔身外預(yù)埋件，確保混凝土外觀質(zhì)量；（5）只需拆除塔底法蘭盤便可通水沖洗焊管，對余料集中處理，高效達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化施工現(xiàn)場要求。

2.4 主要材料及設(shè)備

2.5 適用范圍

焊管埋置法混凝土泵送工藝適用于主塔高度大于60m、且截面變化復(fù)雜的塔身；混凝土方量較大且集中的大體積混凝土塔身；對混凝土外觀質(zhì)量要求高，混凝土供應(yīng)速度要求快的塔身；施工現(xiàn)場處于易產(chǎn)生較強(qiáng)大風(fēng)力的地域；施工現(xiàn)場處于遠(yuǎn)離城區(qū)，材料采購及運(yùn)輸都較為不便的地域；施工現(xiàn)場處于對環(huán)保要求高且不允許污染周圍水源、環(huán)境的地域；對施工環(huán)境的美觀要求高的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)；施工現(xiàn)場場地狹窄高空交叉作業(yè)產(chǎn)生墜物易引發(fā)安全隱患的工程。

2.6 注意事項(xiàng)

為有效避免產(chǎn)生堵管現(xiàn)象，在使用焊管埋置法澆筑高塔混凝土?xí)r，應(yīng)特別注意保持混凝土供應(yīng)的連續(xù)性?；炷镣７艜r間大于2小時且坍落度小于120mm時，應(yīng)更換。在澆筑期間加強(qiáng)坍落度測量頻率，隨時確保對混凝土流動性的調(diào)整，保障澆筑順利性。

夏季應(yīng)盡量避免在高于40度環(huán)境溫度情況下澆筑混凝土，優(yōu)先選擇每日的平均溫度期間澆筑為宜。

利用砂輪機(jī)對焊管進(jìn)行切割時，應(yīng)確保切口的的平整度，必須用磨光機(jī)打磨光滑后再進(jìn)行管與管的焊接，確保焊縫飽滿不漏漿；塔內(nèi)預(yù)埋焊管需進(jìn)行加固處理，保證其豎直度一面影響混凝土垂直運(yùn)輸順利性。安裝完成后要進(jìn)行密封性及牢固性檢驗(yàn)，確保經(jīng)久耐用。

澆筑期間必須常備空壓機(jī)、高壓水泵，以便在焊管發(fā)生堵塞時進(jìn)行管內(nèi)清洗。

2.7 經(jīng)濟(jì)效益

以六廣河7#主塔建設(shè)工程為例，使用預(yù)埋焊管進(jìn)行混凝土澆筑代替?zhèn)鹘y(tǒng)外掛輸送管泵送工藝，不記其他直接費(fèi)及間接費(fèi)，共節(jié)約人工費(fèi)19.7萬元，材料費(fèi)32.9萬元，合計(jì)52.5萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

普通焊管埋置法混凝土泵送工藝在高塔達(dá)到100m、環(huán)境要求高、工程量集中、混凝土外觀及質(zhì)量要求高的工程中應(yīng)用，可有效減少高空塔外作業(yè)帶來的安全風(fēng)險，采用重量輕，價格低廉的普通焊管代替高標(biāo)準(zhǔn)要求的高壓輸送泵管，減少施工中所需預(yù)埋件、膠圈等配件，減少輸送管爆裂，漏漿對塔身多次污染，降低塔身修飾及涂裝費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著，操作方便，對施工現(xiàn)場安全、質(zhì)量及環(huán)水保都有較高保障，可供類似工程借鑒參考。

3.結(jié)束語

本文以“六廣河特大橋”為背景，結(jié)合其工程的實(shí)際情況，論述了普通焊管埋置法在高塔混凝土泵送工程上的實(shí)際應(yīng)用，并詳細(xì)分析了其工藝的優(yōu)點(diǎn)、適用范圍、注意事項(xiàng)等，可供類似工程施工借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 蔣寶鈞，鄭元勛，朱鄧文，宋永平，董滿宏.高墩大跨橋梁混凝土泵送施工堵管事件概率分析[J].水運(yùn)工程，2008（02）：27-31.

[2] 吳明威，劉冬冬，李耀宗，周雷.超高索塔泵送混凝土技術(shù)[J].施工技術(shù)，2017，46（08）：113-116.