桥梁泵送混凝土堵管问题的分析及预防

桥梁泵送混凝土堵管问题的分析及预防

姜英

四川智通路桥工程技术有限责任公司四川成都610092

摘要：桥梁工程施工建设中，混凝土的需求量非常大，往往会采用泵送混凝土的方法来进行施工，泵送混凝土堵管是一个普遍存在的问题，本文结合工程实例，先分析了造成堵管的主要原因，并根据具体原因提出了相应的预防措施，可将泵送混凝土堵管机率降到最低，同时还能有效提加快施工进度，保证施工质量，希望对类似工程有一定的参考和借鉴。

关键词：桥梁工程；泵送混凝土；堵管问题；预防

引言：泵送混凝土具有效率高、劳动量投入少的优势，既能以一次性完成混凝土的水平运输，也能一次完成混凝土的垂直运输，具有很强的适用性。但如果混凝土泵送时，布管不科学或者不合理、混凝土配比不当等问题，会导致泵送管发生堵塞，不但影响了施工进度和桥梁工程施工质量，而且还会造成严重的经济损失，在这样的基础上，开展桥梁泵送混凝土堵管问题和预防措施的研究就显得尤为重要。

1、案例分析

某桥梁工程，全长924m，跨径组合为200+420+200+2X50m，主桥为预应力混凝土斜拉桥，H型主塔高195m，在施工中全程采用了泵送混凝土施工，但在在前期施工中，出现了严重的混凝土堵塞问题，严重影响了施工进度，并对混凝土的施工质量影响较大，通过对混凝土配合比、搅拌质量充分分析，研究发生堵塞的原因，并制定相应的预防措施。

2、桥梁泵送混凝土发生堵管的主要原因

2.1混凝土输送管布置不规范

大量工程实例表明，在泵送混凝土施工中，如果输送管布置不合理，譬如：输送管线长度过长、弯头过多、软管接在硬管的前面、输送泵管有下行坡度等，都会加大混凝土输送阻力或混凝土在泵管内形成自然真空，从而引发堵管问题。同时，如果输送管道使用后，没有及时清洗，管道中剩余的混凝土会发生凝固，在下次使用过程中，就会加大管壁的摩擦阻力，从而增加堵管发生的概率。

2.2混凝土配比不合理

混凝土施工配比的合理性是泵送混凝土最关键的环节，其配比和质量直接关系混凝土输送泵的性能，如果混凝土输送泵工作性能比较差，就会增加混凝土与管壁的摩擦阻力，从而发生堵管现象。就该工程而言，在前期施工中，混凝土配比的坍落度比较小，在泵送过程中增大了输送阻力，从而发生了多次堵管问题。另外，混凝土配比中水泥用量控制不当也会发生堵管问题，如果水泥过少，则会影响混凝土的吸入性能，同时还会使泵送阻力增加，降低混凝土的保水性，容易发生泌水、离析，从而引发堵管；而如果水泥过多，则会增大混凝土粘性，也会增加输送阻力。还有如果混凝土中含沙率不适当或者外加剂选择不对，也会降低混凝土的可泵性和流动性，从而发生堵管现象【1】。

2.4原材料级配不合理

如果在混凝土配比中，骨料级配不合理，针状颗粒含量较多，则会降低混凝土的流动性，从而发生堵管问题。而如果骨料粒径不合理，则会导致较大粒径的石子卡在输送管中，降低混凝土通过管道大面积，就可能会引发堵管。同时，砂的粒径不合理也会发生堵管，比如：通过0.3mm筛孔的细砂含量比较小，即使混凝土配比中其他技术指标都符合实际需求，也会发生堵管。主要原因是细砂在管道中运行时，会起到一种类似滚珠的效果，可降低管壁和混凝土之间的摩擦力，提升混凝土的流动性，从对影响混凝土的可泵性。所以在《混凝土泵送施工技术规程》中明确规定，通过0.3mm筛孔的砂不能低于15%。

桥梁泵送混凝土施工前，需要先泵送一部分水，然后再泵送水泥砂浆，以达到润滑输送管壁的目的，如果水泥砂浆泵送量比较小，使得部分管道没有得到有效润滑，则在后期泵送混凝土时，就会增加堵管问题发生的概率。

3、桥梁泵送混凝土堵管的预防措施

3.1合理布置管道

在进行泵送混凝土管道布置过程中，要遵循最短距离、最少弯头的原则，从而降低泵送阻力，降低堵管发生的概率，具体而言，可以从以下几个方面同时入手：

1）案例工程索塔高度为主塔高195m为高层泵送，因此，在进行输送管道布置过程中，要遵循横平竖直的原则，同时水平布置管道长度要大于垂直布置长度的15%以上，根据地质勘探结果，绘制管道布置结构简图，根据布置简图，计算输送管道的型号、数量、长度，具体情况如表1所示：

表1混凝土输送管的水平换算长度表

换算过程中，压力损失量不能低于混凝土泵正常工作的最大输出压力，然后根据混凝土泵最大输出口压力，来计算混凝土泵送的最大水平输送距离。

3）在桥梁泵送混凝土时，最大泵送能力具有一定的储备，所以，混凝土泵送最大水平输送距离要大于混凝土输送管整体水平换算长度，确保混凝土输送能顺利进行，降低堵管问题发生的概率。

3.2合理控制混凝土配合比

在泵送施工对混凝土配合比有很高的要求，既要满足设计强度和耐久性的需求，由要满足以下条件：

1）坍落度是衡量混凝土是否可泵的主要指标，在确保混凝土强度和不发生离析现象的同时，选择较大坍落度的混凝土，其损失值可以后通过试验来确定。

2）水泥在混凝土泵送中，主要起着胶结和润滑的作用，同时水泥还具有很强的保水性能，合理的添加水泥，可以促使混凝土在泵送过程中不发生泌水现象。就案例工程而言，在混凝土配比时，最小水泥用量不能低于300kg/m3。

3）砂率也是影响混凝土可泵性的主要因素，通常情况下，砂率越大，集料表面积和孔隙率就越大，混凝土的流动性就比较小，会增加混凝土泵送阻力。砂率如果过小，则会降低砂浆量，难以在粗集料周围形成润滑和填充的作用，从而降低混凝土的流动性，增加堵管问题发生的概率。所以，在混凝土配比时，必须严格控制砂率对泵送混凝土可泵性的影响。

3.3合理控制前期泵送的砂浆用量

研究表明，合理控制前期泵送砂浆用量，可充分提升输送管的湿润性，减低混凝土在泵送时的摩擦力。因此，在每次泵送前，都需要对砂浆用量进行精确计算，每200m管道需要0.5~0.8m3砂浆来进行润滑。在砂浆配比时，如果输送管道长度小于150m，则按照1:2的比例来配制水泥砂浆，当输送管道长度超过150m，则按照1:1的比例配制水泥砂浆，同时为防止砂浆发生离析，产生堵管，在泵水加入前，需要先放入海绵球，把砂浆和水分开【2】。

4、结束语

综上所述，本文结合工程实例，深入分析了桥梁泵送混凝土堵管问题和预防措施，分析结果表明，堵管是泵送混凝土施工建设中最常见的问题，为避免发生堵管对桥梁工程施工质量和施工进度造成影响，在实际施工建设中，需要从合理布置管道、合理控制混凝土配合比、合理控制前期泵送的砂浆用量等多个方面同时入手，才能提升混凝土泵送效率，保证施工进度和质量。

参考文献：

[1]李广帅.拖式泵泵送混凝土灌注预制梁堵管故障及排除方法[J].中国设备工程,2017(7):54-57.

[2]杜澎涛.提高混凝土的可泵性降低堵管率[J].低碳世界,2016(2):158-159.