超高层建筑混凝土泵送系统的故障分析与预防措施

超高层建筑混凝土泵送系统的故障分析与预防措施

林文龙

中建八局东南建设有限公司，福建省厦门市361000

摘要：随着城市化进程的加快，超高层建筑的建设日益增多，混凝土泵送系统作为超高层建筑施工中的关键设备，其稳定性和可靠性直接关系到施工质量和进度。本文旨在通过对超高层建筑混凝土泵送系统的常见故障进行深入分析，并提出相应的预防措施，以期为超高层建筑施工提供技术参考和保障。

关键词：超高层建筑；混凝土泵送系统；故障分析；预防措施

引言

超高层建筑由于其结构复杂、施工难度大，对混凝土泵送系统的要求也更为严格。混凝土泵送系统作为连接搅拌站与施工现场的桥梁，其性能直接影响混凝土的输送效率和施工质量。然而，在实际施工过程中，混凝土泵送系统常因多种因素出现故障，影响施工进度和质量。因此，对混凝土泵送系统的故障进行深入分析，并制定相应的预防措施，具有重要的现实意义。

1超高层建筑混凝土泵送系统概述

1.1系统组成

超高层建筑混凝土泵送系统主要由搅拌站、泵车、输送管道、控制系统等部分组成。搅拌站负责混凝土的制备，泵车通过泵送机构将混凝土输送到指定位置，输送管道则负责将混凝土从泵车输送到施工点，控制系统则对整个泵送过程进行监控和调节。

1.2工作原理

混凝土泵送系统的工作原理是通过泵车的泵送机构产生压力，将混凝土从搅拌站输送到施工点。在泵送过程中，混凝土在泵管内形成柱状流体，依靠水泥浆的润滑作用在管道内滑动。泵送机构通过不断挤压泵管，使混凝土在管道内连续流动，直至到达施工点。

2超高层建筑混凝土泵送系统常见故障分析

2.1堵管故障

2.1.1故障现象

堵管是混凝土泵送系统中最常见的故障之一，主要表现为泵送压力急剧上升，混凝土输送量减少或停止，管道振动加剧，甚至发生爆裂。

2.1.2故障原因

混凝土配合比不良：水胶比过大或过小，导致混凝土离析或黏稠，流动性不足。

骨料级配不合理：石子粒径过大或级配不连续，易在管道内形成堵塞。

泵管布设不当：弯管过多、管径过小或密封不严，增加泵送阻力。

泵送中断时间过长：混凝土在管道内停留时间过长，导致砂浆失去水分，流动性降低。

2.1.3预防措施

优化混凝土配合比：确保水胶比适中，骨料级配合理，提高混凝土的可泵性。

合理布设泵管：减少弯管数量，增大管径，确保密封严密。

连续泵送：尽量避免泵送中断，如必须中断，应每隔一段时间进行正反泵操作，防止混凝土离析。

2.2堵泵故障

2.2.1故障现象

堵泵主要表现为泵送压力降低，混凝土输送量减少，料斗内混凝土下落缓慢，搅拌困难。

2.2.2故障原因

混凝土配合比不良：混凝土离析，粗骨料积聚在料斗颈部。

泵送速度过快：泵送速度过快，导致泵送压力跟不上，混凝土在泵管内积聚。

2.2.3预防措施

调整泵送速度：根据泵送实际情况合理选择泵送速度，避免过快或过慢。

改善混凝土配合比：确保混凝土不离析，提高可泵性。

2.3机械故障

2.3.1故障现象

机械故障主要表现为泵车无法启动、泵送无力、分配阀不能自动换向等。

2.3.2故障原因

电气故障：电源电压不稳定、电机损坏、线路故障等。

液压故障：液压油不足、油压不足、液压元件损坏等。

2.3.3预防措施

定期检查电气系统：确保电源电压稳定，电机和线路无损坏。

维护液压系统：定期检查液压油位和油质，确保液压元件无损坏。

2.4其他故障

2.4.1管道磨损

管道磨损主要是由于混凝土在泵送过程中对管道的冲刷和磨损造成的。预防措施包括选用耐磨材料制作管道，定期检查管道磨损情况，及时更换磨损严重的管道。

2.4.2操作不当

操作不当也是导致混凝土泵送系统故障的重要原因之一。预防措施包括加强操作人员培训，提高操作技能和安全意识，确保操作人员能够熟练掌握泵送系统的操作方法和注意事项。

3预防措施的详细实施策略

3.1优化混凝土配合比与材料管理

3.1.1精细化配合比设计

实验室试验：在搅拌站设立专门的实验室，对不同配合比的混凝土进行流动性、强度、可泵性等性能的全面测试，确保混凝土既满足施工要求又具有良好的泵送性能。

动态调整：根据天气变化、施工进度等因素，动态调整混凝土的配合比，保持其最佳泵送状态。

3.1.2严格材料管理

骨料筛选：选用符合标准的骨料，通过筛分设备去除超大粒径的石子和杂质，确保骨料级配合理。

水泥与添加剂控制：选用质量稳定的水泥和泵送剂，严格控制其用量和掺入时间，以提高混凝土的流动性和稳定性。

3.2泵送管道与布设的优化

3.2.1合理规划管道布局

减少弯管：尽量采用直线管道，减少弯管数量，降低泵送阻力。

适当增大管径：根据泵送高度和距离，选择适当管径的输送管道，确保混凝土顺畅流动。

合理支撑与固定：对泵送管道进行合理支撑和固定，防止因振动导致管道松动或破裂。

3.2.2定期维护与检查

清洗管道：定期对输送管道进行清洗，去除残留的混凝土和杂质，保持管道内壁光滑。

检查密封性：检查管道接头和法兰的密封性，确保无泄漏现象。

3.2.3考虑泵管压力，合理布置泵送设备

泵管压力是影响超高层泵送混凝土施工的重要因素。在施工过程中，应考虑泵管压力的变化规律，合理布置泵送设备，确保管道连接顺畅，降低泵送过程中的阻力。同时，应加强泵送设备的保养和维修，提高设备的稳定性和可靠性。

3.2.4温度控制和材料选择影响混凝土质量

温度控制和材料选择是影响超高层泵送混凝土用量的关键因素。在施工过程中，应严格控制混凝土的出机温度和入模温度，避免温度过高或过低对混凝土质量造成影响。同时，应选择优质原材料，加强混凝土的质量检测和评估，确保混凝土的质量符合设计要求

3.3加强泵车与设备的维护

3.3.1定期保养与检查

液压系统：定期检查液压油的油位和油质，及时更换老化和污染的液压油；检查液压元件的磨损情况，及时修复或更换损坏的元件。

电气系统：检查电气线路的连接情况，确保无松动或短路现象；定期测试电源电压和电机性能，确保电气系统稳定运行。

3.3.2应急准备

备品备件：储备足够的备品备件，如密封圈、液压元件等，以便在发生故障时能够及时更换。

应急预案：制定详细的应急预案，包括故障排查流程、紧急维修措施等，确保在发生故障时能够迅速响应并有效处理。

3.4提高操作人员技能与安全意识

3.4.1专业技能培训

理论培训：组织操作人员参加混凝土泵送系统的理论知识培训，了解泵送原理、设备构造、操作规程等内容。

实操训练：通过模拟操作和现场教学等方式，提高操作人员的实际操作技能和应急处理能力。

3.4.2安全教育

安全意识培养：定期开展安全教育活动，增强操作人员的安全意识，使其认识到安全生产的重要性。

应急演练：组织应急演练活动，模拟泵送系统发生故障时的处理流程，提高操作人员的应急反应能力和协同作战能力。

4智能化与自动化在预防中的应用

4.1智能监控系统

实时监测：引入智能监控系统对泵送压力、流量、混凝土状态等关键参数进行实时监测和记录。

数据分析：通过大数据分析技术对监测数据进行深入分析，预测潜在故障并提前采取措施进行处理。

远程监控：利用物联网技术实现泵送系统的远程监控和控制，提高管理效率和响应速度。

4.2自动化控制技术

自动换向：采用自动化控制技术实现分配阀的自动换向功能，减少人工操作失误和劳动强度。

智能调度：根据施工进度和泵送需求自动调整泵送速度和参数设置，实现泵送系统的智能化调度和优化运行。

5结论

超高层建筑混凝土泵送系统的稳定性和可靠性是确保施工质量和进度的关键因素。通过对泵送系统的常见故障进行深入分析并提出相应的预防措施，可以有效降低故障发生率并提高施工效率。同时，引入智能化和自动化技术可以进一步提升泵送系统的性能和管理水平。未来随着技术的不断发展和创新，混凝土泵送系统将会更加智能化、高效化和安全化。

参考文献

[1]蒋立红王健超高层泵送混紧在上海中心大厦的应用U].建筑施工,2019(06):891-893

[2]李华伟.超高层泵送混凝土技术发展现状及挑战U].建筑技术,2021(06):749-752