淺析超高泵送混凝土堵管原因及對策

羅作球，陳全濱，袁啟濤，徐旭峰

（1.中建商品混凝土天津有限公司，天津　300450；2.中建西部建設北方有限公司，陜西　西安　710116）

淺析超高泵送混凝土堵管原因及對策

羅作球1,2，陳全濱1,2，袁啟濤1,2，徐旭峰1,2

（1.中建商品混凝土天津有限公司，天津300450；2.中建西部建設北方有限公司，陜西西安710116）

超高泵送混凝土技術作為超高層建筑施工關鍵技術越來越受到工程建設者重視，由于超高層建筑的特殊性，混凝土堵管將造成更加巨大的損失。本文結合超高泵送混凝土堵管實際案例，分析原因并提出解決措施，對此類工程具有實際指導意義。

超高泵送；堵管；原因分析；應對措施

0　引言

伴隨著世界經濟的快速發展，人民生活水平的日益提高，城市擴張的不斷加快，為體現城市的魅力，滿足人們對建筑活動空間的需求，超高層建筑像雨后春筍一樣迅猛發展[1,2]，大量的城市地標性超高層建筑正在興建或規劃。截止目前，世界在建及封頂的超高層建筑如圖1所示。

圖1　目前世界上在建及封頂的超高層建筑

超高層建筑的迅猛發展帶動了超高泵送混凝土施工技術的進步，同時，作為超高層建筑施工的核心技術之一，超高泵送混凝土技術也越來越受到城市建設者的重視?；炷帘盟图夹g是指利用混凝土輸送泵和管道將混凝土推送至制定施工地點，具有運輸速度快、效率高、運輸能力強等特點[3]，是超高層建筑混凝土施工的主要手段。由于超高層建筑混凝土施工的特殊性，在泵送過程中易堵管這將在經濟效益、工期、人力及社會影響上造成巨大的影響及損失。一些學者[4-6]已經對于混凝土堵管原因進行了介紹，但是對于超高層泵送混凝土堵管介紹還相對較少。本文結合某超高層建筑混凝土施工情況，結合實際堵管案例，分析堵管原因并提出解決措施，具有較強的實際意義。

1　混凝土堵管原因及預防措施

1.1原材料質量波動導致堵管

混凝土原材料質量穩定是保障混凝土性能的關鍵。超高層泵送混凝土施工周期長，攪拌站難以在長達幾年的施工期間內保持原材料性能優質穩定，從而容易導致混凝土性能劣化堵管如圖2所示。

圖2　原材料波動導致混凝土堵管

（1）骨料。骨料是混凝土中最大的組成部分，骨料品質的好壞對混凝土性能影響較大。骨料石粉含量及含泥量會加劇對外加劑的吸附，導致混凝土坍落度損失增加，混凝土的方量在泵管內產生損失，摩擦阻力增大從而導致堵管。當骨料級配變差、石子針片狀增多時，混凝土孔隙率增加，需填充漿體增多，包裹性變差，混凝土在泵送時石子容易產生堆積，易發生堵管。

（2）膠凝材料。水泥進廠后攪拌站通常不會進行質量檢測，然而水泥組分變化通常會引起與外加劑適應性不良，易導致混凝土坍落度損失快，有時也導致泌漿、石子下沉等，增加堵管風險。粉煤灰細度、需水量比等異常也是影響混凝土性能的重要原因。

對策：加強骨料源頭控制，與材料供應商協調，確保骨料進貨質量穩定；攪拌站內材料員及質檢員在骨料進貨時應嚴格驗收，凡不滿足質量要求的，不予收貨；對于進廠水泥進行外加劑適應性檢驗，確保水泥質量；同時加強粉煤灰進廠檢驗，先驗收，后充料；實際施工期間，質檢員密切關注骨料質量情況，如有異常，及時調整，確?；炷列阅芊€定。

1.2混凝土工作性能穩定性

超高層建筑混凝土施工周期較普通工程長，混凝土需要保持長周期內性能穩定。然而混凝土隨泵送高度、季節變化等其泵送性能具有不同要求。當混凝土坍落度過小時，混凝土潤滑層較薄，摩擦阻力增大，混凝土容易導致堵管；當混凝土坍落度較大，在長距離管道中混凝土石子容易下沉，導致堆積堵管；如有離析泌水等現象，混凝土砂漿易扒底從而導致堵管。

對策：制定嚴格的混凝土入泵工作性控制標準并堅決貫徹實施。相同施工工況（雙擊高壓、排量為50%）條件下，在 C60混凝土泵送高度為300m 時，不同擴展度對泵壓的影響規律如表1所示，表明混凝土在可泵性范圍內，泵送壓力與流動度成反比，即實際施工時，適當增加混凝土流動度有利于提高施工效率。

表1　不同流動度混凝土泵壓情況

1.3管道布置及固定

泵送管道布管的錯誤很容易造成泵送的堵管，如圖3、圖4所示，以泵送壓力損失最小為目的，泵送管道布管時應該遵循以下五原則：最短距離、最少彎管、最大彎頭、零點原則（即布管時先應在水平管道與豎向管道間找到一個起始點，從此處開始往水平方向和豎直方向布置管道）、異形管分散原則。

圖3混凝土管道未固定漏漿

圖4　彎管集中

因為超高層泵送過程中泵送壓力較大，泵管在泵送過程中會出現與泵送壓力垂直的抖動現象，這就會造成很大的壓力損失且很容易造成泵管接口漏漿，漏漿處混凝土局部出現骨料堆積現象，摩擦阻力增大，同時泵送壓力產生損失，導致堵管。

對策：嚴格按照布管原則進行管道布置；加強混凝土泵送管道檢查，如有不牢固的應及時加固，防止泵送時管道震動。

1.4異物入泵堵管

混凝土生產中會使用大量的骨料，而骨料中?；煊幸恍┊愇锘蛘咻^大卵石，很容易穿過泵斗篦子從而進入混凝土泵送管道中。在混凝土管道彎管處、變徑管處容易卡住從而產生混凝土堆積，造成堵管。

對策：對于進廠骨料嚴格檢查，尤其是河砂，發現大量大塊卵石不予收貨；攪拌站內加強與工人、操作人員的交底，如發現有異物等及時清理；做好站內防護，加密下砂篦子，在站內將大塊異物及時過濾，并及時清理；泵斗篦子加密，避免大塊雜物進入泵斗內（見圖5）。

圖5　篦子加密前及加密后

1.5砂漿潤管堵管

在混凝土泵送前，通常先泵送水、潤管砂漿然后泵送混凝土，有的高層建筑為了潤管更加充分，會在泵水和潤管砂漿之間泵送凈漿。在超高層混凝土泵送時，由于管道長度比較長，在進行混凝土泵送時，水和砂漿并沒有完全出泵，這時如果潤管砂漿過稀或者換車停泵時間過長，砂漿與水直接接觸會導致砂漿與水混合，導致局部砂漿水膠比過大，從而砂漿失去保水能力，砂?？焖俪恋?，與水泥漿分離，摩擦阻力增大從而導致堵管（如圖6所示）。

圖6　混凝土砂漿潤管堵管

對策：嚴格控制潤管砂漿質量，防止過??；潤管時盡量不要換車，減少停泵時間；在砂漿與水之間增加泵送凈漿層，將砂漿與水隔開，降低砂漿離析風險。

1.6洗泵堵管

混凝土洗管時通常采用海綿柱推送混凝土，由于海綿柱水滲透性較強，不能完全對高壓水密封，洗管時高壓下水滲過海綿柱形成小激流，流速比海綿柱快，從而沖走混凝土的砂漿，使海綿塞前的石子越積越多，摩擦阻力大，當水流推力不足以克服石料自重和阻力時，就會發生堵管。

對策：水洗前通過泵送砂漿、凈漿推送混凝土，通過砂漿、凈漿將水與混凝土隔開，避免直接接觸；改換海綿柱為透水性更小的牛皮紙柱，防止水分的滲透。圖7、圖8分別為海綿柱、牛皮紙柱。

圖7　海綿柱

圖8　牛皮紙柱

超高泵送高強混凝土時，由于混凝土粘度較大，如果清洗不干凈容易導致管壁附著水泥漿，水泥漿硬化后難以清除。再次泵送時由于硬化水泥漿易吸水導致混凝土流動度損失，且硬化水泥漿粗糙摩擦阻力大，容易導致堵管（如圖9所示）。

對策：洗管時采用清水進行多次清洗，將水泥漿全部清洗干凈。

圖9　管壁內側未清洗干凈導致堵管

2　應急預案

（1）操作員應正反泵操作，使混凝土回流，可恢復正常運轉，若正反泵兩次不見效，則停止操作。

（2）通過錘子擊打泵管來判斷堵塞位置，重點檢查水平管道與垂直管道連接處、平臺水平管道與布料機連接處、中間轉換層水平管道與垂直管道連接處、截止閥連接處。

（3）堵管時查看最后一車混凝土出站時間，若超出混凝土可泵性保證時間，則先行將立管內混凝土放出。

（4）找到堵點，將堵點混凝土清除，泵送新攪拌到場混凝土將其打通，嚴禁泵送超時混凝土。

3　結論

超高泵送混凝土因其特殊性，混凝土堵管后將造成更大的損失。通過超高泵送混凝土堵管實際案例，介紹了引起堵管的原因并提出相應對策，制定并執行堵管應急預案，對于預防此類工程混凝土超高泵送堵管具有較強的實際意義。

[1] 王斯亮，程聰慧．中國城市摩天大樓建設現狀分析[J]．城市問題，2015(6)：21-26.

[2] 藺喜強，霍亮，張濤，等．超高層建筑中高性能結構材料的應用進展[J]．建筑科學，2015,31(7)：103-108.

[3] 熊啟發，郎占鵬，李瑞平．超高層混凝土泵送施工技術[J]．建筑技術，2011,42(2)：141-143.

[4] 趙恒樹，趙婷．泵送混凝土離析的原因分析和預防措施[J]．商品混凝土，2015(5)：70,50．

[5] 胡新軍，聶虎．高層混凝土泵送堵管原因分析及應對措施[J]．商品混凝土，2015(7)：59-60,54.

[6] 溫曉海，劉鴻森，任在梁．關于泵送商品混凝土堵管問題的探討[J]．商品混凝土，2008(3)：37-40.

［通訊地址］天津市西青區張家窩鎮老君堂村津淶公路南，中建商砼西青站（300382）

Analysis on the reasons and countermeasures of ultra-high pumping concrete plug pipe

Luo Zuoqiu1,2, Chen Quanbin1,2, Yuan Qitao1,2, Xu Xufeng1,2
(1.China construction commodity concrete Tianjin Co., Ltd., Tianjin300450;2.China west construction group Co., Ltd.,Xi'anShanxi710116)

Ultra-high pumping concrete as the key technology of high-rise building construction technology got the builders’ more and more attention, due to the special nature of super high-rise buildings, concrete plugging would cause a greater loss. The paper combined with the ultra-high pumping concrete plugging actual cases, analyzed causes and proposed solutions, and has practical guidance for such projects.

ultra-high pumping; plugging; cause analysis; responses

羅作球（1971－），男，研究方向：高性能混凝土及外加劑。中建商品混凝土天津有限公司總工程師/高級工程師。