穿黄滩地埋管工程泵送混凝土堵泵问题分析及处理

崔文博，李海峰

（华北水利水电工程集团有限公司，天津 300170）

1 前言

南水北调东线第一期工程穿黄工程北区滩地埋管工程计划开工日期为2008年6月15日、竣工日期为2010年7月30日，实际开工日期为2008年9月6日、竣工时间不变，但要经历一个汛期和两个凌期，在扣除前期土方施工和后期土方回填时间后，混凝土施工有效期约为8个月，混凝土浇筑量6万m3，平均浇筑强度为7 000 m3/月，浇筑强度大。为满足工期要求，充分利用泵送混凝土施工速度快的优势，同时考虑施工成本效益，本工程最终选定拖泵泵送混凝土入仓的浇筑方案。

泵送混凝土具有施工速度快、成本效益高的优点，但是易发生堵泵现象。如何避免或者减少堵泵现象，是提高施工进度的关键。

2 原因分析

对此现象，经过分析认为有如下方面的原因：

2.1 操作人员方面

（1）操作人员精力不集中，没有时刻注意泵送压力表的读数，致使压力增大没有及时采取措施，造成堵泵。

（2）余料量控制不适当。泵送时，操作人员不注意观察料斗中的余料，致使余料低于搅拌轴，摆缸吸入空气，导致堵泵。

2.2 混凝土方面

（1）混凝土的坍落度太大，造成混合料内的灰浆先被输送出去。随着灰浆的减少，一部分骨料之间的空隙得不到灰浆的填充，骨料间隙中的空气便被吸至混凝土的出口处和阀箱内，从而形成堵泵。

（2）混凝土的细骨料为机制砂，而机制砂恰恰是可泵性最差的。机制砂拌制的混凝土易发生离析，泵送阻力增大，造成堵泵。

2.3 施工方法方面

（1）管道连接原因有：管道布置时没有按最短距离、最少弯头和最大角度来布管，实际布管时在泵出口锥管处直接接弯管增大了输送阻力，造成了堵泵。管道连接不严密，造成漏浆，致使混凝土坍落度减小甚至发生离析，减小泵送压力，造成堵泵。

（2）管道原因有：①泵送前没有用水湿润管道包括软管，造成管道吸收混凝土的水分，坍落度增大，增加泵送阻力，造成堵泵。②上次泵送完毕，没有清理干净管道，造成堵泵。③本工程向下泵送混凝土，管道倾斜角度接近15°，在倾斜的管段内大流动度的混凝土可能因自重而产生向下自流的现象，使输送管内出现空洞或因自流使混凝土产生离析而发生堵泵现象。

2.4 夏季施工方面

夏季气温较高，管道在强烈阳光照射下，混凝土易脱水，从而导致堵泵。

3 解决对策

通过分析上述原因，制定了以下方面的管控措施：

3.1 人员管控

（1）要求操作工人时刻注意压力表的变化，一旦发现压力表读数突然增大，应立即反泵2～3个行程把气体排出，再正泵。若已经进行了反泵正泵几个操作循环，仍未排除，立即停泵及时拆管清洗。

（2）要求放料工人时刻注意料斗内的料量，拌合物的量既不能低于搅拌轴，也不能高于防护栏。这样，既可避免吸入空气，又可以及时清理超大骨料。

3.2 材料管控

（1）与混凝土供应商联系降低混凝土坍落度，严格控制在140 mm左右。也就是说，夏季控制在140～160 mm，冬季控制在120～140 mm。

（2）在浇筑混凝土的过程中，自拌同配比的砂浆，根据混凝土骨料的离析程度向泵车内添加适量砂浆增加拌合物的和易性。自拌砂浆的砂选用可泵性好的河砂，按粒径来说属于中砂。

3.3 施工方法管控

（1）对管道连接的管控措施有：①考虑移动地泵的不便性和移动成本，在管道布置时尽可能按最短距离、最少弯头和最大角度来布管，布管时在泵出口锥管处连接长度不少于5 m的直管，再接弯管。泵送中途倒管时，每次只加接一根，且用水润滑一下管道内壁，并排尽空气。如图1所示。②管卡一定要拧紧到位，保证接头密封严密，不漏浆，尤其要保证泵送时各管卡处不能有任何渗水现象。泵送前泵水就能起到检查管路接口密封情况的作用。各管卡位置不应与地面或支撑物接触，应留有一定的间隙以便拆装。

（2）对管道的管控措施有：①泵送之前先泵水，使管道充分湿润；每次浇筑完成后将软管放入排水渠内用水浸泡，下次浇筑前再取出备用。并且要求每次施工完毕之后必须立即清洗干净管道和泵车。一是泵管的清洗：先将插管插上插板后，拆除前端软管，从150A-125A锥管处拆除管接头，倒出该锥管中混凝土，安装好清洗用具，按输送管长度不同，采用的清洗用具也不一样。输送管长度100m以下时，用一个海绵塞和一个清洗活塞；输送管长度500m以上时，用两个水泥袋、两个海绵塞、一个清洗活塞（水泥袋、海绵塞在装入前须用水充分浸泡）。安装清洗用具后，将锥管重新接回，扣好管夹，料斗装满水并保证与水源相接，直到海绵塞、清洗活塞、水泥纸从前端冒出，继续泵送水，后序的混凝土残渣流出直至没有。至此，输送管清洗完毕。如图2所示。二是混凝土泵用后要进行清洗，分为日常清洗和入库清洗。日常清洗如下：首先使主油泵排量调至最小，空运转3～4个冲程，排出残余的混凝土，停止空运转；拆出锥管，用铲子、扒出棒等辅助工具清除料斗、S管里的混凝土，打开料斗下部料门，用水冲洗料斗内外，待清除干净后，关闭料门；料斗内注满水，运转3～4个冲程，将残余混凝土随水排出机外，水排完毕，空运转20 min，继续供润滑脂，清洗完毕关机，关闭电源。入库清洗如下：若泵有一段时间不用，应将泵入库，入库前进行保养性清洗。先将混凝土活塞拉回，放尽水箱之水，活塞拆出进行清洗，涂满润滑脂重新装入。随后，将机身各处清洗干净并擦干，涂喷机油。清洗干净的标准应为机身各处无混凝土块、灰浆、泥水。②在向下倾斜配管的前端设置相当于落差（H）5倍以上的水平管段（3倍H加一段软管），利用其摩擦阻力阻止混凝土的自流，当配管倾斜度大于7°时，除倾斜配管前端设置5H的水平管（或3H加一段软管）外，还应在下斜管的上端设置排气阀。在泵送过程中，如倾斜管段内存在空洞，应先打开排气阀泵送排气，当倾斜段内充满混凝土开始从排气阀溢出砂浆时，再关闭排气阀，进行正常泵送。如受场地条件限制在向下倾斜管段的前端无法满足场地布置水平管时，可用软管、弯管或环形管代替以增大摩擦阻力，阻止向下倾斜管段内的混凝土自流。由于向下泵送混凝土时，混凝土的自流与其坍落度关系密切。为防止产生下流和混凝土离析，大角度向下输送应在泵送开始时在管路中装入海绵橡胶球。

3.4 季节施工管控

针对夏季气温高的特点，安排浇筑任务时避开温度高的时段，并且采用草袋将管道包裹，时刻保持湿润，减少混凝土水分的蒸发。冬季做好管道的保暖工作，减少混凝土的热量损失。

4 处理过程

堵泵发生后应立即进行反泵疏通，若反泵疏通无效则应立即判断堵泵部位，停机清理管路。

堵泵部位判断的方法是：在泵机操作人员进行正泵-反泵操作的同时，其他人员沿输送管道寻找堵泵部位。一般来说，从泵的出口起至堵泵部位的管段会发生剧烈振动，而堵泵点以后的管路则是静止的，堵泵段混凝土被吸动有声响，堵泵点以后无声响，敲打管道，堵泵部位有发闷的声响和密实的感觉。

一旦找到堵泵部位，在进行正-反泵的同时，用木锤敲打该处，有时能恢复畅通，无效应立即拆除该段管道进行清洗。

如堵泵与判断不准，也可进行分段清洗。若拆管时发现管内混凝土料开始凝结，应立即将所有管接头打开，逐级快速清理，并清洗拖泵，以免混凝土料凝结，无法清理混凝土管而使混凝土管报废。

5 结语

截至目前，南水北调东线第一期工程穿黄工程北区滩地埋管工程混凝土浇筑已完成90%，工期目标将顺利实现。实践证明，采用泵送混凝土施工过程中没有发生堵泵事件，浇筑每百方混凝土的时间至少比皮带机节省30 min，从而加快了施工进度，节约了施工成本，取得了较好的工程效益。