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泵送混凝土堵管原因分析及预防措施

2010-08-15王永涛

水利建设与管理 2010年11期
关键词:泵管易性导流洞

王永涛

(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局 乌鲁木齐 830000)

何若飞

(新疆水利水电勘测设计研究院 乌鲁木齐 830000)

1 工程概况

新疆克孜加尔水利枢纽导流洞工程地处新疆阿勒泰地区,为无压隧洞,隧洞混凝土衬砌后断面为4.6m×7.3m(宽×高)的城门洞形。导流洞工程总长度为207.234m。

2 水文气象

阿勒泰地区气候特征为:气候干燥,气温年较差悬殊,日较差明显。根据气象站1961~2000年气象资料统计:多年平均气温2.7℃;极端最高气温40.1℃;极端最低气温-43.1℃;多年平均降水量183.9mm;多年平均蒸发量1951.1mm;多年平均风速2.4m/s。

3 堵管情况简述

克孜加尔水利枢纽导流洞工程在洞身混凝土衬砌施工中,应用泵送混凝土施工技术,克服了洞身内空间狭窄,人工上料劳动强度大、速度慢,易因浇筑不连续而出现施工冷缝影响混凝土整体性的缺点,取得了理想效果。在刚开始施工时,常出现泵管堵塞现象,严重影响混凝土的正常生产,常常导致仓面停工待料。超过混凝土初凝时间,须对仓内混凝土进行冷缝处理,浪费了大量人力、物力。

为解决泵送混凝土堵管问题,我们从原材料到拌和系统、泵送系统逐项反复研究,并在施工现场进行了大量试验,通过数据分析找出了解决问题的方法。

4 原因分析

堵管原因是多方面的,我们分别从人、机、料、方法、环节五方面进行了分析

4.1 人的原因

操作手不熟练,操作不当造成堵管。主要表现如下:

a.操作人员精力不集中,未注意观察泵送压力表的读数,未按说明书要求间隔一段时间进行正、反泵的循环交换。

b.泵送速度选择不当。操作人员未根据实际情况合理选择泵送速度,而是一味地图快,结果欲速则不达,以至于出现堵管现象。

c.余料量控制不适当。泵送时,操作人员未随时观察料斗中的余料,要么余料太少,吸入空气,导致堵管;要么料斗中的料堆得太多,无法及时清理粗骨料和超大骨料。

4.2 机械的原因

a.阀窗的原因。阀窗未关紧、漏气,输送泵在吸料时吸进空气,导致泵的吸入效率急剧下降,最后造成堵泵;阀窗与阀箱体之间的接触表面未洗净,有砂料或灰浆存在,造成堵泵;阀窗的密封圈损坏,或者阀窗变形或结合面损伤,造成堵泵。

b.阀箱盖与阀箱体间的石棉垫破损、漏气,导致堵泵。

c.料斗与阀箱体之间的石棉垫破损,导致堵泵。

d.料斗与阀箱体连接的结合面,由于某些原因引起变形、密封不良,导致堵泵。

4.3 材料的原因

a.泵送混凝土不合格,主要有:混凝土和易性差、坍落度过大或离析,造成堵管;混凝土坍落度过小,出现干硬性混凝土,增大输送压力,加剧设备磨损,导致堵管;外加剂的选用不合理,使混凝土的可泵性和流动性变差,导致堵管。

b.粗骨料级配不合理,如石子针片状含量较多、大粒径粗骨料含量过高等。

4.4 方法的原因

a.输送管道接头密封不严,管卡松动或密封圈损坏而漏浆,造成堵管。

b.管线布置不合理,弯管太多,增大了输送阻力,增加了堵管的可能性。

c.停机时间过长导致堵管。

4.5 环节的原因

a.上次泵送完毕,管道未清洗干净,局部有混凝土残渣留在管壁,增加了管内阻力,造成下一次泵送时堵管。

b.雨水造成砂石含水率增大。

根据以上原因分析,又经过大量现场试验研究,最后确定导洪洞工程泵送混凝土堵管的主要原因是:混凝土的和易性不好、管子接口密封不严和停机时间过长,不能满足混凝土泵送要求;因为混凝土和易性差容易产生离析,致使水泥浆和石子分离,石子与泵管管壁直接摩擦增加了泵送阻力;管子接口处由于密封不严造成漏浆,致使在管子接口处造成堵塞;停机时间过长导致堵管。

5 解决途径

a.泵送混凝土前,用砂浆润滑管道。

b.检查入泵处混凝土拌和物的和易性、混凝土坍落度及粘聚性等,并通过试验,采取相应措施。若坍落度不足,则适量提高外加剂的掺量,或掺加适量高效减水剂;若粘聚性不足,则适量增大砂率或掺加适量的Ⅱ级粉煤灰。

c.检查石子粒径、粒形是否符合规范、泵送要求。

d.加强砂石料试验,合理选择含砂率和确定粗骨料级配。

e.每隔5~10min(具体视当日气温、混凝土坍落度、混凝土初凝时间而定)开泵一次,以防堵管。

f.接近初凝的混凝土,不再继续泵送。

g.每次泵送完毕,按照操作规程将输送管道清洗干净。

6 制定具体实施方案

a.调整了混凝土的配合比。原混凝土配合比坍落度为16cm,饱水性和流动性较差。为改善其和易性,我们将减水剂木钙的掺量由原来的0.2%提高到了0.25%,单方水泥用量不变,使坍落度达到18cm。从试验结果看,调整后的混凝土流动性、粘聚性和保水性都很好。施工结果证明:混凝土的泵送效果很好,基本上解决了泵的堵塞问题。

b.在泵送混凝土时,为减少因泵管接头不严密而产生的漏浆,在管子接头处增加了橡胶密封垫圈,减少了泵送阻力,提高了泵的生产效率。

在原因分析的基础上,采取了合理有效的解决方案后,泵管堵塞问题得到了彻底解决,每次浇筑混凝土时,因泵管堵塞造成的人工、材料和其他损失大大减少。

7 结语

通过从原材料到拌和系统、泵送系统逐项反复研究,最终解决了泵送混凝土堵管的问题。在实际生产过程中,由于外界条件的变化,造成堵管的原因往往不止这些。这就要求我们在实际工作中要因时、因地、因材而宜,尊重科学,实事求是地试验探索。严格按照操作规程操作,做到防微杜渐,从每一次堵管中不断总结经验教训,将堵管的可能性降到最低。

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