输送泵结合缓冲流管在山区桥梁混凝土浇筑中的应用

李秀云

（中铁十八局集团隧道工程有限公司 重庆北碚 400700）

输送泵结合缓冲流管在山区桥梁混凝土浇筑中的应用

李秀云

（中铁十八局集团隧道工程有限公司 重庆北碚 400700）

四川雅砻江卡拉至杨房沟水电站交通专用公路洪水沟大桥由于地形限制，在桥墩施工时，施工便道无法修至各桥墩处。要在比桥墩承台高96 m的0#桥台附近开挖施工平台，安装混凝土拌和设备，采取特殊措施将混凝土输送到桥墩附近的施工平台，再用高压混凝土输送泵泵送混凝土到桥墩上。项目采用混凝土输送泵结合缓冲溜管，成功解决混凝土垂直向下、水平、向上输送问题，保证工程质量，加快施工进度。该技术对其他类似工程具有借鉴作用。

山区桥梁施工 混凝土垂直运输 缓冲溜管 输送泵

1 工程概况简介

洪水沟大桥桥梁全长258.72 m，桥跨布置上部结构为66＋120＋66 m预应力混凝土变截面连续箱梁，桥墩为变截面薄壁空心墩。其中1#、2#桥墩墩高分别为94 m、70 m。灌注桩基础。桥台为重力桥台，扩大基础。

该桥正交跨越洪水沟，洪水沟冲沟深切，跨越处谷底宽5～10 m，两岸为陡崖，上游桥台位于山顶斜坡处，坡度为50～60°，下游桥台及两岸桥墩位于斜坡处，坡度为60～80°。由于沟谷两侧为陡峻破碎岩壁，施工便道无法修至各桥墩处。

2 混凝土浇筑施工方案比选

2.1 采用缆索吊吊运混凝土

利用桥梁上侧沿桥梁轴线修建的2台载重量为10t的缆索吊吊运混凝土，缆索吊配重块重量为2.0 t，考虑一定的安全系数，每次只能吊运2.0 m3混凝土。2#墩桩基及承台施工时每次吊运循环时间为70 min，2#墩单桩混凝土方量是171.8 m3（桩径为2.5 m，桩长为35 m），承台混凝土方量为403.2 m3（承台尺寸为10.5×9.6×4 m）。单桩灌注时间为50 h，承台浇筑时间为118 h。混凝土浇筑时间过长，劳动强度大，不能保证混凝土质量。并且缆索吊高频率运行，安全风险大。此方案不宜采用。

2.2 采用混凝土输送泵结合缓冲溜管

分别在拌和机卸料斗下面和桥墩底施工平台附近安装一台HBTS60型和HBTS80-13-90型输送泵，两台输送泵之间连接缓冲溜管，再由施工平台上的输送泵将混凝土输送至各桥墩作业面。

该方案优点：（1）混凝土进入缓冲溜管之前，经过HBTS60型输送泵进一步拌和，提高了和易性，不容易堵塞缓冲溜管。（2）两台输送泵之间垂直落差为96 m，混凝土经过缓冲溜管下落到HBTS80-13-90型输送泵受料斗内，有一定程度的离析，泵送前经过输送泵受料斗的搅拌设备二次搅拌，恢复了混凝土的和易性。缺点：（1）由于沟谷地势陡峻，给缓冲溜管的安装、固定、维护、更换带来一定程度的困难。通过在缓冲溜管一侧安装带有防护栏杆的爬梯，供操作人员上下，解决了上述困难。（2）一旦发生堵管，处理难度非常大，不但费工费时，混凝土浪费严重，而且对混凝土浇筑质量影响较大。可以通过严格控制混凝土的塌落度、和易性；每次混凝土施工完成后及时对溜管进行清理等措施解决。

经两种方案比较，决定采用混凝土输送泵结合缓冲溜管方案。

3 混凝土输送泵、缓冲溜管安装调试

3.1 缓冲溜管设计和安装

3.1.1 缓冲溜管的设计

缓冲溜管在加工厂加工而成。普通节采用DN250 mm钢管，管壁厚度为5 mm，单根长4 m。在钢管两端焊接法兰盘。法兰盘直径为390 mm，厚度为26 mm，环向等间距布设12孔。

带缓冲节的溜管每节总长度为3 m，缓冲节采用两根溜管重叠搭接1 m的方式减缓混凝土下落时产生的冲击力，防止混凝土离析。溜管搭接部分各切割半个圆周，然后用规格为1000 mm×270 mm，厚10 mm钢板将两根溜管侧壁焊接成同一腹腔。在缓冲节溜管一端设一个可以开启的活动窗口，便于堵管时疏通混凝土及浇筑完成后混凝土的清理工作。带缓冲节溜管安装时，活动窗口一端安装在上面。溜管每安装4～6节标准节后设置一个缓冲节。

图1 缓冲节溜管布置图

由于缓冲节接头部位受混凝土冲击力最大，钢板的磨损也最严重。此处采用10 mm钢板，并做成斜面，减少混凝土粘附。缓冲节流管布置图见图1。

3.1.2 缓冲溜管的安装

由于桥址处地势陡峻，缓冲溜管需要架设在60～80°的陡坡上。为了方便溜管及所需要的材料设备能够搬运到架设地点，并且保证施工人员安全，在溜管架设之前，先利用风镐开凿一条通往各桥墩的宽度为0.6 m的施工栈道。

测量放线后，清理山体表面树木、杂草、松土、浮石，沿缓冲溜管一侧安装带有防护栏杆的爬梯，然后沿溜管两侧布置固定溜管支架。支架纵向间距为1.5 m，横向间距为0.6 m。首先利用YT－28凿岩机钻孔，孔深为0.5 m，孔内注入C20水泥砂浆，插入φ 25锚杆，锚杆外露长度为0.3 m。锚杆安设完毕3天后待砂浆强度满足施工需要后安装支架及溜管。溜管支架采用φ 40普通焊管制作，竖向长度为1.0～1.5 m，根据地势适当调节，横向长度为0.8 m。纵向、横向、竖向钢管采用管卡固定，并辅以焊接，保证溜管安装后稳定。安装程序为：安装垂直钢管，一端插入锚杆中，然后安装纵向、横向钢管，之后安装缓冲溜管，用管卡固定、电焊焊接。

3.2 混凝土输送泵及辅助设施安装

3.2.1 HBTS80-13-90型输送泵、溜槽、串筒安装

（1）在缓冲溜管正下方开凿安装平台，平台位置要保证安装的输送泵喂料和接管方便。浇筑10 cm厚混凝土垫层，保持平台水平。用缆索吊将HBTS80-13-90型输送泵整机吊至安装位置，调整好安装方向后将泵机4个支腿和安全销锁紧，使轮胎脱离地面。

（2）在缓冲溜管下口至泵机受料斗之间安装溜槽，溜槽采用1.5 mm厚的钢板焊接，∠40×40 ×5 mm等边角钢做骨架现场加工而成。溜槽支架采用φ 40普通焊管制作，垂直杆件与水平杆件用管卡连接。由于溜槽架设在斜坡上，为确保溜槽架设稳固，抵抗混凝土下滑时产生的冲击力，支架垂直杆件底部同样插入φ 25砂浆锚杆。

（3）桥梁桩基及承台施工时，泵管接至各桥墩处与串筒连接，防止混凝土离析。在桥墩施工时，泵管布置在塔吊机身上。桥墩每次浇筑混凝土高度为4.5 m，每9 m在墩柱上埋设塔吊扶壁预埋件，升高塔吊并接长泵管。

3.2.2 HBTS60型输送泵安装

由于拌和站到缓冲溜管之间不易修建施工便道，无法采用混凝土输送车运输混凝土，在拌和机卸料斗的下面安装一台HBTS60型输送泵，将混凝土泵送至缓冲溜管中。

（1）为方便混凝土输送，管路布置从输送泵到溜管逐渐适当抬高，以防止管路进气，发生堵管；（2）在保证顺利泵送和正常输送的前提下，尽量缩短管路的长度，并减少弯管，以减少输送阻力；（3）管路的连接牢固，尽可能沿地面布设，悬空地段设支架架空，支架采用φ 50钢管，垂直钢管下端同样插入φ 25砂浆锚杆，管卡与焊接相配合连接垂直及水平杆件；（4）管路卡箍紧固到位，接头密封严密，不漏浆、漏水。

3.2.3 混凝土输送设备工艺性试验

输送泵、溜管、溜槽全部设备安装完毕后，在首次混凝土施工之前，进行工艺性试验，检验输送泵的泵送性能，缓冲溜管的缓冲效果，经过缓冲溜管后的混凝土和易性等指标，必要时进行调整，使入仓时的混凝土塌落度、和易性满足设计及施工技术规范要求。

（1）输送泵调试前检查：泵机安装就位后，进行整机检查，内容包括油箱内油位是否在规定范围、管夹固定座牢固情况、液压胶管接头是否压紧、电器元件的连接情况、料斗内是否有异物及杂物。

（2）检查溜管、溜槽、串筒的安装支架是否牢固，管卡螺丝是否拧紧，连接处密封圈是否有遗漏，连接缓冲溜管的法兰螺栓是否有遗漏。

（3）配备溜管、泵管疏通工具及人员，在发生管道堵塞时及时疏通。

（4）输送设备调试：本项目缓冲溜管长度为106 m，HBTS60型输送泵泵管长度为125 m。HBTS80-13-90型输送泵浇筑1#墩泵管水平长度为130 m，浇筑2#墩泵管水平长度为250 m。随着墩柱的升高，浇筑到1#墩墩顶时泵管垂直高度为96 m，2#墩垂直高度为72 m。调试时考虑管路长度，分别拌制3 m3水泥砂浆和3m3混凝土可满足试验要求。泵送砂浆之前先泵送混凝土拌和水，湿润管路、设备，检查管路渗漏情况。所有设备检查无误后，先泵送水泥砂浆然后泵送混凝土，直到HBTS80-13-90型输送泵正常出料为止。混凝土输送泵结合缓冲溜管布置见图2。

图2 混凝土输送泵结合缓冲溜管示意图

4 混凝土输送泵、缓冲溜管施工注意事项

4.1 控制原材料及配合比

（1）首先从原材料进行控制，选用0～25 mm洁净的碎石，各种级配掺配良好。砂的细度模数控制在2.5～2.8之间，过细增加混凝土拌和物的粘性，影响可泵性，过粗容易离析，易发生堵管现象。水泥用量控制在350 kg以上，水灰比控制在0.45～0.5之间，并适当增大砂率；（2）使混凝土拌和物有适宜的塌落度，不离析、不泌水，泵送过程中，塌落度损失不大于20 mm。塌落度控制在12～16 cm内，既满足浇筑混凝土的强度，又保证混凝土的可泵性，满足施工需要；（3）在混凝土中加入泵送剂和缓凝型减水剂，增加可泵性，同时延缓混凝土的凝结时间，防止堵管。

4.2 混凝土浇筑控制

（1）使用前先用拌和水湿润管路，再用砂浆疏通泵管及溜管，砂浆泵出后开始正常泵送混凝土。以免混凝土粘接在溜管、泵管上，防止堵管现象的发生。连续均匀的下料，下料速度控制在5～8 m3/h；（2）现场停歇时间不能过长。当气温高于20℃，时间超过2 h时，混凝土就会出现泌水和离析现象，可泵性变差；时间超过3 h时，泵送困难容易发生堵管现象；（3）混凝土施工时做好充分的准备工作，关键设备、容易发生故障的部位备好备品、备件，发生损坏时及时更换，缩短中断时间；（4）人员准备：由于输送泵管和缓冲溜管距离均较长，混凝土浇筑时容忍发生堵管现象。每次开盘时配备人员、工具，一旦发生堵管现象及时疏通；（5）选用技术熟练的泵机司机，每次浇筑完混凝土后将泵机及时清理干净，对泵机进行经常性维修，将磨损件及时更换，保持泵送系统处于完好状态；（6）按照输送泵性能要求进行操作，当泵送出现异常征兆时，及时采取措施，消除故障；（7）每次混凝土施工完毕后，利用清洁水将输送泵、泵管、溜管、溜槽清洗干净。缓冲溜管直径大，粘附在管壁上的混凝土不易清洗干净。每次浇筑之前，仔细检查溜管内壁，如有粘附混凝土，采用铁锤敲击的方法清除。

4.3 季节性施工注意事项

（1）冬季施工时，备好保证低温施工的防寒、保温材料。做好人身和机具的保温、防寒设施。严格检测寒流侵袭期和日气温变化大等异常情况，尽量利用白天浇筑混凝土，混凝土浇筑完毕后，表面及时覆盖塑料布、草袋，以防混凝土表面受冻，待混凝土有一定强度后洒水养护，以防混凝土内外温差过大出现表面裂缝；（2）高温季节施工时，宜选在一天温度较低的时间内进行，拌和站、混凝土输送泵采用彩条布搭设遮阴棚，输送泵管用麻袋、草袋覆盖或包裹。拌和混凝土时，将塌落度加大2～3 cm，以减少气温对混凝土塌落度的影响，防止堵管；（3）雨季施工时，砂石料场搭设遮雨棚，备用水泥存放在水泥库房内。浇筑混凝土时，勤测砂石料含水量，及时调整混凝土配合比，保持混凝土塌落度相对稳定。

5 结语

采用混凝土输送泵结合缓冲流管，成功地完成了山区沟谷高墩桥梁的施工。与缆索吊相比，具有施工简便、效率高的优势，而且制作安装方便，成本低，具有良好的减震和防止骨料分离效果，克服了缆索吊高频率运行的安全风险。使用此简易缓冲溜管，没有发生任何设备损坏、人员伤亡的事故，并且为后续项目的顺利进行提供了必要的安全保障。实践证明采用上述施工方案是可行的，可供类似工程参考。

[1]DL/T5114-2001,水工混凝土施工规范[S]

Application of the Combination of Buffer Chute and Concrete Pump in the Concreting of the Bridges in Mountainous Region

LI Xiu-yun
(Tunnel Engineering Corporation of China Railway 18th Bureau Group Co. Ltd., Beibei Chongqing 400700 China)

In the construction of the pier of the accommodation road bridge for hydropower traffic (Hongshuigou Bridge) from Kala to Yangfanggou along Yalong River in Sichuan, the haul road can not be built to the bridge pier for the restriction of the site. The construction platform was built near the No.0 abutment which is 96 meters higher than the abutment of the bridge pier, and the concrete was first delivered to construction platform and then to the bridge pier. The combination of the buffer chute and the concrete pump was used in the vertical and horizontal delivery of the concrete. The construction was completed fast and safely and will provide reference for other similar projects.

construction of the bridge in mountainous region vertical delivery of the concrete buffer chute concrete pump

U445

A

1673-1816(2014)01-0053-05

2013-11-28

李秀云（1972-），女，河北唐山人，学士，研究方向桥梁工程。