1、1混凝土远距离泵送技术的探讨摘要：牛栏江-滇池补水工程是一项水资源综合利用工程，是滇中调水的近期重点工程。其近、远期工程任务为：2020 年重点向滇池补充生态水，改善滇池水环境，并在昆明发生供水危机时，提供城市生活及工业用水。2030 年的主要任务为曲靖市生产、生活供水，其次与金沙江调水工程共同向滇池补水，并作为昆明市的后备水源提供供水安全保障。输水线路设计流量为 23m3/s，设计年平均引水量 5.88 亿 m3。我单位承建的输水线路 04 标，控制线路为马路坡隧洞 1#支洞到马路坡隧洞出口段，从 2012 年 8 月 10 日开始进行衬砌，其中马路坡隧洞出口段衬砌长度为2360m，为了能够
2、实现 2012 年底前牛栏江补水昆明的目标。势必要加快混凝土的施工速度，为此我们将提升混凝土泵送距离作为加快施工进度的重要手段。 关键词：牛栏江-滇池补水 泵送混凝土 远距离 中图分类号：TU528 文献标识码： A 文章编号： 引言： 本工程类围岩开挖为马蹄形断面，一次支护完成后断面为5.0m5.6m，隧洞断面较小，需开挖结束后方能进行混凝土施工。马路坡隧洞出口从 2012 年 8 月 10 日开始进行混凝土衬砌的工作。混凝土施工拟采用洞外拌和站拌合，罐车运送至输送泵处，再由混凝土输送泵泵送入仓。 2根据一般的施工经验，混凝土的泵送距离一般为 300350m，若距离过长，易发生堵管、混凝土和
3、易性变差、裂缝增加等问题。但马路坡隧洞出口控制段较长，若按照以往的施工方法，每次清底 300350m 之后再进行混凝土施工的话，将有大量的时间用在清底过程中，难以完成工期目标。若能将混凝土的泵送距离提高到 700m，其中前面的 350m 进行混凝土的施工，后面的 350m 进行清底及垫层的施工，使混凝土衬砌工作和底板清理工作同步进行，实现加快施工进度的目标。 配合比的确定： 本工程混凝土设计为 C25W8F50，为了提高混凝土的可泵性，需要对混凝土的配合比进行相应的优化。 水泥的选用 普通水泥的混凝土拌合物比矿渣和火山灰水泥的混凝土拌合物工作性要好，矿渣水泥拌合物的流动性较大，但粘聚性差，易泌
4、水离析，火山灰水泥拌合物的粘聚性最好，但流动性小。 水泥采用云南国资东骏有限公司生产的石林牌 P.O42.5 普通硅酸盐水泥。 粉煤灰的选用 适当添加粉煤灰能够降低混凝土的水化热，减小泌水量，改善稳定性，使泵送阻力下降。 本工程采用宣威发电厂粉煤灰开发有限公司生产的级粉煤灰。 外加剂的选用 减水剂的作用是改变水泥浆的凝聚结构，改善泵送性能。在不太长3的时间内使之成为分散性结构，提高流动性，以达到减水的目的。与粉煤灰配合使用，减水剂的小掺量即可获得优异的流动性，使泵送混凝土不易发生堵管现象。 减水剂采用昆明市生威混凝土外加剂有限责任公司生产的 SW 缓凝高效减水剂。 引气剂是在混凝土搅拌过程中，
5、能引入大量分布均匀的微小气泡，以减少混凝土拌合物泌水离析，改善和易性，从而提高混凝土泵送性能。泵送混凝土中适当的含气量可起到润滑作用，对提高混凝土的和易性和可泵送性有利。 引气剂采用江苏博特外加剂有限公司生产的 JM-2000 引气剂。 骨料的选用 细骨料对混凝土可泵性的影响比很大,混凝土能顺利泵送,是由于砂浆润滑管壁和粗骨料悬浮在灰浆中的原因。根据工程经验泵送混凝土细骨料宜采用中砂, 美国混凝土协会(ACI)推荐的细骨料级配曲线建议为 20%，国内工程实践证明，此值过低则影响混凝土的正常泵送，结合本工程的具体情况，其通过 0.315mm 筛孔的颗粒含量不应少于 16 % , 通过0.160m
6、m 筛筛余量不应少于 6%。细度模数保持在 27 左右。细骨料为丰乐砂石料场生产的人工砂。 泵送混凝土粗骨料级配以最小空隙为原则，较小的空隙才能以较少的砂浆用量获得较好的可泵性。混凝土可泵性对于粗骨料级配间断或不均匀的反应十分敏感，特别是在长距离泵送时，粗骨料的级配至关重要，多加水泥和多加水都是无用的。因此，并非粗骨料粒径越小越好，最重4要的是粗骨料合理级配。过小的粒径会增大骨料的湿润面积，会使砂浆用量增大。采用最大振实容重法选择最佳级配，结果为小石：中石=45:55，粗骨料采用丰乐砂石料场生产的人工碎石。 拌合用水的确定 拌合用水选用生活饮用水直接作为混凝土拌合用水。 水灰比的确定 泵送混凝
7、土的水灰比对泵送粘性阻力也有影响。试验表明：当水灰比小于 0.45 时，混凝土的流动阻力很大，泵送极为困难。随着水灰比增大粘性阻力系数（）逐渐降低，当水灰比达到 0.52 后，对混凝土 影响不大，当水灰比超过 0.6 时，会使混凝土保水性、粘聚性下降而产生离析易引起堵泵。因此本工程水灰比选定为 052。 砂率的确定 最佳砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌和物获得最大流动性且能保持粘聚性及保水性能良好时的砂率值。砂率过大,影响混凝土强度；砂率过小,有可能不能泵送。 输送混凝土的输送管，除直管外还有弯管和软管等。当混凝土经过弯管时，混凝土颗粒间的位置就会发生变化，此时如果砂浆量不
8、足，容易产生堵塞。为此，泵送混凝土与普通混凝土相比，要适当提高砂率，以适应管道输送的需要。 混凝土泵送施工技术规程JG J/T 10-2011 中规定，泵送混凝土的砂率宜为 38% 45% ，本工程混凝土配合比经过多次试验，选用砂率为 43% 。 坍落度的确定 5混凝土从搅拌站到泵送入仓,在这段时间里,混凝土的坍落度会有一定的损失。如果入泵时的坍落度太小,混凝土干涩,泵送困难；坍落度过大,泌水多,易产生离析阻塞,影响混凝土的强度和耐久性。并且泵送混凝土的坍落度,除考虑入泵时的坍落度外,必须考虑坍落度的时损失。 施工坍落度超过 220mm 的混凝土易离析和堵管；施工坍落度底于100mm 的混凝土
9、,在搅拌车里难放出来,不易泵送,有时甚至不能泵送。 由以往施工经验得出混凝土在运输过程中，塌落度损失根据管道的长短和运输距离可达 10%-30%；依据混凝土配合比设计的基本原理与强度标准控制值，出搅拌站塌落度初定为 170-210mm，输送管道出口塌落度初定为 140-170mm。 配合比的确定 经过上述材料和参数的选择，我们确定了如下的配合比。 坍落度：1417cm，每方混凝土材料用量为：水泥 333kg，粉煤灰83kg，水 173kg，人工砂 779kg，D20 碎石 465kg，D40 碎石 569kg，外加剂 2.912kg，引气剂 0.021kg。 施工机械的选择： 施工机械为中联重
10、科的 HBT90.21.220S 输送泵，综合性能参数满足施工需要。 现场施工的控制： 长距离泵送混凝土的施工，不仅要有良好的混凝土配合比设计，还要有相应的施工措施支持。 各泵管接头处应按要求安装高压密封圈，连接紧密，保证不漏气、6不漏浆。 泵送混凝土前，先向首台泵车的料斗内加 0508 m3 纯水泥浆。水泥浆从管道泵出，达到湿润和清洁管道的目的；之后应泵送与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，水泥砂浆的量不要太多，能够润滑整个管道即可；水泥砂浆泵送完毕后，在放入混凝土进行泵送，直至配管末端打出混凝土为止。 开始泵送时，混凝土泵应处于慢速、均匀并随时可反映泵的状态。泵送速度应先慢后快，逐步加速。同
11、时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况。待各系统运转顺利后方可以正常速度进行泵送。 总结： 通过采用以上措施，我标段实现了泵送混凝土 700m 的目标，在此过程中混凝土拌合物性能优良，很少发生堵管等问题，已衬砌好的混凝土各项指标均能达到设计标准，并且衬砌进度能够达到每月 500m 以上，为实现牛栏江年底补水昆明的目标打下了坚实的基础。 实现混凝土远距离的泵送，对于这种断面不大、开挖和衬砌不能同步进行的隧洞，能够有效降低清底及转运钢筋等材料的时间，对于提高隧洞浇筑进度有一定好处，而从经济上分析，能降低能耗，减少人工与机械投入，从而节约成本，提高功率。对类似工程有一定的借鉴作用。 参考文献： 胡玉飞实用混凝土配合比设计手册云南科技出版社 2008 混凝土泵送施工技术规程 JGJ/T 10-2011 北京:中国建筑工业出版社 2011 普通混凝土配合比设计规程(J GJ55 2000) . 北京:中国建筑工7业出版社,2001 水工混凝土试验规程 SL352-2006 北京 中国水利水电出版社 2006
