混凝土泵堵管故障分析及預(yù)防措施

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摘要: 泵送混凝土因作業(yè)速度快、生產(chǎn)效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低而被施工單位廣泛使用, 但泵送過(guò)程中的堵管是經(jīng)常出現(xiàn)的難以處理的問(wèn)題。文章對(duì)泵送混凝土堵管的原因進(jìn)行了分析, 提出了解決辦法和預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞: 混凝土泵; 堵管; 分析; 措施
中圖分類(lèi)號(hào): TU646 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1006- 8937( 2007) 12- 0021- 03 The analysis and pr ecautionary measur es of jamming pipe trouble of concr ete pump DENG Man- lin Abstr act:Sending concrete by pump is used extensively by the construction unit because of the fast workspeed,high production efficiency, lowlabour intensity. But jamming pipe in the pump sending course is a unwieldy problem that often appears. The article analyzed the reason of jamming pipe,and proposed the solution and precautionary measures.
Keywords: concrete pump; jamming pipe; analysis; measure
　　混凝土輸送泵的工作原理是將混凝土吸入輸送缸再由高壓油推動(dòng)活塞使混凝土通過(guò)S 閥或閘閥送到管道, 再由管道輸送到目的地?；钊耐屏τ脕?lái)克服管道中的阻力, 當(dāng)活塞的推力不足以克服管道中的阻力時(shí), 混凝土無(wú)法泵送, 稱(chēng)之為堵管。因此, 堵管的原因就是混凝土在管道中產(chǎn)生阻力并增大, 處理辦法就是想方設(shè)法減小阻力, 預(yù)防措施就是防止輸送中增大阻力。
1 堵管原因分析
1.1 混凝土不符合要求
混凝土由水、水泥、砂、骨料組成。前三者形成水泥砂漿, 均勻包在粗骨料表面, 并攜帶粗骨料在輸送管中以懸浮狀態(tài)運(yùn)動(dòng)。泵送過(guò)程中由于壓力作用, 一部分水泥砂漿被擠向外層, 在粗骨料與管壁之間形成一個(gè)潤(rùn)滑層?；炷林挥斜３诌@種狀態(tài),泵送才能順利進(jìn)行。相反, 如果混凝土達(dá)不到要求,在粗骨料與管壁之間無(wú)法形成一個(gè)潤(rùn)滑層必將造成堵管。
1.1.1 配合比不良　　配合比不良的混凝土拌合物在壓力梯度較大處, 水分會(huì)通過(guò)骨料間隙滲透, 使骨料聚結(jié)引起堵管, 多發(fā)生在管道彎曲、變徑和管路中間布置軟管處; 另外, 砼水灰比過(guò)大時(shí)易離析, 造成砂漿與骨料分離而堵管, 多見(jiàn)于長(zhǎng)距離水平泵送時(shí)的“偏析”堵管和豎直下行布管的下端離析堵管。水泥用量過(guò)少和砂率過(guò)低時(shí), 砼和易性差, 變形困難, 在管道中摩擦阻力增大, 極易堵管。砼坍落度過(guò)低( 80 mm 以下) 時(shí), 泵送阻力明顯增大, 使泵送無(wú)法進(jìn)行。
1.1.2 砂的粒徑不合理
當(dāng)通過(guò)0.315 mm 篩孔的細(xì)砂含量少時(shí), 即使砼其它技術(shù)指標(biāo)都符合要求也會(huì)堵管。因?yàn)檫@些細(xì)砂在砼中起一種類(lèi)似滾珠的作用, 能減少管壁與砼的摩擦, 提高砼流動(dòng)性, 增大砼的粘聚力和保水性,對(duì)砼的可泵性影響很大。因此在JGJ/T10- 95《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》中規(guī)定通過(guò)0.315 mm 篩孔的砂不應(yīng)少于15%。
1.1.3 骨料過(guò)粗
理論上講, 堵管最易發(fā)生在3 個(gè)大石子在同一截面相遇卡緊時(shí), 這時(shí)截面大部分被石子占據(jù), 可流通面積很小。通常規(guī)定石子最大粒徑與管內(nèi)徑d/D<1/3( 注: 此項(xiàng)在《規(guī)程》中有詳細(xì)規(guī)定, 根據(jù)輸送高度和石子種類(lèi), 為2/5～1/5) , 并在泵機(jī)料斗上設(shè)方格網(wǎng), 防止超徑石子混入。
1.1.4 添加劑的選用不合理
添加劑的種類(lèi)很多, 如: 加氣劑、減水劑、超塑化劑、緩凝劑、泵送劑等, 根據(jù)混凝土的強(qiáng)度要求和水泥的品種, 合理地選擇外加劑, 對(duì)提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用。不合理的外加劑將使混凝土的可泵性和流動(dòng)性變差, 從而導(dǎo)致堵管。
1.2 操作不當(dāng)
輸送泵有著嚴(yán)格的操作規(guī)程, 操作人員必須嚴(yán)格遵守執(zhí)行才能保證泵送順利, 但實(shí)際施工中, 80%以上的堵管都是人為因素造成的。人為因素主要有兩方面, 一是個(gè)人工作不負(fù)責(zé), 二是個(gè)人業(yè)務(wù)水平有限。
1.2.1 操作人員工作不負(fù)責(zé)
①管道不及時(shí)清洗或是未清洗干凈。泵送完畢, 管道不及時(shí)清洗或是未清洗干凈, 混凝土凝固在管道內(nèi)壁, 造成管徑減小、摩擦增大, 下一次泵送時(shí)必將堵管。　　②長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)不采取措施。停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)混凝土?xí)a(chǎn)生離析, 停機(jī)期間, 應(yīng)每隔5～10 min( 具體時(shí)間視當(dāng)日氣溫、混凝土塌落度、混凝土初凝時(shí)間而定) 開(kāi)泵一次, 以防堵管。對(duì)于停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、已初凝的混凝土, 不宜繼續(xù)泵送。　　③盲目操作, 且不及時(shí)了解工況。輸送泵操作人員在泵送施工中應(yīng)精力集中, 時(shí)刻注意泵送壓力表的讀數(shù), 一旦發(fā)現(xiàn)壓力表讀數(shù)突然增大, 應(yīng)立即反泵2～3 個(gè)行程, 再正泵, 堵管即可排除。若已經(jīng)進(jìn)行了正反泵幾個(gè)操作循環(huán), 仍未排除堵管, 應(yīng)及時(shí)拆管清洗, 否則將使堵管更加嚴(yán)重。
1.2.2 個(gè)人業(yè)務(wù)水平有限
操作人員沒(méi)有真正掌握輸送泵的工作原理和操作規(guī)程, 在施工中操作不正確或是處理不當(dāng)造成堵管。　?、俦盟退俣冗x擇不當(dāng)。泵送時(shí), 速度的選擇很關(guān)鍵, 操作人員不能圖快, 應(yīng)根據(jù)不同情況選用不同的泵送速度。剛開(kāi)始泵送時(shí), 由于管道阻力較大, 應(yīng)低速泵送, 泵送正常后, 可適當(dāng)提高泵送速度。當(dāng)出現(xiàn)堵管征兆或混凝土的塌落度較小時(shí), 應(yīng)低速泵送, 將堵管消滅在萌芽狀態(tài)。　?、谟嗔狭靠刂撇贿m當(dāng)。泵送時(shí), 操作人員須隨時(shí)觀察料斗中的余料, 余料不得低于攪拌軸, 如果余料太少, 極易吸入空氣, 導(dǎo)致堵管。料斗中的料也不能堆得太多, 應(yīng)低于防護(hù)欄, 以便于及時(shí)清理粗骨料和超大骨料。　　③混凝土質(zhì)量變化時(shí)處理不當(dāng)。在實(shí)際施工中受各種因素的影響, 很難保證每車(chē)的混凝土質(zhì)量都一樣, 若不及時(shí)關(guān)注質(zhì)量變化并采取有效措施必將造成堵管。混凝土質(zhì)量變化主要有混凝土離析、塌落度變小、混凝土結(jié)塊、偶爾出現(xiàn)大骨料等。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一斗混凝土的塌落度很小, 混凝土結(jié)塊或大骨料無(wú)法泵送時(shí), 應(yīng)及時(shí)將混凝土從料斗底部放掉, 若貪圖省事, 強(qiáng)行泵送極易造成堵管, 切忌在料斗中加水?dāng)嚢琛?
1.3 管道原因
1.3.1 管道接法錯(cuò)誤
管道接法錯(cuò)誤會(huì)引起輸送阻力增大導(dǎo)致堵管。接管時(shí)應(yīng)按最短距離、最少?gòu)濐^和最大彎頭來(lái)布管,盡量減小輸送阻力, 這樣也就減少了堵管的可能性。
1.3.2 管道接頭密封不嚴(yán)
若輸送管道接頭密封不嚴(yán), 管卡松動(dòng)或密封圈損壞則泵送混凝土?xí)r必將造成漏漿。漏漿后, 將導(dǎo)致混凝土的塌落度減小和泵送壓力損失, 從而導(dǎo)致堵管。
1.4 機(jī)械磨損
1.4.1 壓力減少
主泵、閥的機(jī)械磨損以及油缸內(nèi)泄等均會(huì)造成油路壓力下降。油路壓力下降到無(wú)法克服混凝土的阻力時(shí), 必然會(huì)導(dǎo)致管路堵塞。
1.4.2 局部漏漿造成的堵管
眼鏡板和切割環(huán)之間的間隙過(guò)大、混凝土活塞磨損嚴(yán)重、輸送缸嚴(yán)重磨損等都會(huì)引起漏漿, 漏漿后, 將導(dǎo)致混凝土的塌落度減小和泵送壓力的損失, 從而導(dǎo)致堵管。
1.5 氣溫變化
夏季氣溫較高, 管道在強(qiáng)烈陽(yáng)光照射下, 混凝土易脫水, 從而導(dǎo)致堵管, 因此在管道上應(yīng)加蓋濕草袋或其他降溫用品。冬季應(yīng)采取保溫措施, 確?；炷恋臏囟取?
2 堵管故障處理
2.1 堵管位置判斷
堵管常見(jiàn)的位置有進(jìn)料口、分配閥出料口處、S管閥處、彎管、錐管等位置。前三者混凝土并未泵送到輸送管路, 故有的稱(chēng)之為堵泵。判斷堵塞具體位置主要根據(jù)3 種表現(xiàn): 一是泵送動(dòng)作及液壓系統(tǒng)均正常, 沒(méi)有異常聲音, 泵和管路均無(wú)振動(dòng)。此表現(xiàn)說(shuō)明泵和管路中均無(wú)混凝土流動(dòng), 堵塞位置肯定在進(jìn)料口。此時(shí)檢查進(jìn)料口, 料斗內(nèi)有較大骨料或結(jié)塊,在進(jìn)料口處卡住或拱起而堵塞。二是泵送系統(tǒng)動(dòng)作突然中斷, 并且有異常聲響, 泵有較強(qiáng)振動(dòng)而管道內(nèi)無(wú)相應(yīng)振動(dòng)。此表現(xiàn)說(shuō)明泵中有混凝土流動(dòng)而管路中沒(méi)有混凝土流動(dòng), 堵塞位置肯定在分配閥出料口處或S 管閥處。三是泵送壓力逐漸增高, 而料斗料位不下降, 管道出口不出料, 泵發(fā)生振動(dòng), 管路也伴有強(qiáng)烈的振動(dòng)和位移。此表現(xiàn)說(shuō)明泵和管路中均有混凝土流動(dòng)。堵塞位置肯定在管路, 位置一般發(fā)生在彎管、錐管, 以及有振動(dòng)的地段, 用小錘沿管路敲打, 聲音沉悶處為堵塞處。
2.2 堵管處理辦法
堵塞位置不同處理辦法也不同。對(duì)進(jìn)料口、分配閥出料口處、S 管閥處堵塞, 主要是清除大塊骨料或結(jié)塊, 往料斗內(nèi)倒入少量水泥漿, 反復(fù)正、反向啟動(dòng)泵, 迫使通路打開(kāi)。如果此法無(wú)效, 也只能人工排除。彎管、錐管等位置堵塞處理較簡(jiǎn)單, 找到堵管部位后拆下這段管道, 清除堵塞的混凝土, 經(jīng)試泵無(wú)阻擋再接管, 繼續(xù)進(jìn)行泵送。
在施工中, 要根據(jù)堵塞的情況, 結(jié)合上面談到的堵管因素, 分析堵管的真正原因, 及時(shí)排除故障因素, 防止發(fā)生再次堵管。
3 堵管預(yù)防措施
要預(yù)防堵管發(fā)生, 應(yīng)根據(jù)堵管的主要原因采取相應(yīng)的措施。
①選擇合格的原材料和配合比。嚴(yán)格按泵送混凝土規(guī)定設(shè)計(jì)配合比, 選用的骨料粒徑一定要符合要求, 嚴(yán)格控制塌落度。　　②加強(qiáng)操作人員培訓(xùn), 提高其責(zé)任心和業(yè)務(wù)水平。堵管一般有明顯征兆, 從泵送油壓看, 如果每個(gè)泵送沖程的壓力峰值隨沖程的交替而迅速上升, 并很快達(dá)到設(shè)定壓力, 正常的泵送循環(huán)自動(dòng)停止, 主油路溢流閥發(fā)出溢流響聲, 就表明已經(jīng)堵管。另一方面可觀察輸送管道狀況, 正常泵送時(shí)管道和泵機(jī)只產(chǎn)生輕微的后座震動(dòng), 如果突然產(chǎn)生劇烈震動(dòng), 盡管泵送操作仍在進(jìn)行, 但管口不見(jiàn)砼流出, 也表明發(fā)生了堵管。操作人員必須及時(shí)了解盡可能連續(xù)泵送,不得已停頓時(shí)料斗中要保留足夠的料, 每隔5 min 作正反操作各兩個(gè)沖程防止離析, 停泵超過(guò)30～45 min時(shí)要清除泵和管中的料, 對(duì)坍落度較小的料要更加注意。　?、酆侠聿贾霉苈? 盡量少用彎管、錐管, 不宜在管路中間布置軟管。管段接頭要嚴(yán)密, 防止漏漿引起水泥量減少, 管路要與臨近建筑物牢固固定, 防止因振動(dòng)使管路接頭松動(dòng)。　?、荛_(kāi)泵前認(rèn)真潤(rùn)滑管路, 經(jīng)常檢查液壓系統(tǒng)的工作情況, 發(fā)現(xiàn)過(guò)度磨損部件, 要及時(shí)修理或更換。泵送中注意檢查管路是否漏漿, 發(fā)現(xiàn)漏漿及時(shí)處理。　?、葑⒁猸h(huán)境溫度變化。在炎熱的夏天, 應(yīng)采用濕草袋覆蓋管道, 防止在泵送過(guò)程中, 混凝土塌落過(guò)快而產(chǎn)生堵管, 冬季應(yīng)采取保溫措施, 確?；炷恋臏囟?。
4 結(jié)語(yǔ)
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中, 由于外界條件的變化, 造成堵管的原因往往不僅這些, 處理的辦法也很多, 但只要我們嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作, 做到防微杜漸, 不斷地從每一次堵管中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn), 就一定能將堵管的可能性降到最低。
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原作者：鄧滿林