混凝土泵堵管故障分析及預(yù)防措施

摘要: 泵送混凝土因作業(yè)速度快、生產(chǎn)效率高、勞動強(qiáng)度低而被施工單位廣泛使用, 但泵送過程中的堵管是經(jīng)常出現(xiàn)的難以處理的問題。文章對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
中圖分類號: TU646 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號: 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活塞使混凝土通過S 閥或閘閥送到管道, 再由管道輸送到目的地?；钊耐屏τ脕砜朔艿乐械淖枇? 當(dāng)活塞的推力不足以克服管道中的阻力時, 混凝土無法泵送, 稱之為堵管。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)運動。泵送過程中由于壓力作用, 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潤滑層?；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法形成一個潤滑層必將造成堵管。
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, 水分會通過骨料間隙滲透, 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, 砼水灰比過大時易離析, 造成砂漿與骨料分離而堵管, 多見于長距離水平泵送時的“偏析”堵管和豎直下行布管的下端離析堵管。水泥用量過少和砂率過低時, 砼和易性差, 變形困難, 在管道中摩擦阻力增大, 極易堵管。砼坍落度過低( 80 mm 以下) 時, 泵送阻力明顯增大, 使泵送無法進(jìn)行。
1.1.2 砂的粒徑不合理
當(dāng)通過0.315 mm 篩孔的細(xì)砂含量少時, 即使砼其它技術(shù)指標(biāo)都符合要求也會堵管。因為這些細(xì)砂在砼中起一種類似滾珠的作用, 能減少管壁與砼的摩擦, 提高砼流動性, 增大砼的粘聚力和保水性,對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0.315 mm 篩孔的砂不應(yīng)少于15%。
1.1.3 骨料過粗
理論上講, 堵管最易發(fā)生在3 個大石子在同一截面相遇卡緊時, 這時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: 此項在《規(guī)程》中有詳細(xì)規(guī)定, 根據(jù)輸送高度和石子種類, 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, 一是個人工作不負(fù)責(zé), 二是個人業(yè)務(wù)水平有限。
1.2.1 操作人員工作不負(fù)責(zé)
①管道不及時清洗或是未清洗干凈。泵送完畢, 管道不及時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, 下一次泵送時必將堵管。　?、陂L時間停機(jī)不采取措施。停機(jī)時間過長混凝土?xí)a(chǎn)生離析, 停機(jī)期間, 應(yīng)每隔5～10 min( 具體時間視當(dāng)日氣溫、混凝土塌落度、混凝土初凝時間而定) 開泵一次, 以防堵管。對于停機(jī)時間過長、已初凝的混凝土, 不宜繼續(xù)泵送。　　③盲目操作, 且不及時了解工況。輸送泵操作人員在泵送施工中應(yīng)精力集中, 時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 個行程, 再正泵, 堵管即可排除。若已經(jīng)進(jìn)行了正反泵幾個操作循環(huán), 仍未排除堵管, 應(yīng)及時拆管清洗, 否則將使堵管更加嚴(yán)重。
1.2.2 個人業(yè)務(wù)水平有限
操作人員沒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。　　①泵送速度選擇不當(dāng)。泵送時, 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。剛開始泵送時, 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, 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, 操作人員須隨時觀察料斗中的余料, 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, 以便于及時清理粗骨料和超大骨料。　?、刍炷临|(zhì)量變化時處理不當(dāng)。在實際施工中受各種因素的影響, 很難保證每車的混凝土質(zhì)量都一樣, 若不及時關(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)塊或大骨料無法泵送時, 應(yīng)及時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 管道接法錯誤
管道接法錯誤會引起輸送阻力增大導(dǎo)致堵管。接管時應(yīng)按最短距離、最少彎頭和最大彎頭來布管,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)泄等均會造成油路壓力下降。油路壓力下降到無法克服混凝土的阻力時, 必然會導(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)之間的間隙過大、混凝土活塞磨損嚴(yán)重、輸送缸嚴(yán)重磨損等都會引起漏漿, 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, 確保混凝土的溫度。
2 堵管故障處理
2.1 堵管位置判斷
堵管常見的位置有進(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): 一是泵送動作及液壓系統(tǒng)均正常, 沒有異常聲音, 泵和管路均無振動。此表現(xiàn)說明泵和管路中均無混凝土流動, 堵塞位置肯定在進(jìn)料口。此時檢查進(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)動作突然中斷, 并且有異常聲響, 泵有較強(qiáng)振動而管道內(nèi)無相應(yīng)振動。此表現(xiàn)說明泵中有混凝土流動而管路中沒有混凝土流動, 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, 管路也伴有強(qiáng)烈的振動和位移。此表現(xiàn)說明泵和管路中均有混凝土流動。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、反向啟動泵, 迫使通路打開。如果此法無效, 也只能人工排除。彎管、錐管等位置堵塞處理較簡單, 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, 正常泵送時管道和泵機(jī)只產(chǎn)生輕微的后座震動, 如果突然產(chǎn)生劇烈震動, 盡管泵送操作仍在進(jìn)行, 但管口不見砼流出, 也表明發(fā)生了堵管。操作人員必須及時了解盡可能連續(xù)泵送,不得已停頓時料斗中要保留足夠的料, 每隔5 min 作正反操作各兩個沖程防止離析, 停泵超過30～45 min時要清除泵和管中的料, 對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, 防止因振動使管路接頭松動。　　④開泵前認(rèn)真潤滑管路, 經(jīng)常檢查液壓系統(tǒng)的工作情況, 發(fā)現(xiàn)過度磨損部件, 要及時修理或更換。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, 防止在泵送過程中, 混凝土塌落過快而產(chǎn)生堵管, 冬季應(yīng)采取保溫措施, 確?；炷恋臏囟取?
4 結(jié)語
在實際生產(chǎn)過程中, 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)驗和教訓(xùn), 就一定能將堵管的可能性降到最低。
參考文獻(xiàn): [1] J118- 2001, 鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范[S] . [2] 北京建筑設(shè)計院.建筑設(shè)備專業(yè)技術(shù)措施[M].北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2006. [3] 三一重工.混凝土輸送泵安全操作規(guī)程[M].北京: 科學(xué)出版社, 2005.

原作者：鄧滿林