輸送泵結合緩沖流管在山區(qū)橋梁混凝土澆筑中的應用

李秀云

（中鐵十八局集團隧道工程有限公司 重慶北碚 400700）

輸送泵結合緩沖流管在山區(qū)橋梁混凝土澆筑中的應用

李秀云

（中鐵十八局集團隧道工程有限公司 重慶北碚 400700）

四川雅礱江卡拉至楊房溝水電站交通專用公路洪水溝大橋由于地形限制，在橋墩施工時，施工便道無法修至各橋墩處。要在比橋墩承臺高96 m的0#橋臺附近開挖施工平臺，安裝混凝土拌和設備，采取特殊措施將混凝土輸送到橋墩附近的施工平臺，再用高壓混凝土輸送泵泵送混凝土到橋墩上。項目采用混凝土輸送泵結合緩沖溜管，成功解決混凝土垂直向下、水平、向上輸送問題，保證工程質量，加快施工進度。該技術對其他類似工程具有借鑒作用。

山區(qū)橋梁施工 混凝土垂直運輸 緩沖溜管 輸送泵

1 工程概況簡介

洪水溝大橋橋梁全長258.72 m，橋跨布置上部結構為66＋120＋66 m預應力混凝土變截面連續(xù)箱梁，橋墩為變截面薄壁空心墩。其中1#、2#橋墩墩高分別為94 m、70 m。灌注樁基礎。橋臺為重力橋臺，擴大基礎。

該橋正交跨越洪水溝，洪水溝沖溝深切，跨越處谷底寬5～10 m，兩岸為陡崖，上游橋臺位于山頂斜坡處，坡度為50～60°，下游橋臺及兩岸橋墩位于斜坡處，坡度為60～80°。由于溝谷兩側為陡峻破碎巖壁，施工便道無法修至各橋墩處。

2 混凝土澆筑施工方案比選

2.1 采用纜索吊吊運混凝土

利用橋梁上側沿橋梁軸線修建的2臺載重量為10t的纜索吊吊運混凝土，纜索吊配重塊重量為2.0 t，考慮一定的安全系數(shù)，每次只能吊運2.0 m3混凝土。2#墩樁基及承臺施工時每次吊運循環(huán)時間為70 min，2#墩單樁混凝土方量是171.8 m3（樁徑為2.5 m，樁長為35 m），承臺混凝土方量為403.2 m3（承臺尺寸為10.5×9.6×4 m）。單樁灌注時間為50 h，承臺澆筑時間為118 h?；炷翝仓r間過長，勞動強度大，不能保證混凝土質量。并且纜索吊高頻率運行，安全風險大。此方案不宜采用。

2.2 采用混凝土輸送泵結合緩沖溜管

分別在拌和機卸料斗下面和橋墩底施工平臺附近安裝一臺HBTS60型和HBTS80-13-90型輸送泵，兩臺輸送泵之間連接緩沖溜管，再由施工平臺上的輸送泵將混凝土輸送至各橋墩作業(yè)面。

該方案優(yōu)點：（1）混凝土進入緩沖溜管之前，經過HBTS60型輸送泵進一步拌和，提高了和易性，不容易堵塞緩沖溜管。（2）兩臺輸送泵之間垂直落差為96 m，混凝土經過緩沖溜管下落到HBTS80-13-90型輸送泵受料斗內，有一定程度的離析，泵送前經過輸送泵受料斗的攪拌設備二次攪拌，恢復了混凝土的和易性。缺點：（1）由于溝谷地勢陡峻，給緩沖溜管的安裝、固定、維護、更換帶來一定程度的困難。通過在緩沖溜管一側安裝帶有防護欄桿的爬梯，供操作人員上下，解決了上述困難。（2）一旦發(fā)生堵管，處理難度非常大，不但費工費時，混凝土浪費嚴重，而且對混凝土澆筑質量影響較大?？梢酝ㄟ^嚴格控制混凝土的塌落度、和易性；每次混凝土施工完成后及時對溜管進行清理等措施解決。

經兩種方案比較，決定采用混凝土輸送泵結合緩沖溜管方案。

3 混凝土輸送泵、緩沖溜管安裝調試

3.1 緩沖溜管設計和安裝

3.1.1 緩沖溜管的設計

緩沖溜管在加工廠加工而成。普通節(jié)采用DN250 mm鋼管，管壁厚度為5 mm，單根長4 m。在鋼管兩端焊接法蘭盤。法蘭盤直徑為390 mm，厚度為26 mm，環(huán)向等間距布設12孔。

帶緩沖節(jié)的溜管每節(jié)總長度為3 m，緩沖節(jié)采用兩根溜管重疊搭接1 m的方式減緩混凝土下落時產生的沖擊力，防止混凝土離析。溜管搭接部分各切割半個圓周，然后用規(guī)格為1000 mm×270 mm，厚10 mm鋼板將兩根溜管側壁焊接成同一腹腔。在緩沖節(jié)溜管一端設一個可以開啟的活動窗口，便于堵管時疏通混凝土及澆筑完成后混凝土的清理工作。帶緩沖節(jié)溜管安裝時，活動窗口一端安裝在上面。溜管每安裝4～6節(jié)標準節(jié)后設置一個緩沖節(jié)。

圖1 緩沖節(jié)溜管布置圖

由于緩沖節(jié)接頭部位受混凝土沖擊力最大，鋼板的磨損也最嚴重。此處采用10 mm鋼板，并做成斜面，減少混凝土粘附。緩沖節(jié)流管布置圖見圖1。

3.1.2 緩沖溜管的安裝

由于橋址處地勢陡峻，緩沖溜管需要架設在60～80°的陡坡上。為了方便溜管及所需要的材料設備能夠搬運到架設地點，并且保證施工人員安全，在溜管架設之前，先利用風鎬開鑿一條通往各橋墩的寬度為0.6 m的施工棧道。

測量放線后，清理山體表面樹木、雜草、松土、浮石，沿緩沖溜管一側安裝帶有防護欄桿的爬梯，然后沿溜管兩側布置固定溜管支架。支架縱向間距為1.5 m，橫向間距為0.6 m。首先利用YT－28鑿巖機鉆孔，孔深為0.5 m，孔內注入C20水泥砂漿，插入φ 25錨桿，錨桿外露長度為0.3 m。錨桿安設完畢3天后待砂漿強度滿足施工需要后安裝支架及溜管。溜管支架采用φ 40普通焊管制作，豎向長度為1.0～1.5 m，根據(jù)地勢適當調節(jié)，橫向長度為0.8 m?？v向、橫向、豎向鋼管采用管卡固定，并輔以焊接，保證溜管安裝后穩(wěn)定。安裝程序為：安裝垂直鋼管，一端插入錨桿中，然后安裝縱向、橫向鋼管，之后安裝緩沖溜管，用管卡固定、電焊焊接。

3.2 混凝土輸送泵及輔助設施安裝

3.2.1 HBTS80-13-90型輸送泵、溜槽、串筒安裝

（1）在緩沖溜管正下方開鑿安裝平臺，平臺位置要保證安裝的輸送泵喂料和接管方便。澆筑10 cm厚混凝土墊層，保持平臺水平。用纜索吊將HBTS80-13-90型輸送泵整機吊至安裝位置，調整好安裝方向后將泵機4個支腿和安全銷鎖緊，使輪胎脫離地面。

（2）在緩沖溜管下口至泵機受料斗之間安裝溜槽，溜槽采用1.5 mm厚的鋼板焊接，∠40×40 ×5 mm等邊角鋼做骨架現(xiàn)場加工而成。溜槽支架采用φ 40普通焊管制作，垂直桿件與水平桿件用管卡連接。由于溜槽架設在斜坡上，為確保溜槽架設穩(wěn)固，抵抗混凝土下滑時產生的沖擊力，支架垂直桿件底部同樣插入φ 25砂漿錨桿。

（3）橋梁樁基及承臺施工時，泵管接至各橋墩處與串筒連接，防止混凝土離析。在橋墩施工時，泵管布置在塔吊機身上。橋墩每次澆筑混凝土高度為4.5 m，每9 m在墩柱上埋設塔吊扶壁預埋件，升高塔吊并接長泵管。

3.2.2 HBTS60型輸送泵安裝

由于拌和站到緩沖溜管之間不易修建施工便道，無法采用混凝土輸送車運輸混凝土，在拌和機卸料斗的下面安裝一臺HBTS60型輸送泵，將混凝土泵送至緩沖溜管中。

（1）為方便混凝土輸送，管路布置從輸送泵到溜管逐漸適當抬高，以防止管路進氣，發(fā)生堵管；（2）在保證順利泵送和正常輸送的前提下，盡量縮短管路的長度，并減少彎管，以減少輸送阻力；（3）管路的連接牢固，盡可能沿地面布設，懸空地段設支架架空，支架采用φ 50鋼管，垂直鋼管下端同樣插入φ 25砂漿錨桿，管卡與焊接相配合連接垂直及水平桿件；（4）管路卡箍緊固到位，接頭密封嚴密，不漏漿、漏水。

3.2.3 混凝土輸送設備工藝性試驗

輸送泵、溜管、溜槽全部設備安裝完畢后，在首次混凝土施工之前，進行工藝性試驗，檢驗輸送泵的泵送性能，緩沖溜管的緩沖效果，經過緩沖溜管后的混凝土和易性等指標，必要時進行調整，使入倉時的混凝土塌落度、和易性滿足設計及施工技術規(guī)范要求。

（1）輸送泵調試前檢查：泵機安裝就位后，進行整機檢查，內容包括油箱內油位是否在規(guī)定范圍、管夾固定座牢固情況、液壓膠管接頭是否壓緊、電器元件的連接情況、料斗內是否有異物及雜物。

（2）檢查溜管、溜槽、串筒的安裝支架是否牢固，管卡螺絲是否擰緊，連接處密封圈是否有遺漏，連接緩沖溜管的法蘭螺栓是否有遺漏。

（3）配備溜管、泵管疏通工具及人員，在發(fā)生管道堵塞時及時疏通。

（4）輸送設備調試：本項目緩沖溜管長度為106 m，HBTS60型輸送泵泵管長度為125 m。HBTS80-13-90型輸送泵澆筑1#墩泵管水平長度為130 m，澆筑2#墩泵管水平長度為250 m。隨著墩柱的升高，澆筑到1#墩墩頂時泵管垂直高度為96 m，2#墩垂直高度為72 m。調試時考慮管路長度，分別拌制3 m3水泥砂漿和3m3混凝土可滿足試驗要求。泵送砂漿之前先泵送混凝土拌和水，濕潤管路、設備，檢查管路滲漏情況。所有設備檢查無誤后，先泵送水泥砂漿然后泵送混凝土，直到HBTS80-13-90型輸送泵正常出料為止?；炷凛斔捅媒Y合緩沖溜管布置見圖2。

圖2 混凝土輸送泵結合緩沖溜管示意圖

4 混凝土輸送泵、緩沖溜管施工注意事項

4.1 控制原材料及配合比

（1）首先從原材料進行控制，選用0～25 mm潔凈的碎石，各種級配摻配良好。砂的細度模數(shù)控制在2.5～2.8之間，過細增加混凝土拌和物的粘性，影響可泵性，過粗容易離析，易發(fā)生堵管現(xiàn)象。水泥用量控制在350 kg以上，水灰比控制在0.45～0.5之間，并適當增大砂率；（2）使混凝土拌和物有適宜的塌落度，不離析、不泌水，泵送過程中，塌落度損失不大于20 mm。塌落度控制在12～16 cm內，既滿足澆筑混凝土的強度，又保證混凝土的可泵性，滿足施工需要；（3）在混凝土中加入泵送劑和緩凝型減水劑，增加可泵性，同時延緩混凝土的凝結時間，防止堵管。

4.2 混凝土澆筑控制

（1）使用前先用拌和水濕潤管路，再用砂漿疏通泵管及溜管，砂漿泵出后開始正常泵送混凝土。以免混凝土粘接在溜管、泵管上，防止堵管現(xiàn)象的發(fā)生。連續(xù)均勻的下料，下料速度控制在5～8 m3/h；（2）現(xiàn)場停歇時間不能過長。當氣溫高于20℃，時間超過2 h時，混凝土就會出現(xiàn)泌水和離析現(xiàn)象，可泵性變差；時間超過3 h時，泵送困難容易發(fā)生堵管現(xiàn)象；（3）混凝土施工時做好充分的準備工作，關鍵設備、容易發(fā)生故障的部位備好備品、備件，發(fā)生損壞時及時更換，縮短中斷時間；（4）人員準備：由于輸送泵管和緩沖溜管距離均較長，混凝土澆筑時容忍發(fā)生堵管現(xiàn)象。每次開盤時配備人員、工具，一旦發(fā)生堵管現(xiàn)象及時疏通；（5）選用技術熟練的泵機司機，每次澆筑完混凝土后將泵機及時清理干凈，對泵機進行經常性維修，將磨損件及時更換，保持泵送系統(tǒng)處于完好狀態(tài)；（6）按照輸送泵性能要求進行操作，當泵送出現(xiàn)異常征兆時，及時采取措施，消除故障；（7）每次混凝土施工完畢后，利用清潔水將輸送泵、泵管、溜管、溜槽清洗干凈。緩沖溜管直徑大，粘附在管壁上的混凝土不易清洗干凈。每次澆筑之前，仔細檢查溜管內壁，如有粘附混凝土，采用鐵錘敲擊的方法清除。

4.3 季節(jié)性施工注意事項

（1）冬季施工時，備好保證低溫施工的防寒、保溫材料。做好人身和機具的保溫、防寒設施。嚴格檢測寒流侵襲期和日氣溫變化大等異常情況，盡量利用白天澆筑混凝土，混凝土澆筑完畢后，表面及時覆蓋塑料布、草袋，以防混凝土表面受凍，待混凝土有一定強度后灑水養(yǎng)護，以防混凝土內外溫差過大出現(xiàn)表面裂縫；（2）高溫季節(jié)施工時，宜選在一天溫度較低的時間內進行，拌和站、混凝土輸送泵采用彩條布搭設遮陰棚，輸送泵管用麻袋、草袋覆蓋或包裹。拌和混凝土時，將塌落度加大2～3 cm，以減少氣溫對混凝土塌落度的影響，防止堵管；（3）雨季施工時，砂石料場搭設遮雨棚，備用水泥存放在水泥庫房內。澆筑混凝土時，勤測砂石料含水量，及時調整混凝土配合比，保持混凝土塌落度相對穩(wěn)定。

5 結語

采用混凝土輸送泵結合緩沖流管，成功地完成了山區(qū)溝谷高墩橋梁的施工。與纜索吊相比，具有施工簡便、效率高的優(yōu)勢，而且制作安裝方便，成本低，具有良好的減震和防止骨料分離效果，克服了纜索吊高頻率運行的安全風險。使用此簡易緩沖溜管，沒有發(fā)生任何設備損壞、人員傷亡的事故，并且為后續(xù)項目的順利進行提供了必要的安全保障。實踐證明采用上述施工方案是可行的，可供類似工程參考。

[1]DL/T5114-2001,水工混凝土施工規(guī)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，學士，研究方向橋梁工程。