拖式泵泵送混凝土灌注预制梁堵管故障及排除方法

(中铁一局集团有限公司海外事业部，陕西 西安 710054）

拖式泵泵送混凝土灌注预制梁堵管故障及排除方法

李广帅

(中铁一局集团有限公司海外事业部，陕西 西安 710054）

砼输送泵因泵送作业连续、泵送距离远、工作效率高、施工方便且混凝土性能保持较好等优点在900吨预制梁混凝土灌注施工中得到了广泛应用，成为施工中一种重要的生产设备。900吨箱梁预制施工工艺复杂且要求严格，尤其是预制梁体灌注，320方的梁体混凝土要求必须在6小时内完成灌注，这就给砼输送泵的泵送混凝土作业提出了更高要求。在泵送混凝土作业过程中，由于种种原因造成的输送管路堵塞故障成为限时完成梁体灌注的一种主要影响因素。若堵管故障处理不当，不仅会影响混凝土的灌注完成时间，还会影响到预制梁产品的质量，甚至会造成大的质量事故。查找堵管原因，并针对原因采取办法消除堵管故障就显得尤为重要。本文结合使用砼拖式泵预制900吨箱梁的工作经验，针对砼输送泵泵送混凝土作业过程中的堵管故障，分析造成堵管的原因及排除方法。

预制梁；混凝土；输送泵；堵管故障；排除方法

1 900吨箱梁预制混凝土设备的布置形式

900吨箱梁预制的主要混凝土设备有混凝土拌合站、砼输送泵、布料机（杆）等。砼输送泵的布置通常有两种形式，一种是将砼输送泵直接放置在混凝土搅拌机出料口的下方，搅拌机拌合出来的混凝土料放入砼输送泵的料斗内，通过砼泵的泵送作业将混凝土通过泵管线路输送到预制梁生产台座；第二种是将砼输送泵就近放置在砼预制台座旁，通过砼搅拌运输罐车将混凝土料从拌合站运送给砼输送泵，再经砼输送泵将混凝土料输送到布料机。第二种布置方式的优点是泵送距离近，泵送过程中堵管的几率小，但这种方式至少需要2台砼搅拌运输车配合，设备投资大，生产成本高。从生产成本角度考虑，很多施工单位常采用第一种方式。本文主要针对第一种布置方式即通过砼输送泵的远距离输送混凝土的方式来进行探讨。

2 砼输送泵（拖式）的结构及工作原理简介

以中联重工HBT80.18.132S型电动砼输送泵为例，简介其特点与泵送原理。

2.1 整机结构

砼输送泵由液压系统、泵送系统、动力系统、电气系统、润滑系统、行走底盘等组成。泵送系统主要由料斗、搅拌机构、混凝土分配阀、混凝土输送缸、洗涤室以及主油缸等组成。最大理论混凝土输送量为80m3/h，最大泵送混凝土压力18MPa，电机功率132kW，分配阀为S管阀（图1）。

图1

2.2 工作原理

砼输送泵有二条砼缸和二条主油缸，砼缸内的活塞杆件分别与主油缸活塞杆相连接。当液压系统压力油进入一主油缸时，活塞杆伸出，同时通过密封回路连通管内的液压油油压使另一活塞杆回缩。与主油缸活塞杆相连的砼输送活塞回缩时产生自吸作用，料斗内的混凝土在大气压力作用和搅拌叶片的助推作用下被吸入砼缸。同时，另一主油缸在油压的作用下，推动主油缸的活塞杆伸出并同时推动砼活塞将混凝土从缸内压出。同时分配阀管瞬间换向连通输送泵管，被压出的混凝土通过分配阀管进入输送泵管，将混凝土泵出。动作完成后，系统自动换向使压力油进入另一主油缸，完成另一次混凝土的吸、送动作，如此反复，料斗内的混凝土就源源不断地被吸入和压送出砼输送缸，通过输送泵管，到达浇筑地点，完成混凝土的输送作业（图2、3、4）。

图2

图3 正泵状态

图4 反泵状态

3 造成砼输送泵堵管的原因分析及排除方法

3.1 设备问题

3.1.1 设备选型不当

（1）砼泵设备的选型，应综合考虑设备的主要技术参数和整机性能是否满足施工需求。砼泵的主要技术参数有电机（或柴油发动机）功率、输送排量、泵送压力和最大输送距离等。其中电机功率是个重要参数，功率大、泵送压力和输送排量整体性能就高。再则应考虑混凝土搅拌机产量的匹配性。若砼输送泵功率过大，与搅拌机的混凝土拌合产量不匹配，会造成资源浪费；功率过小，则会造成泵送困难，达不到使用要求。（2）不同厂家的设备，其质量的可靠性也不一样，若选购了质量不可靠的设备，使用过程中会出现不同程度的质量问题或设备故障，增加了堵管的可能性。对策：砼泵设备采购选型时，应结合梁体灌注施工工艺的要求来进行。如从灌注时间限制要求选择砼泵设备的输送排量参数，从搅拌机出料口到最远生产台座的距离选择砼泵设备的泵送距离参数，从输送排量和泵送压力来选择电机的功率。同时还应考虑与混凝土搅拌机的匹配性。在此基础上，尽可能选择整机质量可靠的品牌设备。

3.1.2 设备检修不到位

（1）砼输送泵的活塞、眼镜板、切割环部件属于易损件，使用过程中随着混凝土泵送量的增加，以上部件磨损量逐渐增大，尤其是砼缸内的混凝土活塞，极易磨损和损坏。若不勤查勤换，会造成泵送无力、泵送困难，导致堵管情况发生。（2）泵送混凝土的推动力主要来自高压油泵输出的液压油压力，砼输送泵泵送作业动作的完成均靠液压油传递的压力，由于泵送混凝土作业工作负载大，液压油在高负荷工作状态下，温升较高。液压油温度高时，易造成液压元件尤其是密封件的损坏，出现液压方面的故障，若不能及时排除，会造成堵管可能。对策：机修人员应按砼输送泵设备的维修保养内容认真维修和保养，对主要的易损部件如砼活塞、眼睛板、切割环应经常检查，符合更换要求的，应及时更换。采取措施冷却液压油箱，降低液压油油温。如加装喷淋水管或利用大功率风扇，给液压油箱或主油泵降温，从而降低油温。学习、掌握砼泵液压系统故障诊断及排除知识，在维修过程中不断积累经验，达到故障判断准确、排除迅速。储备一些常用液压元器件及零部件，以便故障时有件可换，缩短维修时间。

3.2 操作、使用问题

（1）操作手操作技术不熟练，缺乏操作经验，遇到泵送压力不稳、泵送困难时，不会进行处理，往往会造成堵管故障发生。（2）泵送前，为了减少泵送阻力，需对输送泵管进行润滑。润滑分二步进行，即先泵水湿润管道，后泵砂浆润滑管道。润滑砂浆泵送完毕后，应立即放入混凝土继续泵送，中间不要停顿或中断，否则因空气进入输送管道造成堵管或爆管可能。（3）泵送的开始阶段，通常砼搅拌机拌制的前三盘混凝土料塌落度不稳定，此时应保持砼输送泵处于处于慢速、匀速并随时可反泵的状态；泵送过程中应密切注意泵送压力表示值变化，待压力表示值稳定后，再加快至正常泵送速度，甚至可以适当提高送速度。操作时，若不会根据实际情况加以改变或调整，仍采用同一种速度泵送，则泵送的开始阶段极有可能造成堵管。（4）若工作开始阶段，搅拌机拌制出的混凝土料塌落度很小，砼泵无法泵送，此时应严禁加水搅拌后泵送。正确的做法是应及时将砼泵料斗内的混凝土料放掉，重新放入塌落度合适的混凝土料后再进行泵送。否则，若强行泵送，则极易造成堵管。（5）泵送过程中，操作手应密切关注泵送压力表的示值变化。发现压力表示值升高且不稳定，说明混凝土在输送管道内的阻力过大，此时应减慢泵送速度；若发现压力表示值升高异常、输送管路振动明显、泵送困难时，表明存在堵管征兆，不得再强行泵送。应立即反泵2～3个行程，再用正泵慢速泵送，同时用木槌敲击输送泵管路，使管内的混凝土松动，就会避免堵管的发生。若正反泵反复几个循环后，仍泵送困难，砼泵表现出来的症状为泵送压力越来越高，甚至达到了极限示值，主油泵声音异常，有憋缸声响，则证明已经堵管，应及时拆除泵管处理，否则堵管会更加严重。

（6）泵送过程中，由于某种原因泵送作业暂时停止，或由于其它原因造成混凝土不能连续供应，造成混凝土泵送中断。此期间，应每隔约5min 进行正反泵1～2个行程，使混凝土在管道内来回活动，以防止混凝土凝固堵管；待恢复正常再次泵送时，应密切注意泵送压力表、换向压力表、搅拌压力表等压力示值的变化，通过压力示值的变化来判断混凝土料的情况，进而调整泵送速度。通常情况下泵送速度应先慢后快，逐步加速。待泵管内的旧料全部排出后，再恢复正常速度泵送。无经验的操作手，若仍采用同一种泵送速度工作，则极易造成堵管。

（7）泵管爆管或堵管后，若处理时间超过混凝土的初凝时间，砼输送泵和输送管内的混凝土就会凝固。操作手应密切关注中断停止时间和混凝土情况，在混凝土凝固前，若堵管故障仍未排除，应果断采取措施，放净、排空砼泵设备内的混凝土料，并将输送管路全部拆除，倒净泵管内的混凝土料，清洗干净后重新连接进行泵送。否则，若贪图省事，仅处理爆管或堵管的那部分管路，会造成二次堵管，甚至混凝土凝固，造成大的质量事故。（8）爆管或堵管的处置时间虽没有超过时间要求，

爆管已经更换，或堵管部分已经处理，若泵管连接好后就直接进行正泵泵送，则会再次造成堵管可能。原因如下：泵管重新安装连接时，会有空气进入管内，泵送时空气被压缩后，会破坏混凝土的流动性，造成泵送困难，甚至会造成爆管。 正确的操作方法是先进行2～3个行程的反泵，将混凝土料从泵管中回抽，将管内的空气从料斗排出后，在进行正泵泵送作业。

（9）泵送混凝土作业时，料斗内的料要始终高出搅拌轴以上，否则，因料斗内的混凝土料少，不能覆盖砼缸的料的进口，空气会被吸入砼缸，进入泵管，造成堵管或爆管。

（10）泵送作业完成后，通常会用水和清洗球清洗输送管路，清洗后的管道内仍会存留砂粒和石子，此时需要全部拆除，才能倒净泵管内的残留物。若贪图省事，不拆或只拆除一部分，则砂粒、石子仍会残留在管道内，下次泵送作业时，会造成堵管可能。

采取的对策：一是加大对砼输送泵操作手的培训力度，使之熟悉设备操作规程，掌握操作要领；操作手自身要主动学习，在使用过程中不断总结经验教训，积累经验，在操作实践中不断提高自己的操作技能水平；工作上要踏实勤奋，不怕脏、累，以保障施工生产顺利进行为己任，使自己尽快成长为一名合格或优秀的操作手。二是采用传帮带方式培养操作手。安排新手跟着经验丰富的师傅，以师傅带徒弟方式来教授和培养操作手。

3.3 混凝土质量问题

（1）生产箱梁用的混凝土要求为C50级耐久性高性能混凝土，较普通混凝土成分相比，增加了矿粉、粉煤灰等掺合料，混凝土原材料成分组成的比例不同直接影响着混凝土的可泵性。若混凝土配比选择不当，则混凝土的可泵性变差，增加了堵管的可能性。对策：为提高混凝土的泵送性，可对混凝土的配合比进行试配，在保证强度、耐久性等质量要求的前提下，通过调整砂率、水胶比或加入泵送剂等方法，来调节混凝土的可泵性。考虑到混凝土的泵送性能、初凝时间和布料、振捣等施工因素，混凝土塌落度宜控制在160～200mm。（2）混凝土原材料质量的稳定性与否也影响着混凝土的可泵性，尤其是河砂的含水率不稳定的情况下。对策：物资管理人员要加强混凝土原材料的管理，控制原材料质量，尽可能保持稳定；试验室人员要严格执行原材料使用前的检查、试验制度，根据试验结果及时作出调整。（3）混凝土拌合站操作人员在操作中擅自改变配比，使得混凝土性能改变，也会造成堵管可能，情况严重时，还会造成质量事故。对策：加大对设备人员的纪律管理。砼泵设备操作手要时常和混凝土拌合站和前方施工布料人员沟通，及时反馈情况信息，发现混凝土的泵送性差时，应及时通知试验人员，由试验人员作出处理，严禁不经试验室同意擅自调整、改变混凝土的配比。

3.4 混凝土泵管问题

（1）泵管质量问题。为了贪图便宜，购进小商贩自制的泵管，泵管制造质量不合格。泵管连接法兰焊缝不均匀，焊渣没有及时清理，泵送阻力增大；泵管端部连接法兰的加工尺寸不合适，与管卡不配套，造成管接头密封不严密，漏水漏浆，以上情况，均造成堵管可能。（2）泵管布管、连接问题。①泵管连接不平顺。输送管连接后高低起伏，弯折明显，会增加混凝土的泵送阻力。若弯折点过多，阻力会叠加增大，造成泵送困难、甚至堵管可能。②弯管过多。布置连接输送管路时，与砼泵出料口相连的输送管路水平长度不宜小于15米。弯管距砼泵出口太近，泵送压力损失较大，造成泵送困难。弯管对混凝土的阻力影响非常明显，若弯管过多，泵送阻力增大，泵送压力损失过多，增加了堵管的可能性。③泵管连接不到位。泵管连接时，通常两泵管管口对接好，套上密封圈，再用管卡卡住紧固。若密封胶圈放置不到位，或使用挤压变形或破损的密封胶圈，或者管卡紧固不到位，均会造成泵管连接密封不严密，泵送时，导致混凝土内的水份或混凝土将被挤出流失，混凝土的可泵性变差，造成堵管可能。

（3）使用问题。①没能及时更换壁薄的泵管。随着泵送量的增加，泵管内壁的磨损量也愈来愈大，管壁愈来愈薄，当磨损到一定程度后，继续使用，会爆管破裂。若处理不及时，则会造成堵管可能。②夏冬季节使用时没有采取特别措施。夏季外界气温高时，应采取措施对泵管进行降温处理；冬季外界气温低时，应采取措施对泵管进行保温，防止由于外界气温影响，造成泵送困难，甚至堵管情况发生。采取对策：一是建议采购和使用砼泵生产厂家配套的泵管、管卡和密封胶圈；布管的原则是尽可能缩短管线长度，少用弯管，布管应平顺，避免出现弯折；为方便连接、检修和更换，需对泵管进行支垫；为了保持泵管连接的平顺性，支垫位置靠近两泵管连接部位；连接后应对泵管进行加固处理，防止泵送时泵管来回窜动，损耗泵送能量；同时也能防止因窜动造成的管卡和密封胶圈的损坏；泵管安装连接前，应检查泵管的磨损程度，对管壁磨损的泵管可更换位置使用，磨损严重的，应及时更新；密封胶圈重复使用时，应挑选无破损、无挤压变形的胶圈；泵管连接时，胶圈应安装到位，管卡紧固到位。泵送过程中，安排专人对输送管线进行巡查，并对管卡进行二次紧固；巡查中发现问题，及时通知施工现场指挥人员或相关负责人，以便及时处理。二是夏季施工时应对泵管进行覆盖降温，防止混凝土因水分流失，造成泵送阻力增大；冬季施工外界气温低时，应对泵管进行保温，防止混凝土受冻，造成泵送困难。

4 结语

梁体灌注混凝土泵送施工作业，堵管的原因既有客观因素也有主观因素，只要发挥人的主观能动性，从砼输送泵作业的方方面面去查找、分析堵管原因，并采取措施加以消除，堵管故障会被解决，堵管现象也能够避免，使得梁体混凝土灌注施工作业顺利完成。

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整个起落航线飞行训练综合评价中，根据专家的评定得到评价要素的重要程度划分：操作质量为非常重要、教员印象为重要、操纵效率为一般，得到权系数矩阵：

根据最大隶属度原则可以判定此科目训练最终评价结果为良好。

5 结论分析

本评价方法采用两次模糊评判，分别对操作质量和最终成绩进行评估，能够重点突出操作各要素的重要性，不但可以得出科目训练成绩，根据隶属度的分布还可以区分同档成绩操作者的操纵优劣。采用本方法对40余名空中机械师的模拟训练进行120余次评价，评价成绩得到受训人员和指导教员的认可。实践证明该评价方法符合实际情况，有利于提高模拟训练者的训练水平，具有较好的应用价值。

参考文献：

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TU64

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