焊管埋置法泵送在高塔混凝土工程上的应用

周磊

摘要：高塔是构成大跨径桥梁的永久性主要承重结构，其混凝土工程施工过程中的质量保证及顺利性，会直接影响到桥梁自身的使用寿命。由于现今在建大跨径桥梁的高塔纪录不断在刷新，高塔混凝土垂直运输难度也在日益增加，如何高效、顺利、安全的完成混凝土泵送是业内一直在不断探究的课题。文章结合已建桥梁工程的实际情况论述了普通焊管埋置法在高塔混凝土泵送工程上的实际应用，可供类似工程施工借鉴。

【关键词】桥梁；高塔；混凝土工程；泵送

随着桥梁大跨径记录的不断刷新，其永久性主要承重结构高塔的施工难度也在日益增大。如何高效、安全、经济、环保的对高塔混凝土进行垂直运输，保障其施工质量及施工过程顺利性，确保桥梁按期建成通车及桥梁自身寿命是行业内一直不断探究的课题。在以往的桥梁建设工程中，大多选用外露混凝土输送管方式进行混凝土泵送，此种工艺由于在输送高度达到百米以上后底部混凝土压力会达到3MPa，对输送管高压输送泵及输送管本身都有较高的要求，输送管接头、管道转弯数量以及使用时间的长短也会严重影响混凝土输送效果，最终影响混凝土质量。数据统计在高塔混凝土工程中“堵管事件”发生概率为0.066，也就是说每100次高塔混凝土施工就会有7次发生堵管，高塔外露输送管泵送过程中发生堵管及爆管不仅会造成一定经济损失影响工期，还会直接导致高塔混凝土外观及周围环境受到严重污染以及混凝土及输送管高空坠落导致施工现场安全受到严重危险。本文结合已建桥梁工程的实际情况论述了利用普通焊管埋置法代替外露输送管在高塔混凝土泵送工程上的实际应用。

1.工程概况

六广河特大桥位于贵州省江口至都格高速公路息烽至黔西段K40+300处。桥梁全长1280m，为5×40m先简支后连续T梁+（243m+580m+243m）双塔双索面叠合梁斜拉桥。息烽岸7#主塔采用钢筋混凝土薄壁空心花瓶形塔柱结构，外形为折H形，高236m，混凝土方量达21000m3。

2.焊管埋置法混凝土泵送工艺

2.1 工艺原理

经过对传统工艺特点的不断总结及既往工程的探究，得出混凝土水泥浆流失、输送管接头松动、输送管爆裂、输送管转向接头过多、输送泵压力损失、接头胶圈老化等现象都是导致输送管堵管的主要原因。利用在高塔内预埋普通焊管进行混凝土泵送的工艺，不再使用接头、管卡、胶圈等配件，竖向接长焊管减少转向接头数量，现场管理便捷，有效解决传统工艺的堵管弊端能较好的保障混凝土浇筑的连续性及质量。从而有效避免了高空作业危险及对塔身及周围环境的污染。

将混凝土泵送管埋入塔内，以泵送高度240m计算泵管底部压力情况，采用材质Q235、壁厚3mm、直径15cm的普通焊管，以最不利状态考虑，泵管及周围混凝土共同受力，浇筑设计标号为C50混凝土到壁厚1m的空心主塔内，经验算，满足泵送高度及受力要求。

2.2 工艺流程

承台施工完成后，按设计要求安装塔身劲性骨架及钢筋，同时在塔身底部预埋第一节焊管，第一节预埋焊管弯制90度且在水平方向端部焊接一个法兰盘，用于塔内预埋焊管及塔外高压泵管的连接，方便后续混凝土浇筑完成后拆卸高压泵管及清除预埋焊管内混凝土余料清洗焊管。

20m以下塔身可采用输送泵车进行浇筑，20m以上塔身混凝土浇筑前，随着塔身高度接长焊管，并在每次浇筑前进行通水检查，确保预埋焊管的密封性及通畅性。

在塔顶焊管露出位置安装活动软管，用于混凝土分散布料。浇筑前先用砂浆对管壁进行润滑，通畅后进行混凝土浇筑。

浇筑完成后，拆开塔身底部法兰盘与高压泵管的连接，放出焊管内余料并用密封盖封堵，再用清水顺着泵管进行三次灌水冲洗，确保预埋焊管内再无余料及水泥浆后，连接法兰盘，焊管顶部覆盖预防杂物掉入，待下次混凝土浇筑使用。

待塔身混凝土强度达到30%时，脱开液压爬模，利用塔吊将接长焊管吊至塔顶，清除顶端部水泥浆，利用砂轮机及磨光机控制焊管端口的平整度及光滑度后，利用电弧焊接长焊管，采用部分角钢或钢筋骨架支撑新安装的焊管，避免因作业人员或吊装物品碰撞而折断焊管。循环以上步骤完成塔身混凝土浇筑。

塔身浇筑完成后，拆除塔身底部高压泵管，用环氧水泥浆堵塞法兰盘和顶部焊管端口，留出排气孔，采用同标号水泥浆利用高压灌浆泵从底部按灌浆工艺对焊管进行灌注，直至塔顶焊管顶端不再留出清水而是留出水泥净浆后，将顶部封堵，再将底部灌浆孔封堵确保水泥浆不再逆流至塔底，保障塔身整体性。

塔身预埋焊管注浆完毕，待强度达到90%以上。主塔进入修饰及涂装工序时，将塔底法兰盘表面打磨，按钢结构防腐涂装工艺要求进行底漆、中间漆、面漆的顺序进行防腐处理。面漆颜色与主塔外观涂装颜色相同，确保主塔外观质量。

2.3 工艺优点

（1）利用普通焊管代替输送泵管，减少接头、管卡、胶圈等配件，经济效益显著；（2）垂直接长焊管，减少弯管数量，较大可能避免因弯管较多产生的管内堵塞，有效保障混凝土浇筑的连续性，保证混凝土质量；（3）减少作业人员在塔外施工现象，有效避免高空外作业安全隐患；（4）焊管埋入塔内，避免露浆及爆管污染塔身混凝土表面及周围环境，减少塔身外预埋件，确保混凝土外观质量；（5）只需拆除塔底法兰盘便可通水冲洗焊管，对余料集中处理，高效达到标准化施工现场要求。

2.4 主要材料及设备

2.5 适用范围

焊管埋置法混凝土泵送工艺适用于主塔高度大于60m、且截面变化复杂的塔身；混凝土方量较大且集中的大体积混凝土塔身；对混凝土外观质量要求高，混凝土供应速度要求快的塔身；施工现场处于易产生较强大风力的地域；施工现场处于远离城区，材料采购及运输都较为不便的地域；施工现场处于对环保要求高且不允许污染周围水源、环境的地域；对施工环境的美观要求高的经济发达地区；施工现场场地狭窄高空交叉作业产生坠物易引发安全隐患的工程。

2.6 注意事项

为有效避免产生堵管现象，在使用焊管埋置法浇筑高塔混凝土时，应特别注意保持混凝土供应的连续性。混凝土停放时间大于2小时且坍落度小于120mm时，应更换。在浇筑期间加强坍落度测量频率，随时确保对混凝土流动性的调整，保障浇筑顺利性。

夏季应尽量避免在高于40度环境温度情况下浇筑混凝土，优先选择每日的平均温度期间浇筑为宜。

利用砂輪机对焊管进行切割时，应确保切口的的平整度，必须用磨光机打磨光滑后再进行管与管的焊接，确保焊缝饱满不漏浆；塔内预埋焊管需进行加固处理，保证其竖直度一面影响混凝土垂直运输顺利性。安装完成后要进行密封性及牢固性检验，确保经久耐用。

浇筑期间必须常备空压机、高压水泵，以便在焊管发生堵塞时进行管内清洗。

2.7 经济效益

以六广河7#主塔建设工程为例，使用预埋焊管进行混凝土浇筑代替传统外挂输送管泵送工艺，不记其他直接费及间接费，共节约人工费19.7万元，材料费32.9万元，合计52.5万元，经济效益显著。

普通焊管埋置法混凝土泵送工艺在高塔达到100m、环境要求高、工程量集中、混凝土外观及质量要求高的工程中应用，可有效减少高空塔外作业带来的安全风险，采用重量轻，价格低廉的普通焊管代替高标准要求的高压输送泵管，减少施工中所需预埋件、胶圈等配件，减少输送管爆裂，漏浆对塔身多次污染，降低塔身修饰及涂装费用，经济效益显著，操作方便，对施工现场安全、质量及环水保都有较高保障，可供类似工程借鉴参考。

3.结束语

本文以“六广河特大桥”为背景，结合其工程的实际情况，论述了普通焊管埋置法在高塔混凝土泵送工程上的实际应用，并详细分析了其工艺的优点、适用范围、注意事项等，可供类似工程施工借鉴。

【参考文献】

[1] 蒋宝钧，郑元勋，朱邓文，宋永平，董满宏.高墩大跨桥梁混凝土泵送施工堵管事件概率分析[J].水运工程，2008（02）：27-31.

[2] 吴明威，刘冬冬，李耀宗，周雷.超高索塔泵送混凝土技术[J].施工技术，2017，46（08）：113-116.