混凝土超高泵送技术指南

超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南混凝土超高泵送技术指南中国建筑一局（集团）有限公司CHINACONSTRUCTIONFIRSTBUILDING(GROUP)CORPORATIONLIMITED二〇一六年十一月1超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南前言在国内超高层施工建设领域中，中建一局集团坐拥目前中国第一高楼——深圳平安中心，并且持续承接完成了上海环球金融中心、俄罗斯联邦大厦、天津津塔、温州世贸中心、中国国际贸易中心三期等诸多国内外300米以上的超高层建筑。通过长期的实践和总结，拥有着极其丰富和宝贵的超高层建筑施工经验，总结形成了一套相对成熟的施工技术。为了能够更好地借鉴以往工程施工经验，在不断完善、提高超高层建筑成套施工技术的同时，为今后同类工程的施工提供指导和参考。技术中心在总结大量工程实践资料及经验的基础上，选取部分超高层施工常用或典型的关键技术，集成整理成系列超高层施工技术指南，并最终汇集成《超高层施工技术手册》，陆续在集团科技资源平台上发布，供各子企业及项目参考。本册为超高层施工技术指南系列其中的《混凝土超高泵送技术指南》，主要针对超高层混凝土泵送中的关键技术，从混凝土的可泵性分析、混凝土管内流动模型、混凝土的流动状态、可泵性的评价方法、泵送混凝土的配合比设计、混凝土泵的选型和泵送管压力计算、泵送管道的布置、泵送管的清洗、到泵送技术的管理要点等方面进行了分析和阐述，希望能对这项技术的理论认识和施工技术的提升有所帮助。超高层施工技术指南系列的编制依托于各子企业及项目无私提供的施工履约资料、科技成果总结，以及相关经验反馈。在此向超高层施工技术资料收集工作中提供支持和帮助的各子企业及项目部，以及参与或协助施工技术指南编制的单位及个人致以诚挚的感谢！并欢迎大家在施工实践过程中结合实际应用，对本系列施工技术指南提出改进和提升意见，以便于我们不断的更新和完善。主编单位：中建一局集团技术中心参编单位：北京市中超混凝土有限责任公司中建一局集团第二建筑有限公司中建一局集团建设发展有限公司主编人：李铁审查人：陈蕾超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南目

综录

述..................................................................................................................................................1一、混凝土的可泵性分析..................................................................................................................21、泵送混凝土管内流动模型....................................................................................................22、混凝土的可泵性....................................................................................................................23、泵送混凝土配合比设计........................................................................................................5二、混凝土泵选型与泵管压力计算..................................................................................................71、混凝土泵的选型....................................................................................................................72、混凝土泵的平均输出量........................................................................................................73、混凝土泵送压力....................................................................................................................7三、混凝土输送设备的布置............................................................................................................111、泵送设备的平面布置..........................................................................................................112、泵送管及配件......................................................................................................................113、混凝土泵送管的布置..........................................................................................................12四、混凝土泵送管清洗....................................................................................................................231、水洗方法..............................................................................................................................232、水气联洗方法......................................................................................................................25五、混凝土泵送技术的管理要点....................................................................................................261、堵管的应急处理..................................................................................................................262、安全管理..............................................................................................................................263、环境保护..............................................................................................................................26超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南综述

泵送混凝土是在混凝土泵的压力推动下沿输送管道进行运输并在管道出口处直接浇筑的混凝土。随着混凝土工程机械的技术进步，混凝土泵车的广泛使用，泵送混凝土得到了广泛应用，成为工程建设领域最重要的施工方法。泵送混凝土不仅可以改善混凝土的施工性能、提供工程质量，而且还可以提供工程的施工效率，改善劳动条件、降低工程成本。超高泵送是混凝土泵送技术的难点，当混凝土泵送高度超过200m之后，混凝土强度高、黏度大、泵送时间增长、泵送阻力增大，混凝土在高压状态下易出现离析堵管现象，高强高性能混凝土高黏度和良好流动性之间的矛盾、保塑性差与超高泵送高保塑性之间的矛盾越发凸显。需要解决超高压混凝土输送中的压力、阻力计算、泵送设备的选型、泵送管道的设计、配管布管、混凝土配合比设计等关键技术问题。1超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南一、混凝土的可泵性分析

1、泵送混凝土管内流动模型混凝土拌合物在泵管内流动时，其受力状态和流动形态均符合一般流体学规律。混凝土在沿管道流动时，是一种剪切变形流动，而且随着流动速度的增大，存在一个流动速度为零的边界层。当混凝土在圆形管内以层流的形式流动时，液体呈“套管式”流动，即中心快而外围慢，在圆管轴心处液体速度最大，贴近管壁处流速最小，紧贴管壁的液体流速为零，见图1。（层流laminarflow是流体的一种流动状态，它作层状的流动。流体在管内低速流动时呈现为层流，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。流体的流速在管中心处最大，其近壁处最小。管内流体的平均流速与最大流速之比等于0.5。）图1混凝土在泵管内流动的模型液体在流动过程中压力损失与液体的粘度、流速和输送管长成正比，而与管径的平方成反比。管内的混凝土流动可分为摩擦区（润滑层）、剪切区和柱状区。对于泵送混凝土来说，流动时的边界层即是通常所说的润滑层，虽然润滑层只有2～4mm厚，但它的流变性能却是影响混凝土泵送性能的重要影响因素之一。配制混凝土所用的原材料和配合比决定了混凝土拌合物的流变性能，而润滑层又来自于拌合物本体，润滑层厚度和流变性能影响着混凝土的泵送性能。2、混凝土的可泵性（1）混凝土泵送的基本要求为确保泵送过程中混凝土的质量，即混凝土在坍落度、强度、泌水性、含气量以及温度等方面不发生大的变化的同时，还要顺利地在管道内流动，必须具备以下条件：①与管壁的摩擦力要小。混凝土与管壁的摩擦力太大，输送的距离和单位时间的输送量就会受到，混凝土受到的压力就会过大。降低混凝土与管壁的摩擦力，在输送荷载不增加的前提下，混凝土能够泵送较远的距离，泵送量也会增加。②泵送过程中不得有离析现象。泵送过程中混凝土在管内流动时，粗骨料在砂浆中应始终处于悬浮状态。否则骨料会处于互相接触的状态，摩擦力增大，泵送阻力加大，会发生堵管故障。（2）混凝土在泵送过程中的流动状态摩擦应力f与ν的关系按照下式表示：f=k1+k2V2其中：k1=300-S1

（1-1）（1-2）2超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南k2=400-S1（1-3）（1-4）V2

Vr2式中：k1—黏着系数（Pa），即混凝土黏着在管上所产生阻力；K2—速度系数（Pa·m/s），与混凝土在管内流动的速度有关。V2—混凝土在管内流动的速度（m/s）S1—坍落度（mm）；r—泵送管半径（m）；V—混凝土排出体积（m/s）；K1是黏着系数，反映了混凝土的黏性，与混凝土的组成材料及配合比有关，而混凝土坍落度（式中的S1）的大小，直接反映了K1值的大小。坍落度大，黏度低，K1值小，容易泵送。K2为速度系数，反映出单位时间泵送量的大小。速度系数也与坍落度有关。坍落度大，K2值就小。管道中单位时间内单位长度管道内的运动阻力小，泵送量就可以增大。混凝土在泵送时，管壁的摩擦阻力与泵送的速度关系，如图2所示3

图2管壁摩擦阻力与泵送速度的关系由图可见，如果k1比较大，混凝土在管内静止状态下，开始流动所需的压力就比较大；如果k2比较大，增加混凝土的输送量就比较困难。因此，k1、k2越小，则需要压送的力就越小。（3）混凝土可泵性的改善泵送混凝土配制与施工过程中要解决以下几个主要问题：①黏度与和易性之间的矛盾。提高混凝土可泵性的技术关键是降低混凝土的黏度，同时保证混凝土的和易性不降低。②坍落度与扩展度泵送损失的问题。长距离泵送混凝土，经过泵送挤压后，坍落度、扩展度、黏度和流动性等都会损失，损失率随着泵送距离的增加而进一步加大。③高流动性混凝土的抗压强度保证问题。3超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南前两个问题主要通过优化原材料品种和混凝土配合比解决，采用掺加粉煤灰改善混凝土的工作性，使用高效减水剂降低水胶比、减少水泥用量；经时损失问题通过调整外加剂组分解决，强度问题通过提高配比强度富余系数进行控制。（4）可泵性评价方法可泵性的评价方法是可泵性的定量表达，混凝土的可泵性主要表现在流动性和内聚性上，流动性是能够泵送的主要性能，内聚性是抵抗分层离析的能力，即使混凝土在振动状态下和压力条件下不容易发生水与骨料的分离。混凝土的流动性采用坍落度法进行评价；内聚性在实际检测过程中，用20Mpa受压泌水这个指标进行评价。①坍落度试验法这种试验方法是用坍落度速度反映混凝土黏度，进而推定混凝土黏度越小，泵送混凝土的压力损失越小，越有利于泵送。试验时通过坍落度、扩展度和倒坍落度筒的流下时间来评价拌和物流动性、粘度性能。实验结果表明，倒坍落度筒的流下时间t在5～30s、扩展度SF≥450mm、坍落度SL在180～220mm时，混凝土可泵性好、阻力小、容易泵送；当t≥30s、SF≤450mm时，混凝土不易泵送。超高泵送时，SL≥250mm，SF≥600mm，t≤15s。②受压泌水试验法混凝土拌和物在管道中在压力推动下进行输送时，水是传递压力的媒介。如果在泵送过程中，由于压力大或管道弯曲、变径等出现“脱水现象”，水分通过骨料间空隙渗透，而使骨料聚集，引起堵管。混凝土拌合物本身具有内阻力，内阻力影响混凝土拌合料的泵送性能。为了测定内阻力，可利用受压泌水试验。试验是将一定量的混凝土放入密闭的容器中，通过手动液压千斤顶驱动活塞，使容器内的混凝土受到一定压力，并保持压力一定时间，底部水龙头中的会有泌水流出，通过测量10秒至140秒之间的出水量的大小来确定混凝土的可泵性。容易脱水的混凝土，在开始10秒内的出水速度很快，V10值很大，因而V140-V10的值就会很小。因此V140-V10的值就可以代表混凝土拌合物的保水性，也可以反映拌合物在压力作用下渗透流动的内阻力。该值小，表明混凝土拌合物的可泵性不好；反之，表明可泵性好。图3中是用20毫米的骨料的混凝土进行的试验结果。又图中曲线，可以查出不同坍落度混凝土的V140-V10的允许最小值，如果测定的V140-V10值大于允许最小值，则表明这种混凝土是可以泵送的；反之，如果小于最小值，则表明其可泵性不好，应设法调整配合比。4超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图3受压泌水量试验结果③大量工程实践表明，采用表1所列指标控制混凝土的性能时，能够较好地满足超高泵送混凝土施工。表1必控指标坍落扩展含气度度量/%/mm/mm3～5≥240≥600超高泵送混凝土拌合物控制（评价）指标任选其一必控指标扩展倒置坍落V漏斗时间度筒排空试验/sT50时间/s≤15s≤25≤15参考指标U型箱试圆筒贯压力泌L型流平验入水率仪/mm试验/mm/%≥20～≥320≤200.8040指标名称参数要求3泵送混凝土配合比设计混凝土拌和物中石子本身并无流动性，它必须均匀分散在水泥浆体中通过水泥浆体带动一起向前移动，石子随浆体的移动受的阻力与浆体在拌和物中的充盈度有关。在拌和物中，水泥浆填充骨料颗粒间的空隙并包裹着骨料，在骨料表面形成浆体层，浆体层的厚度越大（前提是浆体与骨料不易分离），则骨料移动的阻力就会越小，同时，浆体量大，骨料相对减少，混凝土流动性增大，在泵送管道内壁易形成薄浆层（润滑层），使泵送阻力降低，便于泵送。因此，在配合比设计时应注意：（1）胶凝材料用量胶凝材料用量增加，在集料表面形成浆层，浆层的厚度会加大，集料相对移动的阻力就会减小。含浆量大，集料含量相对减少，混凝土的坍落度就加大。在泵送过程中能使泵送管内壁形成薄浆层，起到润滑作用，有利于泵送。但是胶凝材料用量增加、水胶比降低，也会引起粘着系数和速度系数增大。在配制满足超高泵送的混凝土时，水泥（胶凝材料）用量高于普通泵送的混凝土。（2）矿物掺合料矿物掺合料诸如粉煤灰、矿渣微细粉等都能使混凝土有较好的工作性。粉煤灰掺入混凝土5超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南中后，填充水泥颗粒之间的缝隙，改善胶凝材料的级配，将原来束缚在其中的水分置换出来。在用水量较少，高效减水剂的参与下，有足够的自由水分，使混凝土的工作性得到改善，特别对低水胶比的高强混凝土效果更佳明显。粉煤灰的颗粒呈圆球状，加入到混凝土中后，能起润滑作用。可以显著地改善混凝土的和易性。同时在满足混凝土强度的情况下，还可以替代部分水泥以降低水化热。在配制满足超高泵送的混凝土时，尽量选用粉煤灰、矿渣微细粉等掺合料与水泥进行复配。（3）砂率砂率在一定范围内，随着砂率的增加，润滑作用越来越明显，混合料的塑性黏度降低，流动性提高。但是砂率超过一定范围后，细集料的总表面积增加，需要的水分增大，在一定用水量的条件下，黏度就会增加，反而不利于泵送。通常情况下，如果粗骨料空隙率较大，相对而言浆体含量不足，砂率偏高，应提供适当数量的细粉料（增加粉煤灰、引气剂用量以增加浆体体积含量），保证混凝土有足够的和易性。砂率一般大于45%；（4）粗骨料粗骨料在混凝土中占的体积最大，其特性对拌合物的可泵性影响很大，骨料粒径大小、颗粒形状、表面结构、级配组成、吸水性能对混凝土可泵性影响很大，应选择空隙率小、针片状含量少、吸水率小的骨料。碎石多选用两级配碎石搭配使用，最大粒径随泵送高度的增加逐渐减小；（5）细骨料细骨料比粗骨料对可泵性的影响作用大。泵送混凝土用细骨料应尤其注意0.3mm和0.15mm筛通过的细砂含量，应分别在15%～30%和5%～10%。这部分砂对浆体的流动性、离析和泌水、黏度性能、含气量等影响作用极大，极易影响混凝土的可泵性。如果混凝土中细粉料（胶凝材料和0.3mm以下的细料）对水没有足够的吸附能力和阻力，一部分水在泵送压力下从固体颗粒间的空隙流向阻力较小的区域，造成输送管道内压力传递不均，使水先流失，造成骨料与浆体分离。（6）优先选用聚羧酸类减水剂，其减水率高、保坍性好等优点已经得到广泛证明。（7）含气量：3%～5%，气泡的结构（数量及大小）要合理。6超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南二、混凝土泵选型与泵管压力计算

混凝土超高泵送较高的沿程压力损失，需要泵送设备提供足够的泵送压力来弥补。较大的混凝土竖向自重压力给泵送设备提出更高要求，如何进行设备选型和如何计算压力损失是必须要解决的问题。1、混凝土泵的选型混凝土泵选型要根据工程特点、工期要求和施工条件（场地位置、场地大小、进出通道等），初步选择泵的型号。混凝土泵的产品技术性能表中，都列有单位时间最大输出量和最大泵送压力的数据。但是单位时间最大输出量和最大泵送压力不能同时达到，输出量大，泵送压力就小；泵送压力大，则输出量就小。混凝土泵型号选定后，需要验算混凝土泵的最大水平输送距离。验算最大输送距离，可以通过混凝土输送管的水平换算长度的方法验算，或者通过换算压力损失的方法验算。超高泵送使用的泵送设备均为超高压混凝土泵，工作时混凝土泵出口压力在22.0～28Mpa之间，最大的混凝土出口压力为40MPa。2、混凝土泵的平均输出量每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车的台数，按照下式计算。N1Q160V160L1T1S0（2-1）式中：N1—混凝土搅拌运输车台数；Q1—每台泵实际输出量（m/h），可按下式计算：Q1=Qmaxα1ηα1—配管条件系数，取0.8～0.9；η—作业效率，根据向混凝土泵供料时间确定，可取0.5～0.7；Qmax—每台混凝土泵最大输出量（m/h）；V1—每台混凝土罐车容量（m）；S0—混凝土罐车平均的车速度（km/h）；L1—混凝土罐车往返距离（km）；T1—每台混凝土罐车总计停歇时间（min）；3、混凝土泵送压力（1）混凝土泵送管泵送阻力的等效换算混凝土泵送压力计算中，垂直立管需要换算成水平输送管的长度，见表2。333表2混凝土输送管的水平换算长度表7超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南管子种类/布置状态向上垂直管倾斜向上管①（α为倾斜角）垂直向下及倾斜向下管弯管②（弯管张角为β，β0＜90）换算单位每米管径（mm）管径（mm）管子规格100125150100125150—5001000水平换算长度（m）345Cosα+3sinαCosα+4sinαCosα+5sinα112β/909β/904101620注2每米每米每只弯曲半径（mm）锥型管胶管注1每根每根弯曲半径（mm）175-150mm150-125mm125-100mm长3m～5m混凝土泵送系附件中的压力损失见下表3：表3附件名称管路截止阀分配阀泵体附属结构启动内耗每台泵1.0混凝土泵送压力损失换算单位每个每个估算压力损失（MPa）0.10.2（2）混凝土泵送时总压力损失计算混凝土泵送时受到的压力:P主要由三部分组成，其中P1是混凝土在泵管内流动中受到的过程压力损失，这种压力损失包括了混凝土的粘性所产生的阻力以及混凝土流动中所产生的摩擦阻力。P2是混凝土配管中设置的弯管、锥管、软管所产生的局部压力损失。而P3则是混凝土垂直泵送时因混凝土重力所产生的压力。由此可见混凝土泵送时总的压力损失为：P=P1+P2+P3（2-2）上式中P1采用了日本土木学会“混凝土泵送施工规程”中基于公式（1-1）修正后的计算公式，即：8超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南PHt22

K1K21V22rt1

（2-3）式中：△PH—每米水平管的压力损失（Pa/m）；r—输送管半径（m）；K1—黏着系数（Pa）；K1=300－S1，S1为混凝土坍落度（mm）；K2—速度系数（Pa·m/s）；K2=400－S1

t2—分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，一般为0.30；t1V2—混凝土在输送管内的平均流速（m/s）；2—混凝土径向压力与轴向压力之比，普通混凝土为0.90。式（2）中的粘附系数K1实际上就是混凝土粘性所产生的阻力，并且K1的大小与混凝土坍落度有关。速度系数K2则表示混凝土流动时所受到的摩擦阻力，其大小也与混凝土坍落度相关。因此坍落度大的混凝土泵送时受到的粘性阻力和摩擦阻力相应要小，而平均流速V2则说明在输送管管径不变的条件下，当输送量大时，混凝土泵送所需克服的摩擦阻力也大。【算例】某工程建筑高度300m，混凝土强度为C40，要求坍落度为20±2cm，混凝土泵管选用125mm，每小时输送量为60m，流速为1.37m/s,根据现场情况混凝土布管采用弯管900R1000,1个；900R500,8个；锥管1个；上水平与下水平泵送管总长度为125m。根据公式（2-3）首先计算沿程压力损失，S1取200mm3PHt22KK112V22rt1=2/0.0625〔100+200(1+0.3)×1.37〕×0.9=0.013MPa垂直管换算为水平管距离，换算系数取4。P1=0.013×(125＋300×4)=17.2MPa以每个弯管、锥管、软管的压力损失为0.1MPa计则P2=0.1×10=1MPaP3=ρ·g·H式中：ρ—混凝土密度，一般取2400kg/m；H—泵送高度。因此P3=2400×9.8×300=7MPa根据式（1）计算总的泵送压力损失：39超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南P=P1+P2+P3=17.2＋1＋7=25.2MPa混凝土泵送中由于受到混凝土状态变化以及运输时间、气温等影响，混凝土泵送压力会有波动，混凝土泵的输送压力必须大于泵送压力损失，并且应该有较多的储备，以应对泵送施工中随时可能出现的特殊情况。根据经验值，混凝土泵的输送压力应大于泵送压力损失30%。由于以上两种计算方法中已考虑到这种因素，如沿程压力损失计算中垂直泵送管长度换算到水平管距离，弯管、锥管、软管的压力损失均取0.1MPa都偏于安全，经众多工程验证理论计算结果要大于工程实测。在选择混凝土输送泵时可将厂家提供的输送压力与计算结果比较，选择较为匹配的为宜。下面表4是近年来部分超高层建筑所选择的混凝土输送泵最大输送压力。表4工程名称平安大厦北京国贸三期武汉中心上海环球金融中心南京紫峰大厦上海中心平安大厦千米泵送试验混凝土输送泵的最大输送压力案例泵送高度（m）5553304104923856061000最大输送压力（MPa）4022263535354810超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南三、混凝土输送设备的布置

1、泵送设备的平面布置混凝土输送泵应放置在平坦坚实的地面上，并有可靠的固定措施，周边道路具有行走重车的条件。具体的安装位置要视施工现场的实际情况而定，一般根据工程的结构形式、工程量的分布、地形和交通道路情况确定，应遵循以下原则：（1）现场平面布置上考虑主体结构施工阶段，优先满足混凝土浇筑运输组织，场区内道路设置成车辆进出分开；（2）综合考虑混凝土运输车的运输通道、候车区的位置，尽可能布置在场区道路旁，便于混凝土运输车辆上料；（3）为保证混凝土泵连续工作，周边保证至少6米的空间，能同时停留两辆运输车；（4）力求与浇筑地点距离近，缩短配管长度；（5）停放位置周边最后接近供水和排水设施；（6）人员出入口与车辆出入口分开设置，人行安全通道与现场临时车道分开布置，实现人车分流。泵送设备的平面布置见图4示例图。图42、泵送管及配件泵送设备平面布置示例图混凝土输送管有直管、弯管、锥型管和软管，为保证超高层建筑的泵送施工，要求泵送时管道内混凝土的压力损失小，即管道与混凝土之间的摩擦阻力小，管道耐磨损性能好，管道的抗爆11超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南能力高，整个工程的工期内不需要更换。超高压泵送管采用耐磨材料、壁厚为12mm，45Mn2高锰合金管材，经热处理后洛氏硬度高达58～62，使用方量均在3万m3以上。超高压泵送管还可以采用内壁镀铬钢管，镀铬层硬度高、光洁度高，因此摩擦阻力小，耐磨损性能好，详见表5。表5项目管径超高泵送对输送管的要求输送管的要求管径小则输送阻力越大，过大则抗爆能力差，且混凝土在管内流速慢，影响混凝土的性能，应优选内径为125mm的输送管。从泵出料口到高度200m楼层之间采用壁厚度12mm的高强耐磨输送管。高度200m以上采用10mm、400m以上采用7mm臂厚的高强耐磨输送管，平面浇注和布料机采用φ125B耐磨输送管。还可以采用内壁镀铬钢管。采用法兰螺栓连接的形式，保证泵管连接的牢固性。采用带骨架的超高压0型密封圈以防止混凝土在高压下从管夹间隙中流出，减少压力损失，确保接头期可靠。3

管壁厚度接头形式密封圈普通高压泵管采用壁厚5mm的无缝钢管，使用方量均在2.5-3万m以上；低压泵送管采用壁厚2mm的电焊钢管，其使用寿命为1.5～2万m3。直管管径为100mm、125mm、150mm，常用管径为125mm;长度以3m为标准配置。弯管角度有90、45、30、15，常用的曲率半径为1.0m、0.5m。锥型管用于不用管径的变换处，常用的有Φ175mm～Φ150mm、Φ150mm～Φ125mm、Φ125mm～Φ100mm，长度为1m。软管为橡胶管，用螺旋状钢丝加固，外包橡胶用高温压制而成，具有柔软、质轻的特性。常用软管直径为100mm和125mm，长度为3m、5m，使用寿命为3000～5000m3。3、混凝土泵送管的布置（1）混凝土泵送管布置原则混凝土泵送管应根据工程特点、施工现场情况进行布管设计，设计应便于混凝土浇筑和管段装拆，尽量缩短管线长度，少用弯管和软管。应选用没有裂纹、弯折和凹陷缺陷且有出厂证明的泵送管。同一条管线中，应采用相同直径的输送管；同时采用新旧管段时，应将新管布置在近混凝土出口泵送压力较大处；管线尽量布置成横平竖直。管路布置首先应遵循“距离最短、弯头最少”的原则;在泵机出口处为避免3种异形管连接形成管道压力梯度，需连接1段≥3m长的水平管道后再设置1道水平弯头;水平管道与竖向管道连接处设置1道90°弯头，弯头前后为方便泵管拆卸需连接短管。管路布置时，要使混凝土移动方向与泵送方向相反，这样在浇筑中只需要拆除管段，不需增减管段。水平泵管的连接；尽量减少对其他专业施工的影响；确保混凝土泵送的连续供应。（2）混凝土竖向泵送管的布置向高处泵送混凝土时，混凝土泵的泵送压力不仅要克服混凝土拌合物在管中流动时的黏着力0

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12超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南和摩擦阻力，同时还要克服混凝土拌合物在输送高度范围内的重力。在泵送过程中，在混凝土泵的分配阀换向吸入混凝土时或停泵时，混凝土拌合物的重力将对混凝土泵机产生一个逆流压力，这个逆流压力的大小与垂直向上配管的高度成正比，配管高度越高，逆流压力越大。该逆流压力会降低混凝土的有效容积效率，所以，需要在垂直向上配管的下端与混凝土泵机之间配置一定长度的水平管。利用水平管中混凝土拌合物与管壁之间的摩擦阻力来平衡混凝土拌合物的逆流压力或减少逆流压力的影响。为此，垂直向上的配管，地面水平管的长度应为垂直管长度的1/5～1/4，且不宜小于15m；如果因场地条件所限无法满足上述要求时，可采用设置弯管等办法解决。竖向泵送管应紧靠核心筒或剪力墙位置布置，为尽量降低输送管道的总压力，在管路设计时尽量减少弯管、锥形管的数量，尽量采用大弯管。由于管道压力较大，泵管应与结构牢固连接。为减少水平布管的长度，在输送泵出口处安装特制液压阻断阀。竖管根据高度作1～3次的水平转弯，具体如图5如下：图5竖管在楼层间的水平转弯超高层混凝土浇筑不在同一个工作面，需要在不同的工作面设置支管，图6是典型超高层泵送管竖向布置示意图。13超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图6（3）泵送管的固定典型超高层泵送管竖向布置示意图泵送管的固定对泵送的效果及安全起重要的作用，超高层泵送中，混凝土输送管承受的摩擦力和因转向产生的冲击与振动很大，水平和垂直输送管布置均要求沿地面和墙面铺设，并全程做可靠的固定。①固定管道可以采用抱箍式管支撑结构，使用专用U形螺栓进行紧固，管支撑的下端作为预埋件固定在混凝土墩内部，防止管道振动,每处需用两套，如图7图7泵管专用管卡14超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南在输送管线对应的地面和墙面上采用预埋的方式将约300mm×300mm、厚度不低于16mm的高强钢板（插焊4根直径20铆筋，长约300mm）植于地面和墙面，铺设管道时将输送管固定装置配焊到预埋钢板上，用专用管卡固定输送管，见图8。图8管道固定预埋件②也可以使用固定管夹固定管道，固定管夹现场加工制作。每两节混凝土泵送管至少用一个固定管夹，用地脚螺栓固定于墙体或混凝土墩上，具体做法见图9～图10。图9水平泵管支墩做法15超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图10水平管道固定③水平泵送管每3m在距连接处0.5m处用2个输送管固定装置固定牢固（在水泥墩中或地面预埋高强度钢板，输送管固定装置焊接于钢板上），防止管道因震动而松脱。其他较短的输送管采用一个输送管固定装置牢固固定，见图11。图11泵管连接处的固定方式④90°弯管在距连接处0.5m处用2个输送管固定装置牢固固定（在水泥墩中或地面预埋高强度钢板，输送管固定装置焊接于钢板上），防止管道因震动而松脱。其他较短的输送管采用一个输送管固定装置牢固固定，见图12～15。16超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图1290°弯管处的固定方式17超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图13地面水平管转地下室和核心筒的固定方式图14垂直向上弯管的固定图15弯管混凝土墩做法大样⑤竖向泵送管沿墙体固定可以采用如图16～17的做法图16竖向泵送管三角支撑连接做法图17竖向泵送管三角支撑连接做法大样18超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南竖向泵送管沿墙面爬升，在墙壁对应位置处预埋高强度钢板，混凝土管固定装置焊接在钢板上。每根3米管、90°弯管用2个混凝土管固定装置牢固固定，见图18。图18沿墙面爬升泵管的固定方式⑥超高压和高压耐磨管道密封，采用密封性能可靠的圆形圈密封形式。可耐100MPa的高压，普通输送管采用管卡进行连接，见图19～20。图19超高压泵管连接方式图20普通泵管的连接方式19超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南（4）管道截止阀每台泵送管路设置2个液压截止阀，一个两位单孔截止阀，另一个为两位四孔截止阀，共四个管路截止阀。液压动力由相应的液压泵站提供，共设四个管路截止阀。在水平管上距输送泵出料口20米左右处安放一套液压截止阀。避免垂直管道的混凝土回流，方便设备保养、水洗以及处理泵送设备故障和地面水平管的堵管事故，在二楼垂直向上的立管安装同样设置截止阀，如图21～23。图21管道截止阀图22泵管出口处的截止阀图23竖向泵管处的截止阀（5）支线立管与主立管之间的切换装置施工过程中，混凝土的浇筑地点不在同一工作面，需要分阶段设置支线管，支线管与主立管之间用液压切换装置，并周转使用。可以在楼板上人工拆卸切换，也可以设计专用装置如图24，通过切换装置进行连接与切换。图24支线管及切换装置拆除流程图20超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南由于支线管及切换装置需要循环使用，为了便于切换装置的布置和拆除，在切换装置上方设置下图所示的专用起重设备，通过液压缸整体提升上部的管道，就可以更换或拆除切换装置。图25为支线管及切换装置拆除时管道更换提升系统工作过程示意图。图25支线管及切换装置拆除流程图切换流程：①松开切换装置以上主立管固定螺栓。②液压顶升，上部主立管与切换装置分离。同时拆除支线立管。③拆除切换装置。④安装补充管道，液压回落，并紧固原松开部位主立管固定螺栓。（6）混凝土泵送管的更换当检测到泵管壁厚偏薄或发生爆管时，立即停止泵送—→关闭截止阀—→更换损坏管件。更换过程如图26。21超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图26更换流程：①液压顶升，与上部主立管分离。②拆除损坏管道.③安装新管，主立管固定螺栓。（7）泵送管爆裂的预防措施泵管更换流程图①定期用测厚仪检车管壁厚度，如图27。图27测厚仪测量泵管壁厚示意②在弯管和非标管件位置，预备一根备用管件，以便在爆管时最快速度更换。③所使用的各种混凝土管件都要保证有充足的备件。④在经常有人活动的管道上覆盖麻袋（不能捆绑），当管道爆裂后麻袋避免混凝土对人的直接伤害。22超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南四、混凝土泵送管清洗

混凝土泵管清洗方法应根据工程所选用的混凝土泵机的工作性能、混凝土强度等级、布料方式、泵送高度以及管道布置和固定等差异，其管道清洗方法各有不同，目前主要有以下二种：1、水洗方法在泵送完混凝土时，泵送少量砂浆(约1.5m)，接着泵送清洁水，待混凝土全部泵出泵管时，泵机反泵作业，砂浆和水通过泵机料斗卸料门流出，关闭首层截止阀，从顶部注入清洁水清洗两次泵管。这种管道清洗方法是使用较多的一种，适合超高强度混凝土超高泵送。在水洗泵管基础上进行局部工序改进。在泵送完少量砂浆后加柱形润湿水泥袋和海绵柱，将砂浆和水完全隔离，防止砂浆离析。不进行反泵作业，将布料机臂架直立近90°，利用自重回收砂浆和水。水洗流程详见下页图28。在地下室设立循环洗泵水池，实现洗泵污水沉淀后循环再利用，可以节约用水，同时避免由排水沟经过沉淀池沉淀后直接排入市政管线而造成管线淤堵，如图29。3

23超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图28泵管水洗泵管工艺24超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南图292、水气联洗方法循环水洗泵节水系统水气联洗是泵送管与空气压缩机连接，连接处设有水气联洗接头,接头内部装入两个或多个海绵球，海绵球中间夹杂一段水柱，利用空压机向接头内部充高压气体，高压气体推动海绵球和水柱，进而推动混凝土向下流动，实现水气联合清洗。直到将管道内混凝土全部推送至地面回收处，混凝土全部推送出管道后，重复上述过程，利用海绵球和水柱将管道清洗干净。在地面设置混凝土回收架和一辆混凝土罐车，回收清洗下来的混凝土，水气联洗装置见图30。图30水气联洗示意图25超高层施工技术手册混凝土超高泵送技术指南五、混凝土泵送技术的管理要点

1、堵管的应急处理（1）泵送管发生堵塞时，应尽快确定其堵塞位置，并加以排除，以避免停歇时间过长而带来更大的困难。（2）从泵的一端开始，对管道的接头逐个进行敲击检查，根据声音推断堵管部位。稍微放松管子接头，如砂浆在压力下冒出来，说明这一节并不堵塞，重新拧紧接头，排查前一接头，如此逐个检查，直到发现压力较小的管子接头。（3）如果堵管部位判断得准确，而且堵塞处离管道卸料的末端不远时，只要把堵塞管拆下，清除其中已堵塞的混凝土，再装回去，即可继续泵送。（4）如果堵管部位不能迅速判断或者难以拆卸时，采用气洗方法把混凝土吹除。在堵管的情况下，往往需要分段吹洗。若分成较短的管段也吹洗不动，应尽快组织人力，把全部管道逐节拆卸，清除其中的混凝土，并用水冲洗干净混凝土泵。2、安全管理（1）泵管中压力很大，在泵管经过人员通行的出入口，钢管要用湿润的麻袋覆盖，以减轻爆管以后对人员的伤害。（2）高压管段、泵出口附近的弯管受力较大，存在爆管的风险，为保证通过人员的安全，泵管要加以覆盖，保证安全。（3）堵管时，管内存在一定压力，未泄压而直接拆管，会发生突然喷射伤人事故。即便泄压后，也可能还有局部管段存在压力，操作人员不得面对管口操作，以防混凝土喷射人体，尤其是面部。（4）防止管道磨损过度发生爆管的事故。3、环境保护（1）清洗混凝土泵车的污水要妥善收集，现场应设沉淀水池，防止污水外流或直接排入市政管线。（2）防止混凝土泵液压有误外泄，现场要有容器专门收集泄漏物，以防污染作业环境。（3）输送泵噪音对周边居民有影响，应搭设封闭搅拌棚，尽量降低噪音。26