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摘要：混凝土泵送技术已广泛应用于各类工程施工中，但对于超高层一次泵送成功有一定的难度。通过对泵的选型、现场布管、混凝土配合比优化和对混凝土泵送堵管常见原因分析与处理等方面的探讨和实践，为其它类似工程的施工提供了一定经验。
关键词：超高层混凝土泵送技术水洗技术施工工艺
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
超高层建筑的混凝土施工，随着泵送高度的增加，输送压力不断提高。对于垂直高度大于400m的超高层建筑，一般采用高强度混凝土，其黏度大、输送高度高，混凝土泵的出口压力需要在20MPa以上，泵送非常困难，给泵送施工带来一系列的技术难题。要解决这个难题，必须大大提高设备的可靠性和泵送能力，解决超高压混凝土的密封、超高压管道、超高压混凝土泵送施工工艺及管道内剩余混凝土的水洗等方面的技术问题。
一、超高层混凝土泵送技术
1、设备的泵送能力
对于混凝土泵来说，体现其泵送能力的2个关键参数为出口压力与整机功率，出口压力是泵送高度的保证，而整机功率是输送量的保证。设备最大泵送能力应有一定的储备，以保证输送顺利、避免堵管。针对400m以上的超高层建筑，三一重工专门研制HBT9/CH2122D及HBT90CH2135D超高压泵，具体技术参数如表1所示。
2、双动力结构
超高压泵采用2台柴油机分别驱动2套泵组。应用双泵合流技术，平时两套泵组同时工作，当1组出故障时可予切断，另一组仍维持5O的排量继续工作，避免施工过程中断造成损失，既可同时工作以提高工作效率，也可单独作业，大大提高了施工过程的可靠性。
3、密封技术
超高压混凝土密封包括动密封与静密封。动密封关键要解决眼镜板与切割环这对偶合件之间的密封，静密封主要是输送管道接头处的密封。
(1)动密封。尽管采取了特殊措施提高眼镜板、切割环这对偶合件的耐磨性，但二者之间的磨损仍不可避免，如何消除磨损之后产生的间隙，是超高压混凝土动密封要解决的一个关键问题。为此，设计了如图1所示的间隙自动补偿装置，自动补偿结构主要是依靠被压缩的橡胶弹簧的弹性，来推动切割环与眼镜板紧密贴合，消除间隙。
(2)静密封。当输送管道内的压力较高时。普通密封圈很容易从管夹的间隙中挤出来，导致密封圈损坏而出现压力泄漏。一旦漏浆．混凝土就无法流动，易发生堵管。经过研究，把管道密封改为锥面定心、O型密封圈密封结构，成功地解决了该难题。
4、耐超高压的管道系统
采用合金钢特制耐磨超高压管道，经特殊淬火处理，寿命比普通Q345钢管提高3～5倍，保障了管道的抗爆能力和耐磨损寿命，管道寿命≥5万 。在超高压泵送施工中，超高压管道内压力最大达到35MPa，纵向将产生420kN的拉力，常规的连接与密封方式已不能满足要求，如果管道密封不好，就会发生漏浆，严重时导致堵管。
不常拆卸管道连接采用螺栓固定连接结构形式(见图2a)，O型密封圈密封、锥面定心，确保连接密封可靠，防止泵送时漏浆。需常拆卸管道连接采用螺栓活动连接结构形式(见图2b)，拆装方便，O型密封圈密封、锥面定心，确保连接密封可靠。
5、超高压液压截止阀
混凝土泵送施工中，有时需要对机械进行保养或维修，此時需在混凝土泵出口端附近管路接人液压截止阀，用于阻止垂直泵管内混凝土回流。液压截止阀采用液压油缸驱动，控制阀操作，插板采用浮动密封环结构，密封性能好，无压力泄漏。
6、配置的可靠性
设备的配置应以可靠性为首要原则，超高层混凝土输送时，合理的布置管道至关重要，一旦因设备故障而中止泵送2h以上时，混凝土在输送管内会出现泌水、离析，将使整个管道系统内混凝土报废而严重影响施工。HBT90CH泵采用2台发动机和2套独立的泵和管道系统，大大提高了施工过程的可靠性。
二、超高层混凝土泵送施工
除了在设备方面满足超高层建筑工程混凝土的泵送要求外，还对混凝土施工工艺和混凝土配合比进行了研究，研究表明在超高层泵送过程中应注意以下一些问题。
1、合理布管
(1)超高压管道布管时，应合理使用弯管，在底部应设有垂直高度1／4左右的水平管道，当泵送高度超过200m时，应考虑在高空布置一定长度的水平管道，以抵消垂直管道内混凝土自重产生的反压。
(2)输送管直径越小，输送阻力越大，但过大的输送管抗爆能力差，而且混凝土在管道内停留的时间长，影响混凝土的性能，宜选用直径为125mm的输送管。
(3)超高压管道的固定与安装，为了解决因泵送振动而引起的管道松动问题，无论是水平管还是垂直管，均需使用特殊固定装置“U码” 固定牢固。
2、混凝土配合比
配合比设计的原则是既满足强度、耐久性要求，又要经济合理、具有良好的可泵性，因此除通常须考虑的因素外必须处理好以下几个方面。
(1)水泥用量
超高层泵送混凝土的水泥用量必须同时考虑强度与可泵性，水泥用量少强度达不到要求，过大则混凝土的黏性大、泵送阻力增大，增加泵送难度，而且降低吸入效率。
(2)粗骨料
在泵送混凝土中，粗骨料粒径越大，越容易堵管，常规的泵送作业要求最大骨料粒径与管径之比不大于1：3，在超高层泵送中，因管道内压力大，易出现离析，大骨料粒径与管径之比宜小于1：5，而且其中尖锐、扁平的石子要少，以免增加水泥用量。
(3)坍落度
普通泵送作业中混凝土的坍落度在160mm左右最利于泵送，坍落度偏高易离析，偏低则流动性差。在超高层泵送中为减小泵送阻力，坍落度宜控制在180～200ram。
(4)粉煤灰及外加剂
粉煤灰和外加剂复合使用可显著减少用水量，改善混凝土拌和物的和易性。但由于外加剂品种较多，对粉煤灰的适应性也各不相同，其最佳用量应从活性、颗粒组成、减水效果、水化热、泵送性能等多方面加以平衡选择。
3、超高压水洗技术
水洗技术本身是一种施丁方法，关键是需要具备保障条件，即混凝土泵具有足够的压力，输送管道不漏水，眼镜板、切割环密封良好。
传统的水洗方法是在混凝土管道内放置一一海绵球，用清水作介质进行泵送，通过海绵球将管道内的混凝土挤出。由于海绵球不能阻止水的渗透，水压越高，渗透量就越大，大量的水透过海绵球后进入混凝土中，会将混凝土中的砂浆冲走，剩下的粗骨料失去流动性而引起堵管。所以传统的水洗方法使用高度一般不超200m。由于在混凝土与水之间有较长的砂浆过渡段，不会出现混凝土中砂浆与粗，胃料分离的状况，保证了水洗的顺利进行。
三、混凝土泵送堵管原因分析及预防处理措施
在实际施工过程中，由于各种生产条件的变化。泵送过程中往往出现堵管现象。一旦堵管。泵送就会中断，造成混凝土浪费，这时清理垃圾等工作非常麻烦，因此施工过程中应尽量避免堵管的发生。在实际操作过程中，经过对每一次堵管情况总结经验和教训。
首次泵送时应低速，正常后可适当提高余料不得低于料罐搅拌轴，防止吸入空气，每次泵送完毕用水或砂浆将泵管清洗干净，停机期间每隔5-10min开泵一次，防止堵管。编制合理的管道布置方案,采用高强密封圈，紧固好接头管卡,泵送前用适量水或砂浆将管道润湿。
结语
在施工中，加强了对混凝土的质量控制，对运至现场的混凝土检测其坍落度，不合格的一律退货。同时对泵机操作人员及参与施工的人员进行技术培训和技术交底，避免出错，造成堵泵。在整个工程施工过程中，很少发生过堵管、爆管现象，节约了工程工期，提高了工程的经济效益。
[参考文献]
[1]陈林. 张天琦．超高层混凝土泵送技术研究[J]．建筑机械化，2003，(3)．
[2]杜明. 童亚妮. 王振宇.泵送混凝土技术分析[J].2009.19:28-29.
[3]曹天霞．混凝土工程施工技术[J]．施工技术，1999，(5)．
[4]JGJ/T10-1995. 混凝土施工技术规程[S].
关键词：超高层混凝土泵送技术水洗技术施工工艺
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
超高层建筑的混凝土施工，随着泵送高度的增加，输送压力不断提高。对于垂直高度大于400m的超高层建筑，一般采用高强度混凝土，其黏度大、输送高度高，混凝土泵的出口压力需要在20MPa以上，泵送非常困难，给泵送施工带来一系列的技术难题。要解决这个难题，必须大大提高设备的可靠性和泵送能力，解决超高压混凝土的密封、超高压管道、超高压混凝土泵送施工工艺及管道内剩余混凝土的水洗等方面的技术问题。
一、超高层混凝土泵送技术
1、设备的泵送能力
对于混凝土泵来说，体现其泵送能力的2个关键参数为出口压力与整机功率，出口压力是泵送高度的保证，而整机功率是输送量的保证。设备最大泵送能力应有一定的储备，以保证输送顺利、避免堵管。针对400m以上的超高层建筑，三一重工专门研制HBT9/CH2122D及HBT90CH2135D超高压泵，具体技术参数如表1所示。
2、双动力结构
超高压泵采用2台柴油机分别驱动2套泵组。应用双泵合流技术，平时两套泵组同时工作，当1组出故障时可予切断，另一组仍维持5O的排量继续工作，避免施工过程中断造成损失，既可同时工作以提高工作效率，也可单独作业，大大提高了施工过程的可靠性。
3、密封技术
超高压混凝土密封包括动密封与静密封。动密封关键要解决眼镜板与切割环这对偶合件之间的密封，静密封主要是输送管道接头处的密封。
(1)动密封。尽管采取了特殊措施提高眼镜板、切割环这对偶合件的耐磨性，但二者之间的磨损仍不可避免，如何消除磨损之后产生的间隙，是超高压混凝土动密封要解决的一个关键问题。为此，设计了如图1所示的间隙自动补偿装置，自动补偿结构主要是依靠被压缩的橡胶弹簧的弹性，来推动切割环与眼镜板紧密贴合，消除间隙。
(2)静密封。当输送管道内的压力较高时。普通密封圈很容易从管夹的间隙中挤出来，导致密封圈损坏而出现压力泄漏。一旦漏浆．混凝土就无法流动，易发生堵管。经过研究，把管道密封改为锥面定心、O型密封圈密封结构，成功地解决了该难题。
4、耐超高压的管道系统
采用合金钢特制耐磨超高压管道，经特殊淬火处理，寿命比普通Q345钢管提高3～5倍，保障了管道的抗爆能力和耐磨损寿命，管道寿命≥5万 。在超高压泵送施工中，超高压管道内压力最大达到35MPa，纵向将产生420kN的拉力，常规的连接与密封方式已不能满足要求，如果管道密封不好，就会发生漏浆，严重时导致堵管。
不常拆卸管道连接采用螺栓固定连接结构形式(见图2a)，O型密封圈密封、锥面定心，确保连接密封可靠，防止泵送时漏浆。需常拆卸管道连接采用螺栓活动连接结构形式(见图2b)，拆装方便，O型密封圈密封、锥面定心，确保连接密封可靠。
5、超高压液压截止阀
混凝土泵送施工中，有时需要对机械进行保养或维修，此時需在混凝土泵出口端附近管路接人液压截止阀，用于阻止垂直泵管内混凝土回流。液压截止阀采用液压油缸驱动，控制阀操作，插板采用浮动密封环结构，密封性能好，无压力泄漏。
6、配置的可靠性
设备的配置应以可靠性为首要原则，超高层混凝土输送时，合理的布置管道至关重要，一旦因设备故障而中止泵送2h以上时，混凝土在输送管内会出现泌水、离析，将使整个管道系统内混凝土报废而严重影响施工。HBT90CH泵采用2台发动机和2套独立的泵和管道系统，大大提高了施工过程的可靠性。
二、超高层混凝土泵送施工
除了在设备方面满足超高层建筑工程混凝土的泵送要求外，还对混凝土施工工艺和混凝土配合比进行了研究，研究表明在超高层泵送过程中应注意以下一些问题。
1、合理布管
(1)超高压管道布管时，应合理使用弯管，在底部应设有垂直高度1／4左右的水平管道，当泵送高度超过200m时，应考虑在高空布置一定长度的水平管道，以抵消垂直管道内混凝土自重产生的反压。
(2)输送管直径越小，输送阻力越大，但过大的输送管抗爆能力差，而且混凝土在管道内停留的时间长，影响混凝土的性能，宜选用直径为125mm的输送管。
(3)超高压管道的固定与安装，为了解决因泵送振动而引起的管道松动问题，无论是水平管还是垂直管，均需使用特殊固定装置“U码” 固定牢固。
2、混凝土配合比
配合比设计的原则是既满足强度、耐久性要求，又要经济合理、具有良好的可泵性，因此除通常须考虑的因素外必须处理好以下几个方面。
(1)水泥用量
超高层泵送混凝土的水泥用量必须同时考虑强度与可泵性，水泥用量少强度达不到要求，过大则混凝土的黏性大、泵送阻力增大，增加泵送难度，而且降低吸入效率。
(2)粗骨料
在泵送混凝土中，粗骨料粒径越大，越容易堵管，常规的泵送作业要求最大骨料粒径与管径之比不大于1：3，在超高层泵送中，因管道内压力大，易出现离析，大骨料粒径与管径之比宜小于1：5，而且其中尖锐、扁平的石子要少，以免增加水泥用量。
(3)坍落度
普通泵送作业中混凝土的坍落度在160mm左右最利于泵送，坍落度偏高易离析，偏低则流动性差。在超高层泵送中为减小泵送阻力，坍落度宜控制在180～200ram。
(4)粉煤灰及外加剂
粉煤灰和外加剂复合使用可显著减少用水量，改善混凝土拌和物的和易性。但由于外加剂品种较多，对粉煤灰的适应性也各不相同，其最佳用量应从活性、颗粒组成、减水效果、水化热、泵送性能等多方面加以平衡选择。
3、超高压水洗技术
水洗技术本身是一种施丁方法，关键是需要具备保障条件，即混凝土泵具有足够的压力，输送管道不漏水，眼镜板、切割环密封良好。
传统的水洗方法是在混凝土管道内放置一一海绵球，用清水作介质进行泵送，通过海绵球将管道内的混凝土挤出。由于海绵球不能阻止水的渗透，水压越高，渗透量就越大，大量的水透过海绵球后进入混凝土中，会将混凝土中的砂浆冲走，剩下的粗骨料失去流动性而引起堵管。所以传统的水洗方法使用高度一般不超200m。由于在混凝土与水之间有较长的砂浆过渡段，不会出现混凝土中砂浆与粗，胃料分离的状况，保证了水洗的顺利进行。
三、混凝土泵送堵管原因分析及预防处理措施
在实际施工过程中，由于各种生产条件的变化。泵送过程中往往出现堵管现象。一旦堵管。泵送就会中断，造成混凝土浪费，这时清理垃圾等工作非常麻烦，因此施工过程中应尽量避免堵管的发生。在实际操作过程中，经过对每一次堵管情况总结经验和教训。
首次泵送时应低速，正常后可适当提高余料不得低于料罐搅拌轴，防止吸入空气，每次泵送完毕用水或砂浆将泵管清洗干净，停机期间每隔5-10min开泵一次，防止堵管。编制合理的管道布置方案,采用高强密封圈，紧固好接头管卡,泵送前用适量水或砂浆将管道润湿。
结语
在施工中，加强了对混凝土的质量控制，对运至现场的混凝土检测其坍落度，不合格的一律退货。同时对泵机操作人员及参与施工的人员进行技术培训和技术交底，避免出错，造成堵泵。在整个工程施工过程中，很少发生过堵管、爆管现象，节约了工程工期，提高了工程的经济效益。
[参考文献]
[1]陈林. 张天琦．超高层混凝土泵送技术研究[J]．建筑机械化，2003，(3)．
[2]杜明. 童亚妮. 王振宇.泵送混凝土技术分析[J].2009.19:28-29.
[3]曹天霞．混凝土工程施工技术[J]．施工技术，1999，(5)．
[4]JGJ/T10-1995. 混凝土施工技术规程[S].