冬季百米高空远距泵送混凝土施工技术研究.docx

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冬季百米高空远距泵送混凝土施工技术研究

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杨志

摘要：依托郑卢高速公路大铁沟特大桥混凝土施工，针对该桥120m高墩和160m大跨（大垂直泵送高度达137m）高空作业施工的特点，为避免高强度混凝土的超高压泵送因压力过高而产生泄漏，导致混凝土离析、堵管等诸多问题，从混凝土机械设备的选择、泵管的布设、混凝土配合比的优化、混凝土蒸汽养生等方面，对施工方案和施工工艺进行了优化，保证了施工安全和冬季混凝土的施工质量。

关键词：混凝土；施工要点；关键施工技术；施工工艺

：TU755：ADOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.087

1工程背景

郑卢高速公路大铁沟特大桥位于山岭区，地形为典型的“V”形沟，桥高达183m，主桥为85m+160m+85m预应力混凝土连续刚构桥，9#主墩墩高120m，10#主墩墩高118m，主墩墩身采用C40混凝土，现浇箱梁采用C55混凝土，混凝土最大垂直泵送高度达137m，根据业主工期要求，主墩墩身、连续梁施工要贯穿整个冬季。

2施工特点

施工特点主要有：①混凝土泵送距离长，最大垂直泵送高度达137m；②对泵管进行合理布置，打破了传统垂直泵送管道固定在墩身上的施工方法，把垂直泵管顺塔吊固定连接，利用塔吊爬梯和工作平台来维护泵管；③对混凝土的配合比进行优化，使其具有有良好的施工性能、易泵送、不泌水或泌水少，混凝土拌和物体积稳定，有利于裂缝控制，便于在混凝土工程中应用；④养护采用蒸汽养生，减少了混凝土的龄期，保证了混凝土的质量，大大加快施工进度。

3施工工艺原理

施工工艺原理主要为：①通过采取合理的泵管布置方式，减少泵送阻力，选择合适的混凝土泵送设备，优化混凝土施工配合比，保证混凝土泵送的连续性。浇筑后采用蒸汽养生的方法，减少混凝土龄期，保证施工质量，提高施工速度。②以耐久性为重要设计指标，通过混凝土配合比的优化，大幅度提高混凝土的性能。主要技术途径是采用高性能外加剂，通过试验、试配和优化来改善混凝土的工作性能，生产低水胶比、易泵送的混凝土，并控制混凝土的坍落度损失，提高混凝土的致密性和抗渗性。

4百米高空垂直输送混凝土机械设备的选择

4.1设备的泵送能力

在选择混凝土泵送设备时，针对最大垂直泵送高度达137m的实际，我们专门研究了HBTS80-13-90和HBTS80-16-110高压泵拖泵，如表1所示。

HBTS80-16-110高压泵出口压力高达16MPa，整机功率为110kW，在高空混凝土泵送施工过程中，整机功率和出口压力方面能够达到双重保证，理论泵送垂直高度达350m，能够保证泵送质量。

4.2设备的可靠性

HBTS80高压泵采用双泵、双回路开式液压系统，系统简单，元件寿命长，可靠性高，具体操作方式如下：①在日常泵送混凝土施工中，两套泵组可同时工作，有效地提高了工作效率，也可分别作业，极大地提高了施工过程的可靠性。②在混凝土泵送过程中，当一套泵组出现故障时，可切断该组，另一组保持50%的排量继续工作，有效减少了因施工中断造成的损失。

5关键工序的施工工艺和操作要点

5.1泵管的布设和安装

5.1.1泵管的布设

高压管道根据现场施工平面布置图进行布管，泵管选用直径为150mm的输送管，应尽量减少弯管的使用数量。在底部平管布设时，布设长度应大于垂直泵送高度的1/4.当泵送高度大于100m时，垂直管道内的混凝土由于自重会产生极大的反压，应在高空布置水平管道来抵消这部分压力，确保泵送的顺利进行。

5.1.2泵管的安装优化技术

为了保证墩身的外观质量，减少表面预埋件数量，将泵管沿塔吊垂直布设，并用手拉葫芦和特殊固定装置U码将其固定于塔吊标准节上。考虑到高空泵送过程中泵管对塔吊的冲击力，我们经过检算和论证后发现，此种方案不影响塔吊的安全作业，满足施工要求。冬季施工时，应用保温材料将混凝土输送管道包裹严密，确保混凝土的施工质量。

5.2混凝土配合比优化技术

5.2.1原材料的选择

5.2.1.1粗骨料的选用

在适合高空泵送的高性能混凝土中，粗骨料宜采用二级配或三级配，质量标准应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。其松散堆积密度大于1350kg/m3，表观密度大于2500kg/m3，空隙率小于47%，含泥量小于1%，严格控制针片状含量小于5%.

5.2.1.2细骨料

混凝土采用中砂，符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》标准。为提高泵送性能，2.5mm筛孔的筛余量不得大于15%，0.315mm筛孔的累计筛余量不宜小于85%.

5.2.1.3水泥

根据高空泵送混凝土施工要求，所用水泥均符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中的标准要求。

5.2.1.4掺和料

可选用Ⅰ级粉煤