水工泵送混凝土施工技术分析
黄振中 关建春
摘要：泵送混凝土施工是一种高效率、高质量的施工工艺。本文介绍了水工混凝土的特点，并重点对如何合理地组织泵送混凝土施工进行了分析和探讨。
关键词：泵送混凝土；施工工艺；科学布置
1 水工混凝土的主要特点
用于水利水电工程建筑物的混凝土与钢筋混凝土称为水工混凝土。水工混凝土与工业与民用建筑混凝土不同，它除强度要求外，还要根据其所处部位和工作条件，分别满足抗渗、抗冻、抗裂（抗拉）、抗冲耐磨、抗风化和抗侵蚀等涉及要求。水工混凝土施工还具有以下特点：
1.1 工程量大，工期长。大中型水利水电工程的混凝土工程量通常都有几十万至几百万m3，一般需要经历3-5年的或更多的时间才能完成。
1.2 温度控制要求严格。水工混凝土多属于大体积混凝土，通常需要分缝、分块进行浇筑。为了防止混凝土产生温度裂缝，保证建筑物的整体性，必须根据当地的气温条件，对混凝土采取严格的温度控制、表面保护和接触灌浆等技术措施。
1.3 施工条件困难。水工混凝土施工多为大范围、露天作业，且多位于高山峡谷地区，施工运输和施工机械布置受到地形、地质水文气象等自然条件的限制。
1.4 优先使用散装水泥。目前，我国的建筑业施工，主要使用袋装水泥，而水工混凝土则规定优先使用散装水泥。在水工混凝土中使用散装水泥可以方便施工、降低成本、改善环境、满足大规模的批量需求，是一项技术成熟、可靠性高的施工新技术。
1.5 水工混凝土中应掺掺合料。水工混凝土通常由胶凝材料、骨料、砂和水等组成，随着工程的需要，掺合料已成为水工混凝土中不可缺少的第5组分。混凝土中掺入掺合料后，可以降低水化热，抑制碱骨料反应，节约水泥，降低成本，综合效益非常显著。常见掺合料有粉煤灰（也有用作胶凝材料）、沸石粉、硅粉、氧化镁、矿粉、金属或非金属矿渣等。
1.6 水工混凝土中必须掺外加剂。近10多年来，混凝土外加剂技术飞速发展，品种越来越多，性能越来越好，技术也越来越完善，为此，规定在混凝土中必须掺外加剂。目前常用的外加剂有：引气剂、普通减水剂、缓凝减水剂、引气减水剂、高效减水剂、缓凝高效减水剂、缓凝剂、泵送剂等。在水工混凝土中掺入外加剂后，能够改善混凝土和易性，调整凝结时间，提高各项物理力学性能和耐久性，增强混凝土适应环境的能力等。
1.7 施工机械化程度高。由于水工混凝土本身所具有的工程量大的特点，为了保证混凝土质量和工期，必须采用机械化的施工手段，选择技术先进、经济合理的施工方案。目前，大型水利水电工程混凝土施工，主要依靠塔带机、皮带机、门机或塔机加吊罐等施工机械来输送混凝土，但有些施工点(如隧道、塔、柱、桥梁和水上工程等)使用上述施工机械很难完成混凝土的输送，或者受体型和地理条件的限制，选择以上施工设备不经济，此种情况只能采用泵送。
2 水工泵送混凝土施工
混凝土工程施工在水利水电工程建设中占有重要地位，特别是重要枢纽工程和大方量混凝土工程，其施工速度直接影响着建设工期；施工质量的好坏，涉及工程的安危。据粗略统计，用于混凝土施工的各种费用约占工程总投资的50%-70%，有的还高。因此选择合理的施工工艺，优化施工组织设计，不断提高施工技术水平，对保证工程质量、降低造价、缩短建设周期具有重要作用。
2.1 混凝土的泵送
为保证把混凝土拌和物顺利地用混凝土泵经输送管送至浇筑地点，必须在正式泵送前作好一系列的准备工作。主要包括以下几点。
2.1.1 模板和支撑的检查
在泵送前要逐块、逐件检查，以保证顺利施工和结构的形状、尺寸。同时要检查布料设备，使其不得碰撞或直接放置在模板上，对布料杆下的模板和支撑要适当加固。
2.1.2 结构钢筋骨架的检查
在泵送前要认真检查钢筋的位置、规格、根数、绑扎情况，在正式浇筑混凝土之前进行验收，并由监理工程师签字。板和大体积块体结构的水平钢筋骨架（网），应设置足够的钢筋撑脚或钢支架，钢筋骨架重要节点处宜采取专门的加固措施。
2.1.3 检查混凝土泵的放置
混凝土泵在泵送混凝土时有脉冲式振动，如果放置处地基不坚实稳定，或有一定的坡度，很有可能因振动而使混凝土泵或泵车滑动，造成不必要的麻烦，所以应将泵车垫平固定。
2.1.4 检查施工组织方面的准备
混凝土泵送施工是一个多方配合、相互协作、综合保证、全面管理的系统工程，必须作好施工组织方面的准备工作。检查的内容主要包括：混凝土泵的操作人员是否经过专门培训，是否有劳动部门颁发的上岗证书；水、电、道路是否畅通；指挥人员、管理人员、通讯设备是否齐全；混凝土泵、搅拌运输车、浇筑地点是否明确、协调；施工进度计划是否落实等。
开泵前须检查配管接头是否完全封闭，泵的各部位是否正常，检查水、电源接通情况，测量电压并注意保护电缆。确定无误后方可开泵，将其真空值抽至规定值，空载运转，检查活塞杆与泵体、机件一切正常后，才能正式投入使用。为防止初泵送时混凝土配合比的改变，在正式泵送前应用水、水泥浆、水泥砂浆进行预泵送，以润滑泵和输送管内壁，一般1m3水泥砂浆可润滑约 300m长的管道。
2.1.5 混凝土输送泵的操作注意事项
混凝土泵的操作方法是否正确，不仅直接影响混凝土的泵送效果，而且也影响混凝土泵的使用寿命。所以，在压送混凝土时，混凝土输送泵的操作注意以下几个方面。
a.开始泵送混凝土时，混凝土泵应处于低速、匀速并随时可反泵的状态，并时刻观察泵的输送压力，当确认各方面均正常后，才能提高到正常运转速度。
b.混凝土泵送要连续进行，尽量避免出现泵送中断。混凝土在输送管连续压送时处于运动状态，匀质性好；压送出现中断时，输送管内的混凝土处于静止状态，混凝土就会产生泌水，混凝土中的骨料也会按照密度不同而下沉分层，停歇的时间越长，越容易使混凝土产生离析，还可能引起输送管道的堵塞。如果出现不正常情况，宁可降低泵送速度，也要保证泵送连续进行，但从搅拌出机至浇筑的时间不得超过1.5h。
c.如果由于技术或组织上的原因，在迫不得已停泵时，每隔 4～5min开泵一次，使泵正转和反转各两个冲程，同时开动料斗中的搅拌器，使之搅拌3～4 转，以防止混凝土离析。如果泵送时间超过45min，或混凝土出现离析现象，应及时用压力水或其他方法冲洗输送管，清除管内残留的混凝土。
2.2 混凝土的浇筑
混凝土的浇筑，应预先根据工程结构特点、平面形状和几何尺寸、混凝土制备设备和运输设备的供应能力、泵送设备的泵送能力、劳动力和管理水平，以及施工场地大小、运输道路情况等条件，划分混凝土浇筑区域，明确设备和人员的分工，以保证浇筑结构的整体性和按计划进行浇筑。
混凝土作业分两次完成，首先底板浇筑采用斜面分层法，以减少管道搭拆工作量，然后浇筑四道侧墙和顶板。每道侧墙以 50cm 厚度分层布料，四道侧墙均衡上升。当混凝土达到顶板下皮高程后，采用斜面分层法浇筑顶板混凝土。混凝土入仓后要随浇筑随由人工平仓，平仓过程中防止混凝土离析和骨料堆积。如发现骨料堆积由人工将集中骨料分散，不准用砂浆覆盖。
混凝土采用 HZ-50（70）插入式振动器振捣，振捣采用垂直振捣的方法。振动器的操作要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，将振动棒上下略微抽动，以使上下振捣均匀。在振捣上层混凝土时，振动棒插入下层混凝土中5cm左右，消除两层之间的接缝。振捣时一般每点振捣时间为20～30s，直至混凝土表面不再显著下沉，不再出现气泡，表面开始泛出灰浆为准。振动器插点要均匀排列，采用“行列式”的次序移动，以免造成混乱发生漏振、过振，每次移动位置的距离不大于振动棒作用半径R的1.5倍。采用斜面分层法浇筑混凝土时，振捣工作从浇筑层的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的质量。
参考文献
[1]纪云生，水利水电工程施工组织设计手册，中国水利电力出版社，1997.
[2]赵志缙，混凝土泵送施工技术，中国建筑工业出版社，1998.
