防渗墙施工泵混凝土堵管的原因分析

□宋聚凤 □母 利 □宋 鑫（新疆生产建设兵团勘测规划设计研究院）

泵送混凝土由于压力作用，一部分水泥砂浆被挤向外层，在粗骨料与管壁之间形成一个润滑层，混凝土只有保持这种状态，泵送才能顺利进行。目前，泵送混凝土以其作业速度快、劳动强度小、生产效率高的优点，在混凝土防渗墙工程施工中得到了广泛应用，但泵送混凝土过程中的堵管现象是经常出现和难以处理的问题，造成施工中堵管的原因主要表现在以下几个方面：

一、物的因素

（一）混凝土的坍落度过小或过小导致的堵管

混凝土坍落度的大小直接反映了混凝土流动性的好坏，是混凝土拌和料本身的和易性，性能良好的混凝土应具有较好的粘塑性，混凝土泌水小，不易分离。混凝土的输送阻力随着坍落度的增加而减小，泵送混凝土的坍落度一般在18～22cm（塑性墙）范围内，对于长距离的泵送一般需控制在21cm左右。

坍落度小一点好，坍落度越大、水灰比增大，混凝土水化热大，混凝土就会离析，使工程结构强度下降；高压下混凝土易离析而造成堵管、爆管等；天气炎热、混凝土运输条件不好，可适当增加坍落度。

坍落度过小，会增大输送压力，加剧设备磨损，并导致堵管；坍落度过大，高压下混凝土易离析而造成堵管、爆管等。影响坍落度的原因如下：

1.水泥用量过少或过多

水泥在泵送混凝土中，起胶结作用和润滑作用，同时水泥具有良好的保水性能，使混凝土在泵送过程中不易泌水。水泥的用量也存在一个最佳值，若水泥用量过少，将严重影响混凝土的吸入性能，同时使泵送阻力增加，混凝土的保水性变差，容易泌水、离析和发生堵管。一般情况下1m3混凝土中水泥的含量应＞320kg，但也不能过大，水泥用量过大，将会增加混凝土的黏性，从而造成输送阻力的增加。

另外水泥用量与骨料的形状也有关系，骨料的表面积越大，需要包裹的水泥浆也应该越多，相应地水泥的含量就越大。因此，合理地确定水泥的用量，对提高混凝土的可泵性，预防堵管也很重要。

2.外加剂的选用

外加剂的种类很多，如：加气剂、减水剂、超塑化剂、缓凝剂、泵送剂等。目前我国外加剂种类已有10余大类，200多种牌号，这些产品由于生产工艺控制条件及原料性能不同，其产品质量差异较大。又因配制混凝土的水泥矿物组成不同，矿石产地不同和配制时的环境气温施工条件的影响因素较多，所以在工程中选用某种外加剂之前(或批次不同的外加剂)，都应对外加剂进行必要的试验，绝不能拿来就用，以免影响效果。一定要按照外加剂厂家推荐的掺量、性能指标，结合工程实际使用的水泥、砂石，按混凝土外加剂应用技术规范对掺外加剂的混凝土与不掺外加剂混凝土进行对比试验，以求得外加剂最佳掺量，确定外加剂混凝土配合比才能达到预期效果。根据墙体强度要求和水泥的品种，合理地选外加剂，对提高混凝土的泵送性能起到很重要的作用；不合理的外加剂将使混凝土的可泵性和流动性变差，从而导致堵管。

（二）管道连接原因导致的堵管

由于砂浆泄漏掉，一方面影响混凝土的质量，另一方面，漏浆后将导致混凝土的坍落度减小和泵送压力的损失，从而导致堵管。

1.管道连接方法不当很容易导致堵管

管道布置时应按最短距离、最少弯头和最大弯头来布管，尽量减小输送阻力，也就减少了堵管的可能性。泵出口锥管处，不允许直接接弯管，至少应接入5mm以上直管后，再接弯管。泵送中途接管时，每次只能加接一根，且应用水润滑一下管道内壁，并排尽空气，否则极易造成堵管。垂直向下的管路，高度过高时，出口处应装设防离析装置，预防堵管，高压泵入管处设阀，停机时间超过5min时，应关闭该阀，防止混凝土倒流。水平管路的长度一般应不小于垂直管路长度的15%，且应在水平管路中接堵管；由水平转垂直时的90°弯管，弯曲半径应＞500mm。

2.输送管道接头密封不严

输送管道接头密封不严，管卡松动或密封圈损坏而漏浆，此时应紧固管卡或更换密封圈。

3.混凝土泵活塞磨损严重

随着设备工作时间的加长，活塞的周边逐渐磨损，当达到一定程度时，部分砂浆会渗漏在混凝土缸壁上，与水箱中水接触后，水在短期内迅速变浑。操作人员应经常观察水箱中的水是否浑浊，有无砂浆，一旦发现水已浑浊或水中有砂浆，表明混凝土活塞已经磨损，此时应及时更换活塞，否则将因漏浆和压力损失而导致堵管，同时还会加剧活塞和输送缸的磨损，应更换活塞，否则漏浆严重会造成堵管。

（三）含砂率过小、粗骨料级配不合理

细骨料按来源可分为：河砂、人工砂（即机制砂），其中河砂的可泵性较好，机制砂的可泵性稍差。细骨料按粒径可分为：粗砂、中砂、细砂，其中中砂的可泵性较好；粗骨料按形状可分为：卵石、碎石；卵石的可泵性好于碎石。骨料的最大粒径与输送管道的最小口径也有关系，卵石应小于1/3泵管口径，碎石应小于1/4口径，否则也易引起堵管。

由于材料的不同，细骨料的含量（即含砂率）、粗骨料的级配都存在一个最佳值；通常情况下，含砂率不宜太低，应＞40%，超径粗骨料的含量不宜过高。合理地选择含砂率和确定骨料级配，对提高混凝土的泵送性能和预防堵管至关重要。

（四）砂浆量及配合比

因为首次泵送时，搅拌主机、混凝土输送车、料斗、管道等都要吸收一部分砂浆，如果砂浆用量太少，将导致部分输送管道没有得到润滑，从而导致堵管。砂浆用量可按每100m管道（管径13cm）约需0.50m3砂浆计算，搅拌主机、料斗、混凝土输送车搅拌罐等约需0.20m3左右的砂浆。因此泵送前一定要计算好砂浆的用量，砂浆太少易堵管，砂浆太多将影响混凝土的质量或造成不必要的浪费。

砂浆的配合比也很关键。当管道长度低于150m时，用1:2的水泥砂浆（1份水泥/2份砂浆）；当管道长度＞150m时，用1:1的水泥砂浆（1份水泥/1份砂浆），水泥用量太少也会造成堵管。

二、环境因素

主要表现为气温变化导致的堵管。夏季施工气温较高，环境温度32℃以上时，因太阳光直射，输送管管壁温度最高可达70℃以上，使混凝土极易出现水分蒸发，特别是管壁的润滑膜托浮力逐渐下降，水分蒸发快，气泡外溢造成新拌混凝土塌落度减小，从而导致堵管。此时可调整混凝土配合比，提高砂率、用水量，将混凝土初始塌落度调整到20cm以上；掺加适量粉煤灰，代替部分水泥；适量加大混凝土外加剂掺量（尤其在温度比平常气温高得多时）；选用矿渣水泥或火山灰质水泥；改善混凝土运输车的保水、降温装置或加盖湿草垫等来降低混凝土温度。保持泵送的连续性，停歇时间不得超出30min。从而解决温度过高泵送混凝土塌落小引起的堵管。亦可合理安排成槽时间，泵送混凝土时避免高温时段。

环境温度－12℃以下时，部分水泥颗粒表面水膜超出防冻剂作用范围，形成结晶状态，混凝土流动性变差，造成堵管。应保持混凝土入泵温度在-12℃以上，并要给输送管以保温措施，有条件可以使施工现场封闭，加以取暖设施，给搅拌车滚筒加防冻套，混凝土在输送管停歇不超过30min，尽量保持泵送的连续性。

三、人为方面原因

（一）混凝土泵选型、输送管尺寸选择不当

在安排泵送前，应到现场观察地形、水平距离以及垂直高度等泵送条件，选择合适混凝土泵，以免选用泵送压力达不到要求的混凝土泵，造成泵送过程中堵泵与堵管。

输送管尺寸要根据粗骨料等要求选取规格，以免选择不当造成堵管。

（二）泵送前润滑、清洗不到位

泵送前先用一定量水润湿管道内壁，再泵送适量砂浆润滑，这里一定要注意的是泵送砂浆前，一定要将管道内的水全部放掉或用一海绵球将砂浆与水分开，否则在泵送砂浆时会使砂浆离析而堵管。每次泵送完毕后一定要按照操作规程将输送管道清洗干净，否则会造成下一次泵送时堵管

（三）泵送速度选择不当

泵送混凝土时，速度的选择很关键，操作人员不能一味图快，否则可能欲速不达。开始泵送时，可用泥浆湿润泵管，由于初始时管道阻力较大，此时应低速泵送，泵送正常后，可适当提高泵送速度。当混凝土供应不及时时，宁可降低泵送速度也要保持连续泵送，但不能超过从搅拌机到浇筑的允许连续时问。

（四）混凝土供应频率不当

要与施工方或操作人员时刻保持联系，防止供应频率过快或过慢。频率过快，造成后面的混凝土等待时间加长，坍落度变小，泵送困难造成堵泵、堵管；频率过慢，造成混凝土供应间隔时间太长，停泵时间超过混凝土从出搅拌机到浇筑完毕的时间，造成在管路里面的混凝土初凝。

（五）未经技术人员许可私自向混凝土中加水

当混凝土坍落度偏小时，应降低泵送速度，坍落度不适合泵送时，要及时联系技术人员经二次流化后泵送，禁止随意向搅拌车或料斗内的混凝土直接加水，否则极易造成堵泵或堵管。

（六）料斗内混凝土量控制不当

在泵送过程中，料斗内混凝土务必在搅拌轴中线以上，否则极易吸入空气，产生气阻现象，使泵送无力产生堵管现象；料斗格筛上不应堆满混凝土，造成混凝土难以流入料斗，且不易清除超径骨料及杂物，也容易引起吸空堵管；因故停机期间，要保留足够混凝土，应每隔5～10min（实际操作视混凝土泵送时气温、混凝土坍落度、混凝土初凝时间而定）开泵一次，以防堵管。对于停机时间过长，已初凝的混凝土，要清除混凝土泵和输送管中的混凝土堆得太多，应低于防护栏，以便于及时清理粗骨料和超大骨料。

（七）操作人员精力不集中

操作人员要随时注意泵送压力、油温、输送管的情况，一旦发现压力表读数突然增大，应立即反泵2～3个行程，再正泵，堵管可排除；若已经进行了反泵，正泵几个操作循环，仍未排除堵管，应及时拆管清洗，否则将使堵管更加严重。

四、结语

以上是总结的是混凝土防渗墙施工中导致堵管的几个常见原因及预防措施，但实际生产操作过程中，由于外界条件的变化，造成堵管的原因往往不止这些。但只要我们严格按照操作规程操作，做到防微杜渐，不断地从每一次堵管中总结经验和教训，一定可以降低其发生的可能性。