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泵送混凝土發(fā)生堵泵的原因分析及預(yù)防
地下工程施工受客觀條件的影響,混凝土主要以泵送為主,不但極大提高了工作效率,縮短了工期,而且保障了混凝土質(zhì)量。
但在施工過程中,受各種因素的影響,泵送混凝土堵泵與堵管現(xiàn)象時有發(fā)生。
筆者通過對操作人員、配合比、泵管、罐車及運輸過程、泵機等幾方面的分析,提出每個方面的處理方法及預(yù)防措施,以保障泵送混凝土的施工質(zhì)量。
(1)泵送操作人員未進行培訓。泵送操作人員崗前未經(jīng)專門培訓,人員操作生疏,對關(guān)鍵要點及注意事項不了解,對現(xiàn)場泵送出現(xiàn)的問題盲目操作。
泵送前應(yīng)對操作人員進行崗前專業(yè)培訓,重點培訓泵送關(guān)鍵要點及常見問題的應(yīng)變處理方式。
(2)操作人員注意力不集中,未及時根據(jù)現(xiàn)場情況及泵送狀態(tài)觀察泵送壓力和混凝土在泵管滑動聲音。
應(yīng)隨時觀察泵送壓力、混凝土在泵管的滑動聲音,根據(jù)現(xiàn)場泵送情況,及時調(diào)整泵送壓力,保證混凝土泵送通暢。
(3)泵送速度選擇不當。操作人員應(yīng)根據(jù)泵送實際情況合理選擇泵送速度,而不是一味加大泵送速度,導致泵送壓力跟不上,出現(xiàn)堵泵現(xiàn)象。
開始泵送時,泵機處于勻速緩慢運行并隨時可反泵狀態(tài);泵送速度應(yīng)先慢后快,逐步加速;同時觀察泵機壓力表及各系統(tǒng)工作情況,待各系統(tǒng)運行正常后,方可正常速度進行泵送。
(4)混凝土余料量控制不適當。料斗內(nèi)的混凝土存量不能低于攪拌軸位置,避免空氣進入泵管引起“空氣鎖”,從而增加活塞磨損,導致管路堵塞或在出口處形成混凝土高壓噴射等危險現(xiàn)象。
泵送時,操作人員應(yīng)隨時觀察泵機料斗中混凝土的余料,根據(jù)泵機壓力及下料速度,綜合控制,防止余料過多或者過少。
(5)操作人員隨意向混凝土中加水。泵送困難時,操作人員存在向混凝土加水的現(xiàn)象,導致水膠比增大,混凝土離析,不但解決不了泵送困難的問題,反而會增加堵泵的風險,更嚴重的是導致混凝土質(zhì)量的下降,應(yīng)堅決制止。
(6)操作人員未注意到異常情況。操作人員應(yīng)時刻注意泵送壓力及泵送聲音,對泵壓及泵送聲音出現(xiàn)異常情況時應(yīng)立即停止泵送,查明原因,避免堵泵和堵管。
(1)混凝土配合比不良?;炷僚浜媳仁潜WC混凝土質(zhì)量最為關(guān)鍵的因素,也是影響混凝土泵送性能的主要因素之一,良好合理的配合比不僅滿足規(guī)范設(shè)計要求,而且滿足現(xiàn)場施工要求。
因此混凝土配合比應(yīng)從技術(shù)指標、和易性和經(jīng)濟性等方面經(jīng)過充分試驗論證、綜合比選,還應(yīng)進行現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗,看是否滿足現(xiàn)場的施工要求。
(2)水膠比不合適,膠凝材料過多或者過少?;炷林械乃z比直接決定混凝土強度的多少,反映混凝土拌合物的性能。
水膠比過大,膠凝材料較少,混凝土易離析;水膠比過小,膠凝材料過多,混凝土黏稠,流動性不足,會對混凝土泵送性能產(chǎn)生影響。
(3)減水劑選擇不當,與水泥的適應(yīng)性差。水泥和外加劑中原材料個別化學成分的差異,會導致二者適應(yīng)性差,影響混凝土拌合物性能,直觀體現(xiàn)在混凝土坍落度損失上。
另外,外加劑摻量的過多或者過少,也對拌合物產(chǎn)生影響。水泥與減水劑在混凝土配合比試驗時,均需做適應(yīng)性試驗,看二者是否相互適應(yīng),對混凝土拌合物有無影響。
(4)選擇合理的砂率。砂率過小導致混凝土保水性、流動性變差,混凝土變形較差;砂率過大,混凝土易產(chǎn)生骨料分離,倉面浮漿過多,嚴重者造成混凝土強度下降。
一般泵送混凝土為滿足泵送性能要求,根據(jù)現(xiàn)場實際情況在原配合比砂率基礎(chǔ)上增加1%~2%。
(5)細骨料的細度模數(shù)和粒徑不合理。細度模數(shù)的大小與砂率息息相關(guān),與泵送性能也緊密相連,混凝土生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)實際細度模數(shù)來調(diào)整砂率,一般細度模數(shù)變化0.2增減1%的砂率。
細骨料中粒徑的不合理,也會導致混凝土漿液發(fā)生變化,降低混凝土泵送性能。
(6)細骨料中細粉含量不足或者過多會造成混凝土離析和流動性不足,使砂漿不能很好地攜帶骨料而造成堵泵。
細骨料細粉過多,容易吸附外加劑有效成分,造成外加劑用量增加、拌合物性能下降、坍落度損失增大。
(7)粗骨料級配、粒徑、形狀的影響。粗骨料級配是否合理,直接影響到混凝土的性能,不合理的級配造成混凝土拌合物性能達不到要求;
骨料中的超徑、遜徑和中徑含量的多少,對混凝土性能也造成影響;粗骨料在混凝土中占比一半以上,良好的連續(xù)級配、合格的粒徑和相對圓潤的形狀,不但節(jié)約膠凝材料用量、降低用水量,而且對混凝土拌合物的性能有很大的提升。
(8)混凝土坍落度控制。混凝土拌合物坍落度過大、過小或坍落度經(jīng)時損失太快都對混凝土泵送造成影響??刂坪没炷涟韬衔锾涠仍谠O(shè)計要求范圍之內(nèi),保持平穩(wěn)狀態(tài),有利于穩(wěn)定混凝土泵送性能。
(9)骨料混倉時防止混凝土拌合物中有超徑骨料。二級配泵送混凝土最大粒徑40 mm,泵管直徑150 mm,當出現(xiàn)兩個80mm粒徑的超徑骨料,將直接導致泵管堵塞,無法泵送。
要從骨料倉的設(shè)置、運輸過程及回轉(zhuǎn)上料等各環(huán)節(jié)進行管控,防止骨料混倉現(xiàn)象,造成堵管。
(10)潤管砂漿配合比不當。潤管砂漿主要在初次泵送或者泵送中斷時間較長時使用,使泵管覆蓋一層薄砂漿,減少混凝土泵送時的砂漿損失;當砂漿中用水量與砂過多或者過少,均對泵管覆蓋不全,起不到潤滑作用,從而造成后續(xù)堵管。
(1)泵管的布設(shè)。根據(jù)工程特點、施工場地條件、混凝土澆筑方案等綜合因素考慮泵管的布設(shè)。
如果在布設(shè)時彎管太多,不但會對泵送造成較大阻力,還會增加堵管的風險??茖W合理的泵管布設(shè)是做好泵管設(shè)計的首要任務(wù)。
(2)泵管彎道太多和密封不嚴。泵管彎道太多增加泵送時的阻力,導致泵送壓力不足,混凝土無法到達倉面;泵管密封不嚴導致泵送壓力損失。
因此盡量減少泵管彎道,不可避免時盡量增加彎道半徑;泵管安裝時要仔細檢查連接處的密封圈是否損壞,連接處和密封圈要清理干凈。
(3)泵管的選擇。泵管規(guī)格應(yīng)根據(jù)骨料最大粒徑、混凝土輸出量、輸送距離及拌合物性能進行選擇,規(guī)范要求粗骨料(碎石)最大粒徑分別為20 mm、40 mm 時,泵管最小管徑分別為100 mm、150 mm。
(4)泵送前潤滑不到位。泵送前未使用潤管砂漿或者富漿混凝土進行潤管,導致泵送時混凝土中漿液損失,造成堵管。
(5)泵管的缺陷。泵管不得有龜裂、孔洞、凹凸損失和彎折等缺陷,這些缺陷將影響混凝土在泵管中的流動性,出現(xiàn)泵管缺陷時應(yīng)及時更換。
(6)泵送中斷時間過長導致堵管。罐車不連續(xù)及各種故障問題,會導致泵管長時間滯留空氣中,造成泵管內(nèi)砂漿失去水分,不能有效起到潤滑作用。在泵送中斷時間過長時應(yīng)先使用潤管砂漿進行潤管,再進行混凝土輸送。
(1)運輸時間過長?;炷吝\輸時間過長,將導致混凝土拌合物坍落度損失較大,現(xiàn)場坍落度不能滿足泵送要求,在天氣較熱的室外尤其明顯。
混凝土運輸前,用水對罐車外表進行降溫,防止溫度對坍落度損失的影響,長距離運輸時考慮二次添加外加劑,保持混凝土坍落度滿足泵送要求。
(2)罐車運輸期間轉(zhuǎn)筒未轉(zhuǎn)動?;炷吝\輸時罐車因轉(zhuǎn)筒未轉(zhuǎn)動造成混凝土拌合物不均勻,骨料下沉,漿液上浮,在泵送時發(fā)生堵泵。
罐車攪動一定容量的預(yù)拌勻質(zhì)混凝土,一邊行駛一邊使攪拌桶以1~3 r/min的攪動轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),保持混凝土的均勻性。
(3)卸料時未進行高速旋轉(zhuǎn)拌筒。運輸過程中拌筒轉(zhuǎn)速受到限制,泵送混凝土易發(fā)生離析現(xiàn)象或得不到充分的拌合,卸料前泵送混凝土往往難以達到均勻性要求。
為了確保泵送混凝土經(jīng)過運輸后仍能保證質(zhì)量,使泵送混凝土作業(yè)能順利進行,在給混凝土泵喂料前應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)運輸車拌筒,以使混凝土在拌筒內(nèi)再次拌合均勻,保證混凝土質(zhì)量。
拌筒的旋轉(zhuǎn)時間應(yīng)根據(jù)不同混凝土攪拌車的具體要求和實際泵送混凝土的作業(yè)情況而定。
(4)罐車安排發(fā)車頻率不合理,導致現(xiàn)場等料時間過長?;炷涟韬衔锾涠冉?jīng)過時間及溫度變化而損失,如果現(xiàn)場等料時間過長,混凝土坍落度將不滿足泵送要求。
一般在混凝土澆筑時應(yīng)充分考慮運距及時間,合理安排運輸車輛,在滿足現(xiàn)場泵送施工時盡量減少運輸車輛在施工現(xiàn)場的等待。
(5)罐車葉片老化或掉落。罐車葉片的作用主要是對混凝土發(fā)揮良好的攪拌性能,若老化或掉落將導致混凝土攪拌不均勻。
(6)罐車內(nèi)的舊混凝土殘渣掉落。混凝土攪拌車在長期運輸后,因清洗不徹底,混凝土罐內(nèi)及罐口積累較多的舊混凝土殘渣,積累到一定厚度,在運輸時由于轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動及路途的顛簸,混凝土殘渣掉入預(yù)拌混凝土中,因此罐車卸料完后應(yīng)及時清理殘留混凝土,防止殘留混凝土塊掉落至預(yù)拌混凝土中。
(7)罐車內(nèi)積水未清理干凈。有些操作人員的責任心缺失,罐車在運輸完后對沖洗混凝土內(nèi)部積水未排除干凈,在下次運輸混凝土時同預(yù)拌混凝土一同進行攪拌,
因此混凝土用水量增加,改變了水膠比,混凝土可能產(chǎn)生離析狀態(tài),不但影響混凝土泵送性能,還降低混凝土質(zhì)量。因此,在混凝土罐車裝料前,應(yīng)排凈罐車內(nèi)積水。
(1)選擇泵機的型號不當。當泵機型號與現(xiàn)場泵送條件不匹配時,將影響泵送性能。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況及泵送高度選擇相適應(yīng)的泵機。
(2)混凝土缸與活塞磨損嚴重。泵機隨著使用時間的延長,活塞的唇邊逐漸磨損導致泵送壓力減弱,磨損嚴重時泵機將無法工作。當發(fā)現(xiàn)缸與活塞磨損嚴重時應(yīng)及時更換。
(3)泵機葉片磨損嚴重或損壞。當泵機泵送混凝土時,泵機葉片磨損嚴重或損壞將導致混凝土翻轉(zhuǎn)不均勻,泵機喂料不足。應(yīng)定期檢查攪拌葉片,磨損嚴重或者損壞時要予以更換。
(4)混凝土中有異物或大結(jié)塊?,F(xiàn)場施工時有些現(xiàn)場人員圖方便省事,增加喂料量,將泵機料斗上篩網(wǎng)取消,在泵送混凝土時地方政府專兼職應(yīng)急救援部門簽訂電站工程應(yīng)急救援協(xié)議,組織開展交通事故應(yīng)急預(yù)案演練活動。
(1)加強并完善施工現(xiàn)場的安全警示及防護措施。完善施工道路交通防護設(shè)施和警示標志,使用前驗收。
對于彎急坡陡、“之”字形彎道、崩塌體以及易發(fā)生交通事故的部位采取加強措施;細化和落實道路雨雪季節(jié)通行保障措施,加強應(yīng)急物資儲備。
(2)加強對員工的安全培訓。駕駛員崗前必須接受安全教育培訓,經(jīng)考核合格后上崗,特別是無山區(qū)道路駕駛經(jīng)驗的人員,必須嚴格執(zhí)行。
加強復(fù)雜路況、惡劣天氣以及突發(fā)情況的應(yīng)急處置技能培訓,適時組織開展實操演練,加大違法違規(guī)行為處罰力度,充分利用各種手段促進駕駛員依法駕車、安全駕車、文明駕車。
(3)貫徹落實車輛管理、游人進出等相關(guān)管理制度。建筑市場準入與封閉區(qū)域管理有機結(jié)合,杜絕年檢保險過期車輛、無證車輛、報廢車輛上路行駛,車輛憑證通行,游人限制進入;
科學、評估、布置施工臨時營地,認真開展地質(zhì)災(zāi)害、交通、消防和環(huán)境等方面的安全評估工作,外界條件發(fā)生變化時應(yīng)重新評估風險,定期組織營地專項檢查;
加強分包單位現(xiàn)場安全管控,嚴格考核,認真執(zhí)行車輛不報驗、人員不培訓不進場要求;強化工點、班組安全管理,嚴格執(zhí)行班前會及預(yù)知活動規(guī)定,認真落實職工帶班制度。
(4)組建車隊,對車輛進行統(tǒng)一管理。對來源不同個體、組織或社會團體的車輛,由施工單位組建車隊,設(shè)車隊長、安全管理人員等崗位并明確職責,制定安全管理制度、車輛安全檢查制度、駕駛員安全教育制度等,對進場車輛統(tǒng)一管理。
由車隊組織落實“駕駛員周安全教育培訓、周交通安全例會、車輛周安全檢查”和駕駛員行車前中后自查制度,每季度對車輛至少強檢一次,每月組織交通安全專項檢查。建立獎懲機制,由車隊長每月組織考核。
(1)高度重視隱患排查治理工作。根據(jù)承監(jiān)項目風險特點,組織開展市場準入、車輛管理、道路交通、施工營地等專項安全檢查,對落實隱患不力的責任單位和人員采取約束措施,強化隱患整改閉環(huán)管理;
各級監(jiān)理人員認真落實安全生產(chǎn)“一崗雙責”要求,認真做好人員、設(shè)備、材料進場審批,規(guī)范開展監(jiān)理巡查、旁站工作。
(2)增加施工單位執(zhí)行班前會、三級安全教育培訓、職工帶班、車輛管理等制度抽查頻次。嚴格臨建營地、施工道路的審批把關(guān)和投用前檢查、驗收工作,對安全措施未落實的臨時營地堅決禁止投入使用。
水利水電工程建設(shè)過程中,需投入大量作業(yè)車輛,違章操作、車況不良、環(huán)境惡劣以及管理不到位等極易引發(fā)車輛傷害事故。
以某電站建設(shè)過程中發(fā)生的一起車輛傷害事故為例,分析了事故發(fā)生的直接原因和間接原因,進行了事故分析,從嚴格履行安全管理責任、嚴格落實安全生產(chǎn)規(guī)章制度、加強對作業(yè)人員的安全教育培訓、改善施工車輛作業(yè)環(huán)境等方面提出了控制施工車輛安全管理的對策和建議,并在實踐中得到了有效驗證。