佟剛

（慶陽市巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程建設(shè)管理局，甘肅慶陽745000）

1 工程概述

巴家嘴水庫位于甘肅慶陽市境內(nèi)，處于黃河流域徑河支流蒲河中游的黃土高原地區(qū)。工程1958年開工興建，1962年建成，后經(jīng)多次加固改建，現(xiàn)狀為防洪、供水、灌溉及發(fā)電綜合利用的大（2）型水利樞紐工程。巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程主要是在水庫大壩左壩肩新建一座兩孔開敞式溢洪道，溢洪道由進(jìn)口引水渠、控制段（溢流堰）、泄槽段、消能防沖設(shè)施和下游出水渠等五部分組成，全長427 m。設(shè)計(jì)工程量：明挖土方112.7萬m3，明挖石方28.4萬m3，土方填筑50.3萬m3，澆筑混凝土12.5萬m3。

在巴家嘴水庫周圍地區(qū)，缺乏中粗砂資源，地下開采的礦砂細(xì)度模數(shù)又多小于1.5，按JGJ52-92《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》，凡是砂的細(xì)度模數(shù)在1.5以下或平均粒徑在0.25 mm以下的稱為特細(xì)砂，使用這種砂配制的混凝土稱為特細(xì)砂混凝土。由于其細(xì)度模數(shù)較小，比表面積較大，空隙率大導(dǎo)致水泥用量加大，用水量加大。用水量加大混凝土中含水量增加，用水泥量增加，混凝土中漿體含量增加，這對硬化后混凝土強(qiáng)度指標(biāo)及體積收縮極為不利。但本著節(jié)約成本、就近取材、合理利用資源、滿足工程需要的原則，采用當(dāng)?shù)靥丶?xì)砂拌制泵送混凝土。特細(xì)砂泵送混凝土除需要滿足普通泵送混凝土的大坍落度、顆粒級配粒徑滿足管徑要求外，還存在可泵性差、坍落度損失快、易泌水離析、易堵管及裂縫易發(fā)育等缺點(diǎn)，成為施工的難點(diǎn)。該工程通過調(diào)整配料的比例、摻加減水劑、合理布管，有效實(shí)現(xiàn)了泵送，其強(qiáng)度、抗凍、抗?jié)B、抗裂性能均符合設(shè)計(jì)要求。

2 原材料選擇

泵送混凝土和普通混凝土一樣，具有一定的強(qiáng)度和耐久性指標(biāo)要求，但與普通混凝土的施工方法不同，泵送混凝土在施工過程中，為了使混凝土沿管道順利地進(jìn)行運(yùn)輸和澆筑，必須要求混凝土拌和物具有較好的可泵性，因此對泵送混凝土的流動性有一定要求，但流動性大的混凝土其可泵性不一定好。相反，過大的流動性不僅對泵送沒有好處，還會發(fā)生泌水、離析等質(zhì)量問題，甚至還會使混凝土喪失可泵性，所以在原材料選擇和配合比方面要慎重考慮，以求配制出具有良好的和易性、較大的坍落度、可泵性強(qiáng)的混凝土。

2.1 水泥

水泥品種對混凝土拌和物的可泵性有一定的影響。巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程在選擇水泥時綜合考慮各方面因素后，最終選用甘肅祁連山水泥集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的42.5級普通硅酸鹽水泥，其燒失量1.53%，細(xì)度1.6%，比表面積368 m2/kg，SO32.26%，MgO2.7%。

2.2 粗骨料

粗骨料的級配、粒徑大小和顆粒形狀對混凝土拌和物的可泵性有較大影響。級配良好的粗骨料，其空隙率較小，對節(jié)約水泥和增加混凝土的密實(shí)度有很大作用。配制泵送混凝土的粗骨料最大粒徑與輸送管徑之比，一般建筑混凝土用碎石不宜大于1∶3，卵石不宜大于1∶2.5。在巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程中，使用慶陽市長慶橋產(chǎn)卵石作為粗骨料。其中：0.5～2 cm卵石表觀密度2690 kg/m3，堆積密度1590 kg/m3，緊密密度1730 kg/m3，壓碎指標(biāo)9.2，針片狀顆粒含量2.5%；2～4 cm卵石表觀密度2650 kg/m3，堆積密度1500 kg/m3，緊密密度1640 kg/m3，壓碎指標(biāo)7.8，針片狀顆粒含量1.2%。

2.3 細(xì)骨料

泵送混凝土拌和物之所以能在管道中順利輸送，是因?yàn)樗嗌皾{潤滑管壁，并在整個泵送過程中使集料顆粒不離析地懸浮在水泥漿體之中。因此，細(xì)骨料對拌和物的影響比粗骨料大得多，這就要求細(xì)骨料不僅要含量豐富，而且級配要良好。使用巴家嘴產(chǎn)特細(xì)砂（距工地1～2 km），細(xì)度模數(shù)1.3，表觀密度1600 kg/m3。經(jīng)過大量試驗(yàn)和多次試泵，在滿足混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B、抗凍等各項(xiàng)性能和施工和易性的情況下，最終選擇出砂率為30%～32%。

2.4 粉煤灰

摻和料是比表面積較大的磨細(xì)礦物微粉，它是高性能混凝土的重要組成材料之一。正是由于摻用了磨細(xì)礦物微粉，才改善了常規(guī)普通混凝土的各項(xiàng)性能，提高了混凝土整體密實(shí)度，加強(qiáng)了混凝土界面結(jié)合，促使混凝土強(qiáng)度和耐久性提高，有其它材料不可替代的作用。巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程混凝土中摻入平?jīng)鲭姀SI級粉煤灰，取代部分水泥，滿足施工要求且降低了成本。

2.5 減水劑

為了保證預(yù)拌泵送混凝土良好的性能，既要混凝土有較低的水膠比，同時要具有較大的流動性，保持良好的泵送性能。因此，必須摻用高效減水劑來滿足這幾方面的需要。巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程選用西安聚能特種工程有限公司生產(chǎn)的N1229-0高效減水劑，減水率20%以上。

2.6 水

巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程混凝土拌制用水采用當(dāng)?shù)仫嬘盟?，滿足各種指標(biāo)。

3 混凝土配合比設(shè)計(jì)

泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)的目的：根據(jù)工程對混凝土性能的要求和混凝土泵送的要求，選擇適宜的原材料比例，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、可泵性好的混凝土。水工泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)原則：（1）保證混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度、抗凍、抗?jié)B、耐久性以及滿足現(xiàn)場施工要求，使混凝土具有良好的和易性和可泵性；（2）根據(jù)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，以基準(zhǔn)混凝土等稠度、等強(qiáng)度的原則，用超量取代法進(jìn)行設(shè)計(jì)。巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程施工配合比見表1。

4 泵送

泵送混凝土在施工前，首先應(yīng)根據(jù)混凝土工程特點(diǎn)、澆筑工程量、施工進(jìn)度計(jì)劃、輸送距離、輸出量等，選擇適宜的混凝土泵型號，或?qū)σ延械幕炷帘眠M(jìn)行驗(yàn)算，以便按計(jì)劃順利施工。

4.1 混凝土泵的排量

混凝土輸送泵的實(shí)際排量是施工組織管理的重要技術(shù)數(shù)據(jù)，一般用泵的理論排量由容積效率表示?；炷凛斔捅玫娜莘e效率與輸送的混凝土坍落度有關(guān)，當(dāng)輸送的混凝土坍落度降低，容積效率也隨之下降?；炷凛斔捅玫娜莘e效率一般由試驗(yàn)測定，目前混凝土泵的排量一般分為30 m3/h以下、45～56 m3/h和80～90 m3/h三檔，最常見的排量為60 m3/h。本工程采用的HBT（D）60混凝土泵最大理論輸送能力為67.5 m3/h，混凝土主排量為60 m3/h。

表1 巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程泵送混凝土施工配合比Table 1:Construction mix proportion of pumping concrete in rehabilitation of Bajiazui reservoir

4.2 混凝土泵的布置

混凝土泵車在現(xiàn)場的布置要根據(jù)工程的輪廓形狀、混凝土工程量分布、地形和交通條件等確定。具體布置時，應(yīng)考慮以下因素：混凝土泵盡量靠近澆筑地點(diǎn)，一是便于配管，二是方便運(yùn)輸；為保證混凝土泵連續(xù)工作，混凝土泵車的料斗周圍最好能同時停放兩輛混凝土攪拌運(yùn)輸車，使其能快速交替工作；為便于混凝土泵的清洗，其位置最好靠近供水管道和排水設(shè)施；為保證施工安全，在混凝土泵和泵車的作業(yè)范圍內(nèi)，不得有高壓線等障礙物，要考慮到供電、交通、防火等方面。

4.3 配管

泵送混凝土的技術(shù)性能除和泵體性能有關(guān)外，還與配管有著密切的關(guān)系。通常配管的管徑、質(zhì)量、彎度、長度、接頭等都直接影響著泵送效率?；炷凛斔凸軕?yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、施工現(xiàn)場情況和制定的混凝土澆筑方案進(jìn)行配管設(shè)計(jì)。配管設(shè)計(jì)好壞關(guān)系到施工是否順利、質(zhì)量是否合格。配管設(shè)計(jì)的原則是滿足工程要求，便于混凝土澆筑管段的裝拆，盡量縮短管線長度，少用彎管、斜管和軟管。混凝土輸送管關(guān)鍵在于輸送管直徑的選擇，它取決于粗集料的最大粒徑、要求的混凝土輸送量、輸送距離以及泵送的難易程度和混凝土泵的型號，本工程選用直徑125 mm的泵管。

4.4 泵送

為保證把混凝土拌和物順利用混凝土泵經(jīng)輸送管送至澆筑地點(diǎn)，必須在正式泵送前做好一系列的準(zhǔn)備工作。開泵前先檢查配管接頭是否完全封閉，泵的各部位是否正常，檢查水、電源接通情況，測量電壓并注意保護(hù)電纜。在確定無誤后方可開泵，空載運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查活塞桿與泵體、機(jī)體一切正常后，才能正式投入使用。為防止初泵送時混凝土配合比的改變，在正式泵送前應(yīng)用水、水泥漿、水泥砂漿進(jìn)行預(yù)泵送，以潤滑泵和輸送管內(nèi)壁。水、水泥漿和水泥砂漿的用量見表2。

開始泵送混凝土?xí)r，混凝土泵應(yīng)處于低速、勻速并隨時可反泵的狀態(tài)，并時刻觀察泵的輸送壓力，當(dāng)確認(rèn)各方面均正常后，才能提高到正常運(yùn)轉(zhuǎn)速度?；炷帘靡B續(xù)運(yùn)行，壓送出現(xiàn)中斷時，輸送管內(nèi)的混凝土處于靜止?fàn)顟B(tài)，混凝土就會產(chǎn)生泌水，混凝土中的骨料也會按照密度不同而下沉分層，停歇的時間越長，越容易使混凝土產(chǎn)生離析，還可能引起輸送管道的堵塞。如果由于技術(shù)或組織上的原因，迫不得已停泵時，每隔4～5 min開泵一次，使泵正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各兩個沖程，同時開動料斗中的攪拌器，使之?dāng)嚢?～4轉(zhuǎn)，以防止混凝土離析。如果泵送時間超過45 min，或混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，應(yīng)用壓力水或其他方法沖洗輸送管，清除管內(nèi)殘留的混凝土。當(dāng)混凝土輸送管堵塞時，可采取下述方法排除：讓混凝土泵反復(fù)進(jìn)行反泵和正泵，逐漸吸出堵塞處的混凝土拌和物，在料斗中重新加以攪拌后進(jìn)行泵送；用木槌敲擊輸送管，查明堵塞管段，將堵塞處混凝土拌和物擊松后，再通過混凝土泵的反泵和正泵，排除堵塞。當(dāng)采用以上兩種方法都不能排除堵塞時，可拆卸堵塞部位的輸送管，排出堵塞的混凝土后，再接管重新泵送。

表2 水、水泥漿和水泥砂漿的用量Table 2:Consumption amount of water,cement slurry and ce?ment mortar

5 結(jié)語

用特細(xì)砂作為骨料配制水工泵送混凝土可以通過調(diào)整配料比例、摻加外加劑、合理布置泵送管道、嚴(yán)格施工管理來實(shí)現(xiàn)泵送。通過對巴家嘴水庫除險(xiǎn)加固工程特細(xì)砂泵送混凝土進(jìn)行檢測，其強(qiáng)度、抗凍、抗?jié)B指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求。該工程特細(xì)砂泵送混凝土的成功應(yīng)用為該地區(qū)特細(xì)砂在水利工程中的使用提供了參考?！?/p>

[1]BJG19－65,特細(xì)砂混凝土配制及應(yīng)用規(guī)程[S].

[2]趙志紹.混凝土泵送施工技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998.