钢管混凝土泵送顶升混凝土施工工艺

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1、一、工程概况钢管内灌注C45微膨胀混凝土，混凝土要求具有良好的泵送性能和微膨胀性，能够抵消混凝土收缩。主跨φ426×20㎜钢管共439.892m，φ426×12㎜钢管共1245.464m，共压注混凝土210m3；φ203×10㎜钢管共813.844m，水平布置的φ203钢管共369.078m，灌注微膨胀水泥浆共9.1m3，竖向布置的φ203钢管共444.766m不压浆。水平φ203钢管单根最长8.7m，需压浆0.25m3，最短3m，需压浆0.1m3。 二、工艺原理钢管混凝土的灌注采用泵送顶升压注法，利用混凝土输

2、送泵的压力，在拱脚开压注口，在拱顶开出浆孔，将混凝土沿钢管从下往上一次压注完成，保证混凝土的连续和均匀。充分利用各种外加剂的特性来改善混凝土的性能，以提高混凝土强度、和易性和可泵性来补偿钢管混凝土干缩、温缩。 三、施工方法1、配合比设计由于钢管内有法兰致使钢管内径从402㎜突变为183㎜，混凝土泵送高度高达41m、距离长达100m，这些因素造成混凝土泵送阻力很大，因此钢管混凝土泵送施工难度大，对混凝土的技术性能提出了更高的要求。配合比设计应遵循以下指标：(1)混凝土设计强度：C45；(2)混凝土具有良好的可泵性

3、，即坍落度大，和易性好、不泌水、不离析、自密性好；(3)混凝土具有补偿收缩性，并满足下表要求：项目限制膨胀率（%）限制干缩率（%）抗压强度（Mpa）龄期水中14d水中14d，空气中28d28d性能指标≥1.5×10-2≤3.0×10-2≥54.9     (4)初凝时间必须满足每孔管道的压注完毕后，混凝土仍具有足够的和易性，本次配合比设计要求初凝时间大于13小时，终凝时间大于16小时。坍落度控制在20㎝～22㎝，扩展度大于55㎝，压力泌水率S10＜15ml、S140＝40～100ml；(5)胶凝材料最少用量（水

4、泥、膨胀剂和掺合料的总量）大于300kg/m3。配合比设计由W4标中心实验室完成，并委托葛洲坝试验中心对重要指标进行复检。使用原材料如下，各材料用量根据实验室配合比报告执行。(1)水泥:华新"堡垒"牌P.O42.5.(不得使用硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥和高铝水泥；(2)细骨料:洞庭湖中砂；(3)粗骨料:三岔口反击破碎石（5～20mm）；(4)粉煤灰:武汉华壁Ⅰ级粉煤灰（掺量18～22%）；(5)武汉三源EVA膨胀剂（掺量10～14%）；(6)山东淄博华伟NOF-AS高效减水剂（掺量1.3～1.5%）。2、补偿收

5、缩混凝土限制膨胀率的计算及确定：补偿收缩混凝土性能指标的确定，一是在不影响抗压强度的条件下膨胀率尽量增大，二是干缩落差要小。混凝土外加剂应用技术规范GB50119-2003中规定补偿收缩混凝土的膨胀性能，以限制条件下的膨胀率和干缩率表示。因为混凝土收缩受到限制才会产生裂纹，而混凝土膨胀在限制条件下才能产生预压应力。计算公式为：σc=μ×Es×ε2注：a.（μ——配筋率，Es——钢筋弹性模量，ε2——限制膨胀率）；b.膨胀试件尺寸为100mm×100mm×300mm，中间预埋两端带钢板的Φ10mm钢筋，配筋率μ=

6、0.007854，钢筋的弹性模量取Es≈2×105Mpa；c.σc=0.007854×10-2×2×105×ε2=1.57ε21=1.57×103×ε2（Mpa）根据GB50119-2003中规定掺膨胀剂的补偿收缩混凝土水中养护14d的限制膨胀率≥0.015%，相当于在结构中建立的预压应力大于0.2Mpa；d.补偿收缩混凝土的限制膨胀率最好控制在0.02%～0.03%即预压应力为0.24～0.47Mpa。3、混凝土的运输方案及混凝土泵的选择a.混凝土的运输方案方案1：桥台顶至拱座顶的落差为42m，水平距离约为4

7、0m，若在桥台附近布置一台混凝土泵向下泵送混凝土，在拱座顶再布置一台混凝土泵接力，则倾斜向下配管长度约为60m，根据《混凝土泵送施工技术规程JGJ/T10-95》的要求，应在斜管下端设5倍高差长度的水平管，由于现场地形狭窄，即使设置弯管或环形管也很难实现，所以采用两台混凝土泵接力输送混凝土的方案不现实，应予以否定。方案2：根据拱座基础灌注经验，我们仍可采用串筒输送混凝土至拱座顶。由于自溜距离较长，混凝土到达拱座时部分离析，和易性差。因此我们可以在拱座顶放置一台混凝土泵，泵上方设置一个容量为2m3、带搅拌装置的贮

8、料斗用于将溜槽溜下的混凝土拌和均匀。然后将混凝土放入泵车内泵入钢管内。备用管道、电焊机、气割设备的作用是当堵管发生或泵不上去的时候在混凝土到达位置开孔焊接带闸阀泵管，然后连接备用管道继续压注直至管顶。备用管道用钢筋固定在拱肋上。根据拱座施工经验，已有的搅拌站的生产能力每小时可以搅拌出15～18m3混凝土，能够满足钢管混凝土的连续压注。b.混凝土泵的选择输送泵的额定泵送能力应不小于灌注速