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昆山中环北线N-1标金鸡河辅道桥拱肋混凝土泵送方案上海建工集团昆山中环快速化改建工程北线N-1标项目部钢管拱内混凝土采用泵送顶升压注施工，从两拱脚至拱顶对称均衡一次连续泵送完成上下钢管及腹板混凝土，在拱顶设置混凝土增压管，增压管高2m，管径200mm，在拱脚设置泵送混凝土压注管，管径Φ125mm，管上设置截止阀，在1/2拱高处设置备用泵送混凝土压注管。一、泵送顶升压注混凝土施工优点1、混凝土密实度好2、钢管壁与混凝土结合密贴，混凝土强度有保证3、拱上布管少4、混凝土灌注快速，施工中无需振捣5、施工方便二、泵送混凝土顺序1、浇注下钢管2、浇注腹腔3、浇注上钢管三、拱肋排气孔设置为排出泵送中管内空气，在上钢管、腹腔、下钢管分别设置排气孔，上钢管排气孔沿拱肋间距2m，腹腔及下钢管排气孔沿拱肋间距4m,左右错开2m布置，排气孔直径均为5mm。四、拱肋混凝土1、拱肋内填充混凝土为C40微膨胀混凝土，根据《公路桥涵施工技术规范》中有关规定，灌注混凝土要求具有低含气量、大流动性、收缩补偿，延后初凝和早强的性能。混凝土配合比见附件，混凝土配置强度应比设计强度提高10%~15%。2、泵送混凝土材料水泥、细骨料、粗骨料、减水剂、微膨胀剂和其他外加剂均应符合现行国家标准和相应现行技术规范要求。1）基本材料选用基本材料包括胶凝材料水泥、细骨料砂、粗骨料石子及拌和水。水泥，最大用量不超过450kg/m³，水泥用量小强度不易满足，用量大则水化热较多且强度增长不明显。粗骨料材料规格5~20mm（碎石）最大粒径不能超过泵管直径的1/3,；对于砂率，一般在0.33左右，较小的砂率可以较大限度地发挥粗骨料的骨架作用，混凝土的强度等级越高，砂率应越低，但为防止混凝土离析，砂率应适当放大，可控制在40%~50%。对于坍落度一般控制在200~240mm，本次灌注用混凝土按240m³控制。2）外掺剂（混合料）选用对灌注混凝土的泵送性能要求，坍落度大、和易性好，一般应适当增大用水量，但用水量增加后，混凝土强度则会降低，容易离析且收缩性大。针对这个问题，一般通过掺配外加剂解决。为满足混凝土强度和坍落度、和易性的要求，采用优良的减水剂，以降低用水量，减小水灰比，增大混凝土的流动性，提高混凝土的强度和耐久性。可掺入量通过试验确定。为减小混凝土的收缩系数和孔隙率，提高管内混凝土的密实性，采用膨胀剂。膨胀剂作为外掺剂加入到混凝土中，使混凝土早期产生适度膨胀，同时其晶体会不断填充混凝土孔隙，改善混凝土孔隙结构，提高密实性。膨胀剂掺量可控制在10%~15%，即可有效补偿混凝土的收缩。为降低混凝土的水化热和干缩变形，保证钢管拱肋在温度较高的情况灌注混凝土的可靠性，采用粉煤灰。粉煤灰颗粒较小，填充于混凝土的部分气孔，能改善混凝土组分的颗粒级配，增加密实性，同时粉煤灰的球形颗粒的滚珠作用可改善混凝土的可泵性，从而进一步减小用水量。粉煤灰的掺量可控制在10%~30%之间。混凝土还需具有早强性能（3天强度达30%，7天强度达70%，10天强度大于85%）。主桥用C40微膨胀混凝土由具有相应资质的实验室试配合格后，应将设计配合比上报试验监理工程师，经验证符合要求后，才能生产使用。3、混凝土泵送工艺流程安装输送泵布置输送管安装灌注阀泵水冲洗钢管素水泥浆湿润钢管对称泵送混凝土拱顶增压管冒出混凝土停止泵送混凝土关闭灌注阀门拆除与清洗输送管和泵泵水养护（用水湿润钢管）切割排气管灌注管用各种孔用盖板封焊检测混凝土密实度泵送顺序：拟采用一次泵送，先泵送下钢管混凝土，完成稳压10分钟后，泵送腹腔混凝土，完成稳压10分钟后，泵送上钢管混凝土。4、灌注孔安设灌注孔孔径采用Φ125mm，与混凝土输送管等直径，注浆管进入弦管内5~20cm，注浆管与弦杆焊缝质量等级等同钢管拱主体。混凝土输送管与压浆管法兰盘连接，并设止浆阀。为防止从拱脚处不能一次浇筑到拱顶，在1/2高度处对称再各增设一个浇注口作为备用。其布置如下图：每根拱肋上共布置灌注孔4个（拱脚与边吊杆间、1/2高度处）拱肋设下钢管、腹腔、上钢管各自的增压管，增压管高度2m，直径Φ200mm。5、输送泵的布设及选择1）输送泵的布设根据钢管混凝土对称灌注的原则，南北侧钢管拱肋从拱脚两侧同时灌注。同时在拱背上布设两组输送管，两端各布置两台输送泵及一台输送泵作为备用。泵送时先泵送南侧和北侧拱肋下钢管，单根钢管两端对称泵送，且混凝土泵送速度应基本相同，混凝土顶面高差不能超过3米，接近拱顶时，混凝土顶升面高差不能超过1米，以确保拱肋的纵向稳定混凝土泵送应连续进行，如有间歇，间歇时间不得超过混凝土初凝时间。对左右两侧（或称南北侧）下钢管亦应同时对称泵送混凝土，保证两根下钢管泵送进度一致。腹腔内及上钢管也按此顺序和要求泵送混凝土。2）混凝土泵的选择混凝土输送泵的选用主要是泵送功率和泵压的选择，而两者又与泵送速度、泵送管径、混凝土输送水平距离及混凝土坍落度有关。主桥钢管拱肋混凝土泵送相关参数如下：（1）泵送速度：v≥1.2Q/t，式中Q为要求每次灌注的混凝土方量，主桥单根拱肋单个弦管两侧对称灌注时，每侧最大灌注量约为30m3，t为混凝土终凝时间，取5h，则：v≥1.2Q/t=1.2*30/5=7.2m3/h,取灌注一根钢管保证每小时供应不少于20m3混凝土。（2）泵送高度：本桥施工最大泵送高度按30m考虑，则输送泵扬程一般为1.5倍泵送高度，即45m。（3）泵送水平距离：按100m考虑。（4）输送泵管径采用125mm。（5）混凝土坍落度按200±20mm控制，扩展度按600×600控制。根据以上参数,同时高压固定式混凝土输送泵应同步进行泵送，每台泵车平均每小时泵送20m3混凝土,每片拱肋单根计划在2h内完成泵送。输送泵的系统泵压在8Mpa左右，防止爆裂，综合以上各项因素选用六台HBT60.13.90S型高压固定式混凝土输送泵作为泵送机械。其中两台为备用泵。其泵送能力每小时60m3，泵压13MP,完全满足本桥泵送混凝土需要。3）混凝土搅拌车为了保证拱肋混凝土灌注工作连续进行，应配置适当数量的搅拌车，其配备数量应根据混凝土运输距离、搅拌车混凝土容量以及泵送顶升时间等因素确定，我们将根据现场施工条件做具体的安排布置。6、混凝土泵送过程中的监测监控监控项目：墩顶位移、拱顶高程变化、拱轴线变化（分灌注前、灌注至混凝土量1/2时、完成时、完成24小时时，共4个工况进行测量并记录）。检测仪器：全站仪监控质量要求：拱圈高程：L/3000=±30mm对称点高差：L/3000=30mm轴线横向偏移：18.7mm7、混凝土泵送的质量技术措施1）每次混凝土泵送前要对所有设备和部件进行检查并试运行。确保泵送过程中，设备运行良好，同时备用两台输送泵（拱肋两端各备用一台）。以确保泵送混凝土时不间断进行。2）输送管道布设时，尽量减少弯管数量，管道固定牢固，接头紧密，不漏浆，不漏气，减少泵送压力损失。对输送管逐节检查，尽可能降低爆管的可能性；检查各管节接口及管节安装的稳固性，杜绝混凝土顶升过程中发生脱管现象；对备用管道的更换要先行试验，熟练掌握。3）泵送混凝土前先泵入清水和素水泥砂浆清洗及湿润管道，再泵送混凝土。4）每车混凝土都应作坍落度、含砂率、和易性检验，坍落度控制在20cm±2cm内，和易性，流动性，可泵性良好。砼搅拌站根据配合比，测试4小时、6小时、8小时、10小时的砼坍落度，要求在砼初凝前保持良好的流动性。禁止将不合格混凝土泵入钢管拱肋内。对不合格混凝土立即退回。5）对称灌注混凝土数量相差不超过1.5m3，水平长度不大于3m。6）当混凝土不能连续灌注时，可以反泵将拱肋内混凝土抽回料斗，再来回泵送，以免混凝土在输送管和钢管内放置时间过长，产生沉淀，凝固而堵管。7）当输送泵压力接近最大压力值时，而混凝土还未到达拱顶，应停止泵送，换上一个备用灌注压浆管进行泵送，但要保证此灌注孔上方混凝土至少有5m，不允许混凝土倒灌。8）混凝土应连续供应，当混凝土出现间断，应留一车混凝土，每5分钟泵送一次，直到下车混凝土运来。输送泵料斗必须有足够的混凝土，防止无混凝土空泵而泵入空气到钢管中，引起堵管，或引起混凝土内出现空洞，影响混凝土质量，或因压缩空气产生高压造成钢管壁破裂。9)通过拱肋上的排气孔流出水泥浆可以掌握拱肋两端泵送混凝土进度，同时当混凝土顶升面达到每个排气孔后，作业人员应及时“掏排气孔”，使气体尽快排出，然后用木楔堵孔。10）当拱顶增压管射出水泥浆时，应停止灌注混凝土，稳压5分钟，然后适当加大压力，再次灌注拱肋混凝土，让混凝土从排气管流出，如此反复几次，待排气管内流出的混凝土浓度与泵送混凝土浓度相同时即可停止灌注。钢管拱内混凝土强度达到50%后，即可拆除钢管拱肋上的灌注管、排气管，所有的孔都应用原切割下来的钢板焊接封闭。11）混凝土泵送完，立即关闭钢管上的止浆阀门，再将料斗里混凝土清除，拆除输送管，进行清洗。12）待拱肋混凝土强度均达到设计强度的85%后，检查拱肋混凝土是否密实。管内混凝土的浇灌质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，对有异常者，可用超声波进一步检测。同时做好砼试块，分别做3天、7天、10天、28天试块，以28天强度报告为准。对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封闭。13)混凝土浇筑前头两天，在搅拌站进行混凝土试拌，试拌后混凝土工作性应符合设计及技术规范要求。浇筑前安排专人在搅拌站负责监督拌合计重，外加剂掺量，以及检查混凝土工作性要求，并随时与现场保持联系，保证混凝土的连续供应，混凝土到场时安排专职试验员对工作性进行复检，确保混凝土质量和工作性符合技术规范要求。8、保证措施为防止浇筑过程中可能发生的爆管、泵管失稳脱节、堵管，在每个泵送位置各安排一个监控人员，对浇筑前管口连接部位，竖管支撑、水平管安放和加固进行检查，并进行验收，确认无问题后再进行混凝土顶升浇筑。浇筑过程中每个泵车处各安排一个操作员和监控人员，对过程中可能存在的漏浆、管道松懈、泵管温度、泵送压力等进行监控。并做好爆管应急准备，应急材料有：每台泵车处配套泵管4节、配套扳手一个，准备氧气乙炔一套。并做好人员的安全防护措施，每个监控人员分发护目镜一个，胶皮手套一双，以防爆管后混凝土浆对眼睛造成损伤，并及时对管道进行更换和维护。五、附图六、人员安排泵送混凝土现场指挥：姜辉；泵送混凝土现场施工员：邱继品、张红伟；泵送混凝土现场材料员：陆海峰；泵送混凝土泵管施工员：陈世存；泵送混凝土现场安全员：陈兴苗；泵送混凝土泵车监控员：王峰蔡瑞荣邱继品张红卫泵送混凝土现场试验员：王跃平