第７卷第６期 ２００９年１２月 ｄｏｉ：１０ ３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ １６７２—１６８３．２００９．０６．１ １３ Ｖｏ１．７ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００９ 长距离泵送混凝土质量控制 宋守春 （北京燕波工程管理有限公司，北京１Ｏ０Ｏ９７） 摘要：简要介绍了南水北调中线京石段应急供水工程（ＪＬ京段）西四环暗涵工程施工中泵送混凝土在泵管超过４００ Ｉｎ 长度的情况下，进行泵送混凝土质量控制的工作要点以及混凝土施工工艺的控制。对于同性能的水工建筑物及同类 工程施工具有一定借鉴意义。 关键词：泵送混凝土；质量控制；配合比；坍落度 中图分类号：ＴＶ５５４ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—１６８３（２００９）０６—０４２３ ０３ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｌｏｎｇ－Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｐｕｍｐｉｎｇ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｓ０ＮＧ Ｓｈｏｕ—ｃｈｕｎ （Ｂｅｒｉｎｇ Ｙａｎｂｏ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒ吖ｅｃｔ，￣／［ａｎａｇｅｍｅｎｔ ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｏｉｎｇ １０００９７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｐｏｒｔ ｇａｖｅ ８ ｂｒｉｅｆｉｎｇ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｐｕｍ ｐｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｉ．ｅ．，ｂｅｙｏｎｄ ４００ ｍｅｔｅｒｓ ｔｒａｎｓｐ。ｒｔａｔｉｏｎ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｐｕｍｐｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃｕｌｖｅｒｔ ａｔ ｔｈｅ Ｗｅｓｔ Ｆｏｕｒｔｈ Ｒｉｎｇ ｉｎ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｕｔｈ—ｔｃ￣Ｎｏｒｔｈ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｊｅｃｔ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｇｉｖｅ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏ— ｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｕｍｐｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ；ｍｉｘｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ；ｓｌｕｍｐ １ 日ｌＪ置 南水北调中线京石段应急供水工程（ＪＬ京段）西四环暗涵工 路向岛程 程上接卢沟桥暗渠，下接团城湖明渠，为总干渠的最后控制性工 程，全长１２．６４ ｋｍ。设计流量为５Ｏ ／ｓ，加大流量为６Ｏ ／ｓ［ 。 本工程主要由直径４ ｍ的双洞组成，主要建筑物包括：暗 涵涵身，出口闸，施工竖井１２座，分别是１号～１２号竖井；排 气阀１２对，通气孑Ｌ ２１对。暗挖段涵管为复合式衬砌结构，采 用浅埋暗挖法修建，正台阶法开挖，支护结构为格栅钢架加钢 合材料 防水 筋网喷射混凝土，衬砌结构为模注钢筋混凝土，支护与衬砌结 构之间铺设连续防水板。主洞横断面见图１。 为加快衬砌结构施工进度，根据施工现场的实际情况，衬 砌结构混凝土直线段采用整体式钢模台车、泵送混凝土施工 工艺。由于受暗涵内交通不便，施工作业面多，场地狭小等条 件制约，仓号与混凝土泵最远距离超过４００ ＩＴＩ。根据该种情 图１主洞横断面图 泵送混凝土的设计技术指标：抗压强度３０ ＭＰａ；抗渗等 级Ｗ８；抗冻等级Ｆ１５０；坍落度２２０￣２６０ ｉｎｒｎ；二级配。 ２．２室内试验 况，试验室针对该部位的情况进行混凝土配合比试验和混凝 土质量控制。 ２．２．１ 试验需解决的问题 ①在长距离泵送的情况下混凝土要保持较好的和易性 和可泵性，混凝土具备良好的施工性能。 ②混凝土坍落度损失率要小，１ ｈ坍落度损失不能超过２ ｃＦｎ。 ２泵送混凝土配合比试验 ２．１ 泵送混凝土的设计技术指标 收稿日期：２００９—０９ ２９ 修回日期：２００９ １１—２６ 作者简介：宋守舂（１９７２），男，山东德州人，工程师，主要从事水利水电工程施工监理工作。 。蛀ｇ 踩ｌ ・４２３・ 第７卷总第４５期・南水北调与水利科技・２００９年第６期 （卷终） ２．２．２ 原材料 ①水泥。采用北京兴发水泥有限公司生产的普通硅酸盐 ４２．５水泥，水泥物理力学性能检测成果见表１。 表１水泥物理力学性能检测成果 ．扛 。， 。 表２泵送混凝土配合比 莩襞 等级 比 比（ ）水水泥 旦里 ！ ：竺：： “ 坍落 砂石 ／ ｃｍ （２３０ｎ５ＯⅥ侣Ｏ．４１ ０．３７ ４４ １５５ ２６５ １１８ ７６６ １０９６ ３８ １１．６５ ２２￣２６ 项目监理部对混凝土配合比审查：配合比设计符合规范 要求，其组成材料均有产品合格证和质量检验报告；配合比试 ②骨料。采用涞水鑫源砂石开采厂生产的，细骨料采 用水洗砂，细度模数２．５～２．７的中砂；粗骨料为级配良好的 验满足设计和施工要求，经监理审批方能使用。配合比中混 凝土碱含量２．０２ ｋｇ／ｍ。：混凝土碱含量没有超过２．５ ｋｇ／ｍ３。 ５～２５ ｍｍ卵碎石。细骨料、粗骨料１４ ｄ砂浆棒膨胀率分别 为０．０９５ 、０．０９６ ，属于低碱集性骨料。 ③外加剂。采用北京兴宏光建材厂生产的ＷＤＮ－１０引 气减水剂（液体），其减水率达２Ｏ 以上。加入减水剂可以降 低混凝土的水灰比以及改善混凝土的孔结构，减少泌水及保 证混凝土在一定时间具有一定的流动性，相应减少水泥用量 及混凝土的收缩，对混凝土抗裂有利。经过试验：混凝土中外 加剂引入碱含量０．３７ ｋｇ／ｍ３，符合《混凝土外加剂技术规程》 （ＤＢＪ０１—６１—２００２）ｌ２］及南水北调中线局下发的《预防混凝土工 程碱骨料反应技术条例》（试行。） ④粉煤灰。粉煤灰作为混凝土中的一种掺和料，其品质 的优良与否，将直接影响到混凝土质量。品质优良的粉煤灰， 有“固体减水剂”之称，可以减少混凝土用水量，改善混凝土和 易性，缩短振捣时间；同时在泵送混凝土施工中由于粉煤灰微 细颗粒多且大部分颗粒表面为玻璃体，起润滑作用，能够降低 泵送过程中混凝土的摩阻力，增强混凝土的施工性能。 经过试验，粉煤灰选择赤峰东元电力发展有限责任公司 粉煤灰开发利用分公司生产Ｉ级粉煤灰，碱含量１．２３ 。粉 煤灰进厂温度控制在３Ｏ℃以下。 ⑤矿渣粉。采用北京瑞德混凝土有限责任公司生产的Ⅲ 级矿渣粉。矿渣粉取代部分水泥，可以提高混凝土的耐久性、 强度，改善混凝土的抗渗性能，降低水化热，进厂温度控制在 ４Ｏ℃。经过试验，矿渣粉总碱含量０．６８ ，符合《用于水泥和 混凝土中的粒化高炉矿渣粉￣（ＧＢ１８０４６—２０００）Ｅ。］及南水北调中 线局下发的《预防混凝士工程碱骨料反应技术条例》（试行）。 以上混凝土所用的原材料，供应单位应出具省级以上资 质试验单位的碱活性反应等性能合格资料。原材料进场应及 时向项目监理部报验，报验时附产品合格证、试验报告并及时 送试样到省级以上的试验室作原材料复检，复检合格后方能 应用于本工程。 ２．３配合比设计 进行混凝土配合比设计及试验是为了保证满足设计要求并 同时要求满足施工需要。本工程属于大体积、薄壁（壁厚３Ｏ ｃｍ）、 外观质量要求高，浇筑的连续性、混凝土凝结时间及水化热的控 制是质量保证的关键。因此要求混凝土具有较好的和易性，能够 进行长距离泵送，在泵送过程中混凝土不产生离析和堵塞泵管现 象。按照上述要求，在混凝土配合比设计中采用大砂率，低水胶 比，粉煤灰高掺量等技术措施，基本解决了混凝土施工过程中堵 塞泵管的现象。泵送混凝土配合比见表２。 ．４２４． ≮避 。磉＝请 符合南水北调中线局下发的《预防混凝土工程碱骨料反应技 术条例》（试行）。 ３混凝土拌和质量控制 拌合站单独设立南水北调工程专用料仓，储存水泥、砂石 骨料等原材料；项目监理部派驻站监理工程师对使用的原材料 质量及混凝土生产过程进行全面监控。在混凝土拌制过程中， 驻站监理工程师加强对混凝土拌和物质量检测，控制混凝土 拌和物的性能。混凝土拌和物出机口坍落度应控制在２２Ｏ～ ２６０ ｍｍ之间，同时根据原材料的变化（如砂的细度模数变 化，雨天骨料含水率变化等）对混凝土配合比进行调整，控制 混凝土拌和物出机口质量，保证混凝土具有较好的和易性。 每车混凝土在出站前，驻站监理工程师逐一检验测定坍落度、 扩展度、含气量指标，不合格的混凝土严禁出站。 ４混凝土现场施工质量控制 混凝土运输到浇筑现场后，应立即卸料、泵送和浇筑，如 因其它施工原因不能立即卸料，混凝土搅拌车应调至低速档， 搅拌罐缓慢旋转搅拌。混凝土运输至施工现场后，应在１ ｈ 内卸料，超过１ ｈ后，混凝土坍落度损失将增大，混凝土变稠， 施工性能下降，混凝土堵塞泵管的机率增加；超过２ ｈ后，混 凝土不能使用，应作为废料处理，严禁在混凝土中加生水后继 续浇筑 。 对于入场的每罐车混凝土，现场监理工程师逐一见证测 定坍落度、扩展度、含气量指标，不合格的混凝土按废料处理， 并同时记下混凝土运输车号，严禁废料重新进场，确保混凝土 拌和物的质量。每仓浇筑时现场监理工程师见证取混凝土试 块，见证测混凝土拌和物人泵温度，并认真做好浇筑旁站监理 记录。 严格控制混凝土的人仓时间。西四环暗涵工程二次衬砌 混凝土为泵送混凝土，为防止堵管的危害，除了严格控制混凝 土拌合物质量和配合比以外，在现场还要依据混凝土的初凝 时间，严格控制混凝土拌和物的入泵时问。控制好混凝土浇 筑的速度：一般以每小时不大于１．２ ｍ；浇注混凝土要均匀入 模，前、后、左、右浇筑高差小于０．５ ｍ，以防产生跑模、混凝土 变形等质量缺陷。 减少气泡等缺陷的产生。控制好振捣的时间及强度至关 重要，超振易发生跑模、混凝土离析，欠振则产生气泡，目前， 主要采用附着式振捣器辅以软轴式振捣，振捣时间以３０ ｓ为 宋守春・长距离泵送混凝土质量控帝 宜，附着式振捣器设置以１０ ｍ设ｌ８台为宜。由于混凝土的 部分凝固会导致混凝土的流动性差、可泵性降低，而易造成堵 管，因此需要施工单位科学、合理、逐一安排混凝土罐车入场， 确保人场的混凝土尽量早入泵。在现场旁站监理过程中，现 场监理要详细查看送料单上混凝土的出站时间，对于超过初 凝时间的混凝土坚决不得入泵，应及时清退出场。 控制暗涵顶拱部位的浇筑质量。主要督促施工单位对针 梁上、下加焊好特制工字钢支撑，在钢筋绑扎过程中将底部混 凝土的保护层厚度按３ ｃｍ、顶部按５ ｃｍ进行预控。封拱时， ６ 结语 长距离泵送混凝土在工业民用建筑物中使用较多，但由 于工业民用建筑物和水工建筑物特点不同，两者使用的材料 也有区别。两者之问的主要区别在于：民用建筑物泵送混凝 土水平距离较短，混凝土中胶凝材料使用量大，粗骨料粒径较 小；水工建筑物泵送混凝土水平距离较长，粗骨料粒径较大， 混凝土胶凝材料用量相对偏低＿４Ｊ。 水工建筑物长距离泵送混凝土由于骨料粒径较大，胶凝 材料用量较少，混凝土在泵送过程中摩阻力增大，造成施工难 度加大。水工建筑物由于自身的特点，在施工过程中难免使 用长距离泵送混凝土，通过试验，采取合理的技术措施及加强 质量控制能够解决施工中出现的问题ｌ４］。通过对混凝土试验 成果及混凝土外观质量的评定，整个衬砌结构施工过程满足 设计及规范要求且能缩减施工工期，对于同性能的水工建筑 从最里端向外逐次完成，并控制好封拱压力。一方面有利于 混凝土浇筑与支护结构尽可能密贴，另一方面有利于防水板 与支护结构之间气囊的排除。 严格规范浇筑行为：浇筑旁站监理过程中，除上述重点工 作外，现场监理还要严格监控，杜绝了施工过程中的振捣不 足、不对称下料、泵口加水和间歇时间超过规范时间等违规行 为；同时也严格监督施工缝的处理，使各工序、各环节的施工 物及同类型工程施工具有一定的借鉴意义。 达到规范要求。 ５ 混凝土质量控制成果 通过对９号竖井左线上游混凝土资料整理分析，在施工过 程中严把质量关，混凝土质量满足设计技术指标，施工性能良好， 能够满足长距离泵送的施工要求。混凝土试验成果见表３。 表３混凝土试验成果 参考文献 Ⅲ 嘲 跚嗍 刘其森，胡文利．南水北调北京西四环暗涵工程混凝土长距离泵 送施工＿Ｊ］．水利水电技术，２００７，（７）． Ｉ）ＢＪ ０１ ６１－２００，混凝土外加剂技术规程［ｓ］． ＧＢ １８０４６—２０００，用于水泥和混凝土的粒化高炉矿渣粉［Ｓ］． 周继中．长距离泵送混凝土质量控制［ＥＢ／ＯＩ ＿］．ｈｔｔｐ：／／Ⅵｎ ｗ． ｄｏｃｉｎ．ｃｏｒｎ／ｐ－８２１５８５，ｈｔｍ１． ＤＩ ／Ｔ ５１４４ ２００１，水工混凝土施工规范Ｅｓ］． ＧＢ ５０２０４ ２００１，混凝土结构工程施工质量验收规范Ｅｓ］． ＤＬ／Ｔ ５１ ５０—２００１，水工混凝土试验规程Ｅｓ］． （上接第３６８页） 双洞的相互影响很小；按《水工隧洞设计规范》，洞间岩体厚 度不宜小于２倍洞径厚度１９ ｍ。因此设计采用了洞间岩体 厚度１９ ｍ。 参考文献： ［１］河北省水利水电勘测设计研究院，吴庄隧洞初步设计报告［Ｒ］． 天津：河北省水利水电勘测设计研究院２００４． ［２］ＳＬ／２７９—９６，水工隧洞设计规范［ｓ］． Ｉ－３］ＴＢ／１０００３ ２００５，铁路隧道设计规范［ｓ］． Ｅ４］段乐斋．水利水电工程地下建筑物设计手册［Ｋ］．成都：四川科 学技术出版社，１９９３． ［５ｊ岩土工程手册编委会．岩土工程手册［Ｋ］．北京：中国建筑工业 出版社，１９９４． ［６］总参工程兵第四设计研究院．围岩稳定分析软件包ＢＭＰ２０００ 程序Ｌ Ｐ＿．２０００． 吴庄隧洞通过２００８至２００９年近半年通水检验，工程 运行良好，未发现任何工程问题，两洞间岩体厚度采用１ ９ ｍ是合理的，也说明了洞间岩体厚度理论计算和围岩稳定 分析的合理性，并为同类工程设计和实践提供了理论依 据。 ｜ ｝‘＃｜ ｔ≯ Ｈ口 ｜ Ｅｊ 管理与椿链・４２５・