對超高層混凝土泵送技術研究與應用

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1、超高層混凝土泵送技術研究與應用易小剛，易秀明，楊新華，戴獻軍(三一重工股份有限公司,湖南長沙410100)[摘要]超高層混凝土泵送壓力高、難度大，給泵送施工帶來一系列的技術難題，研究超高層混凝土泵送中的關鍵技術具有很高的經(jīng)濟效益和社會效益[關鍵詞]混凝土；泵送技術；水洗技術；超高層建筑超高層建筑是現(xiàn)代城市建設的特征，也使現(xiàn)代建筑的科技力量得到完美體現(xiàn)，超高層的混凝土施工，隨著泵送高度的增加，混凝土的輸送壓力也不斷提高。對于垂直高度大于400m的超高層建筑，一般采用高強度混凝土，粘度大，其混凝土泵的出口壓力需要在20MPa以上，泵送非常困難，給泵送施工帶來一系列的技術難題

2、。這種高強度混凝土的超高壓泵送因混凝土壓力過高，容易產(chǎn)生泄漏導致混凝土離析、堵管等諸多問題，一直是混凝土施工的一大難題，要解決此難題，必須解決設備的高可靠性和超強的泵送能力，超高壓混凝土的密封、超高壓管道、超高壓混凝土泵送施工工藝及管道內(nèi)剩余混凝土的水洗等方面的技術問題。一、超高層混凝土泵送技術1．設備的泵送能力對于混凝土泵來說，體現(xiàn)其泵送能力的兩個關健參數(shù)為出口壓力與整機功率，出口壓力是泵送高度的保證，而整機功率是輸送量的保證。設備最大泵送能力應有一定的儲備，以保證輸送順利、避免堵管。針對400m以上的超高層建筑，三一專門研制了HBT90CH2122D及HBT90CH

3、2135D超高壓泵拖泵。具體技術參數(shù)如下：拖泵型號技術參數(shù)HBT90CH-2135DHBT90CH-2122D混凝土理論輸送排量m3/h低壓/高壓100/78105/75混凝土理論輸送壓力MPa低壓/高壓19/3514/22輸送缸直徑×行程mmΦ180×2100Φ200×2100主油泵排量cm3/r260×2190×2主動力：柴油機功率kW273×2181×2料斗容積m30.70.7上料高度mm14201420外型尺寸長×寬×高mm7930×2480×28007126×2330×2750整機質(zhì)量kg1300012000HBT90CH2135D超高壓泵出口壓力高達35MP

4、a，整機功率為（273×2）kW，在超高樓泵送施工過程中出口壓力和整機功率方面能夠達到雙重保證，理論泵送高度超過700m。2．雙動力結(jié)構(gòu)HBT90CH超高壓泵采用兩臺柴油機分別驅(qū)動兩套泵組。應用雙泵合流技術，平時兩套泵組同時工作,當一組出故障時可切斷該組，另一組仍維持50%的排量繼續(xù)工作，避免施工過程中斷造成損失，既可同時工作以提高工作效率，也可單獨作業(yè)，大大提高了施工過程的可靠性。3．超高壓混凝土密封技術超高壓混凝土密封包括動密封與靜密封。動密封關鍵要解決眼鏡板與切割環(huán)這一對偶合件之間的密封，靜密封主要是輸送管道內(nèi)混凝土的密封。1-S管；2-橡膠彈簧；3-切割環(huán)；4-

5、眼鏡板動密封：盡管采取特殊措施提高眼鏡板、切割環(huán)這一對偶合件的耐磨性，但這對摩擦副之間的磨損是不可避免的，因此如何消除磨損之后產(chǎn)生的間隙，是超高壓混凝土動密封要解決的一個關鍵問題。為此，我們設計了如右圖所示的間隙自動補償裝置，該自動補償結(jié)構(gòu)主要是依靠被壓縮的零件2—橡膠彈簧的彈性，來推動零件3—切割環(huán)與零件4—眼鏡板緊密貼合，消除間隙。因橡膠彈簧的彈性是線性變化的，故可實現(xiàn)一定范圍內(nèi)間隙的自動補償。靜密封：當管道內(nèi)的壓力較高時，普通混凝土密封圈很容易從管夾的間隙中被擠出來，導致密封圈損壞而出現(xiàn)壓力泄漏。一旦漏漿，混凝土就無法流動，發(fā)生堵管。我們充分考慮了此問題，打破成規(guī)

6、，把管道密封改為錐面定心，O型密封圈密封結(jié)構(gòu)，成功解決了該難題。4．耐超高壓的管道系統(tǒng)三一采用合金鋼特制耐磨超高壓管道，經(jīng)特殊淬火處理，壽命比普通Q345鋼管提高3-5倍，保障了管道的抗爆能力和耐磨損壽命，管道壽命≥50000m3。在超高壓泵送施工中，超高壓管道內(nèi)壓力最大達到35MPa，縱向?qū)a(chǎn)生42t的拉力，常規(guī)的連接與密封方式已不能滿足要求，如果管道密封不好，就會發(fā)生漏漿，嚴重時導致堵管。因管道特別重，且受施工環(huán)境影響，管道拆裝很不方便。三一采取專利技術特制耐磨管道成功解決了以上問題。公母扣固定連接公母扣活動連不常拆卸管道連接采用公母扣固定結(jié)構(gòu)形式，O型密封圈密封，

7、錐面定心，確保連接密封可靠，防止泵送時漏漿。需拆卸管道連接采用公母扣活動結(jié)構(gòu)形式，拆裝方便、O型密封圈密封，錐面定心，確保連接密封可靠。5．超高壓液壓截止閥混凝土泵送施工中，有時需要對泵機進行保養(yǎng)或維修。為保證此時的保養(yǎng)或維修工作正常進行，需在混凝土泵出口端附近管路接入液壓截止閥，如右圖，用于阻止垂直泵管內(nèi)混凝土回流。液壓截止閥采用液壓油缸驅(qū)動，控制閥操作；插板采用浮動密封環(huán)結(jié)構(gòu),密封性能好，無壓力泄漏。6.設備配置的可靠性設備的配置應以可靠性為首要原則，超高層混凝土輸送合理的布置管道至關重要，一旦因設備故障而中止泵送2小時以上時，混凝土