超高压-低阻力管道在高强高性能混凝土超高泵送中的应用.pdf
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1、2 0 1 1年 第 2 期 (总 第 2 5 6 期 ) Nu mb e r 2i n 2 0l 1 ( To t a l No25 6) 混 凝 土 Co n c r e t e 工艺与设备 T E CH NI CS A N D E Q UI P ME NT d o i : 1 0 3 9 6 9 8 i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 1 0 2 0 4 3 超高压一 低阻力管道在高强高性能混凝土 超高泵送中的应用 刘光 荣,陈涛 ,刘 昆吾 ( 中国建筑第四工程局有限公 司,广东 深圳 5 1 8 0 0 0 ) 摘要 : 随着 现代建筑业 的迅速发展 , 高强
2、高性能混凝土技术的应用 日益广泛 , 但 高强高性能混凝土 的黏度大 、 泵送阻力 高 、 泵送 效率 低 , 使其泵送难度极大 , 因此 , 选 择合适 的高强 、 耐磨混凝 土输送管也至关重要。 在深圳蔡屋围京基金融 中心工程高强高性能混凝土的超高 泵送施工经验的基础上 , 针对低阻力混凝土输送管选材 、 不同位置输送管接头连接形式 的选 型和现场超高压一 低阻力管道的布置要求等多 方面进行 阐述。 关键词: 超高压一 低阻力管道;高强高性能混凝土;超高泵送 中图分类号 : T U5 2 8 0 6 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 1 )
3、0 2 0 1 4 2 0 3 Appl i c a t i on o f ul t r a- - hi gh pr e s s ur e a nd l ow- r es i s t a nc e pi pel i ne i n u l t r a - - hi gh pu m p i ng f or hi gh - s t r eng t h an d h i g h-pe r f or m a nc e c onc r e t e L U Gu a n g- r o n g, C HEN T a o, L I UKu n - wn ( C h i n a C o n s t r u c t
4、 i o n F o u rt h E n g i n e e r i n g Di v i s i o n C o , L t d , S h e n z h e n 5 1 8 0 0 0 , C h i n a ) Abs t r a c t :Th e a p pl i c a t i o n o fh i g h - s t r e n g t h a n d h i g h -pe r f o r ma n c e c o n c r e t e t e c h no l o g y i s mo r e a n d mo r e wi d e s p r e a d wi t h
5、 t he f a s t d e v e l o p i n g o f m o d e m a r c h i t e c t u r e Ho we v e r , theg r e a t v i s c o s i t y, h i g hp u mp i n gr e s i s t a nc e , l o w p u mp i n g e ffi c i e n c y o f h i g h - s t r e n g th a n dh i g h - p e rfo r m a n c e c o nc r e t e m a k e s i t d i ffi c u
6、l t t O b e p u m p e d, S O i t i s i mp o r t a n t t o s e l e c t fig h t h i g h s t r e n g t h a n d we a r r e s i s t a nt c o n c r e t e c o n v e y i n g p i p e s Ba s e s o n t he c o n s t r u c t i o n e x p e r i e n c e o f u l t r a h i p u mp i n g o f h i 曲- p e rf o r ma n c e
7、c o n c r e t e i n S h e n z h e n K i n g k e y F i n a n c e C e n t e r p e c t T h e s e l e c t i o n o f t h e ma t e r i a l , the c o n n e c t i n g f o r ms o f j o i n t s i nd i ff e r e n t p o s i t i o n s , a n d r e q u i r e da r r a n g e me n t o f u l t r a h i g h p r e s s u
8、r e a n dl o w r e s i s t a n c e p i p e l i n e , w e r e e x p o u n d e d Ke ywo r d s : u l t r a h i 曲 p r e s s u r e andl o w - r e s i s t a n c e p i p e l i n e ; h i g h s t r e n g t h a n dh i 一 p e r f o rm a n c e c o n c r e t e ; u l t r a - h i g h p u mp i n g 0 1 1 言 土输 送管道及相关布
9、置 方案。 高强高性能混凝土是一种新型高技术混凝土, 它兼有强度 高 、 流动性好 、 耐久性好等特点 。 随着现代建 筑业 的迅速发展 , 全国各大中城市出现越来越多的高层及超高层建筑, 从而高强 高性能混凝 土的应用也 日益广泛 】 。 作为深圳市未来的新地标深圳京基国际金融中心工 程中大量应用了 C 6 0 C1 2 0等级的高强高性能混凝土。 随着混 凝土强度的增加 , 混凝土 的黏度越大 , 泵送阻力也越高 , 在泵 送 过程中极易发生堵管、 爆管等诸多问题。 同时, 超高泵送具有泵 送线路 长 、 泵送压力大 、 输送泵连续 运作时间长等特点 。因此 , 低阻力混凝土输送管道的优化
10、设计及应用对高强高性能混凝 土的超高泵送起着至关重要的作用, 其连接形式 、 寿命、 可靠性 等都影响着设备的使用效果 。 中联重科作为该项 目的设备提供商, 针对该项 目中高强高 性能混凝土的超高泵送难题 , 专 门研制开发 了一整套超高压一 低 阻力混凝土输送管道, 同时针对施工现场复杂的空间及环境, 专门设计了一套整体管道布置方案 , 成功的将 C 6 0 - - C1 2 0高强 高性能混凝土泵送至 4 1 9 8 m的高度, 创造了高强高性能混凝土 的超高泵送世界纪录。 本文将详细介绍该套超高压一 低阻力混凝 收稿 日期 :2 0 1 0 - 0 9 2 8 1 42 1 混凝土输送
11、管的优化设计 超高压一 低阻力混凝 土输送管 的优化设计主要是考虑混凝 土输送管的选材 、 制 造工艺 、 尺寸及连接形式的优化 。 1 1 选 材及 工 艺 由于超高层建筑高强高性能混凝土的用量较大, 致使整条 管路内部的压力都较高, 这就要求所使用的混凝土输送管 自身 强度要够 , 所 以选 用了特制 的 4 5 Mn 2系优质合金钢材质 , 管材 选用 1 2 、 1 0 、 7 m i n 3种 厚度 规格 , 分别 用于 5 层 以下 、 5 7 3层 、 7 3层以上三个不同的管路阶段。 为提高管道的耐磨性, 保证管道在超高压下长时间、 长距 离泵送 的可靠性 , 在生 产过程 中
12、对直 管先采用整体凋质处 理 , 再对内壁进行高频淬火处理, 淬硬层硬度达 5 2 5 5 H R C, 对弯管 则进行整体淬火处理 , 硬 度达 4 0 4 5 H R C, 整体管路的寿命可提 高 3 5 倍 。 1 2 直管优 化设 计 根据 J G J T l O 一9 5 混凝土泵送施工技术规程 , 普通混凝 土输送管道中的每个管卡的压力损失为 0 1 MP a t , 而且管道对 接处很容易磨损, 造成管道之间的密封性能差, 很容易漏浆, 从 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 而造成堵管现象 的发生 , 如图 1 所示 。针对这 种情况 , 优化设计
13、了混凝土输送直管之问的连接和密封方式 , 采用带螺栓加端 面 密封的法 兰连接形式 , 减小 管道 阻力 , 并且 在管 道接 口处加 装 耐磨环 , 以便增加管道 的耐磨性能 。 如图 2所示 。 1 2 5 B型管卡 图 1 普通管道 连接及 密封方式 图 2 高压直管连接及密封方式 1 3弯管优化 设计 根据 J GJ T l O 一9 5 混凝 土泵送施 工技术规 程 , 曲率半径 为 5 0 0 mm 的 9 O 。 弯管 的压力损 失相 当于 1 2 m长 的水平 直管 的压力损失, 曲率半径为 1 0 0 0mm的 9 0 7 弯管相当于 9m长的 水平直管的压力损失 可见, 弯
14、管的曲率半径越小 , 其阻力越 大, 因此在管道的布置过程中应尽量采用大曲率半径的弯管 , 尽 量避免采用小 曲率半径 的管道。 此外 , 弯管端部采用法兰和端面 密封 的连接方式 , 以减小 整体 管道的振动同时提高密封 的可靠 性 , 如图 3所示 。 混凝土 流动 方向 图 3 高压弯管连接及密封方式 改进后 的连接及密封 方式有效 解决 了混凝 土输送 管道之 间的渗漏情况 , 并且降低了管道接合处的压力损失, 提高了混 凝土输送管道的使用寿命。通过在深圳京基的实际泵送 , 在整 个建筑封顶之前都没有更换管道 , 也没有出现过渗漏情况 , 泵 送量达到 5 0 0 0 0 m3 以上
15、。 2 混凝土输送 管道 的优化布 置 2 1 优 化布 置原 则 混凝 土输送 管路应根据建筑结构 的平面布 置形 式 、 施 T组 织 设计有 关标准层单 位时 间内需浇筑 的混凝土方 量等进行 综 合考虑。 此外, 为了不影响超高层混凝土浇筑的连续供应, 超高压一 低 阻力输送管道的布置一般应至少布置两路 , 输送泵 3台 , 其中 1 台 备 用。 具体优化布置原则如下: ( 1 ) 输送 管道 应尽量避 开人流量较 大的通道 处 , 以方便拆 装 , 保证安全。 ( 2 ) 第一道水平弯管距离输送泵最短距离应不小于 3 m, 以 减小 出 口处管道阻力 。 ( 3 ) 距离输送泵 1
16、 0 m左右应设置一个水平截 止阀 , 以方 便 停机检修及清洗管道。 ( 4 ) 竖 向管道应在 第一 次穿越楼层处设 置一个 截止 阀 , 以 防止堵管时混凝土 回流。 ( 5 ) 水平管的长度应不低于泵送高度的 1 4 , 包括弯管折算 长度( 每米半径的弯管可换算成 1 2 m的水平直管) 。 ( 6 ) 在整个泵送的最大高度中部应增设一段竖向弯管 , 以 减小竖 向管道混凝土 自重产生的竖 向压 力。 ( 7 ) 水平管 两边应设 置安全防护装置。 2 2 优 化 布置 方案 根据以上原则, 优化布置了深圳京基项 目的水平及竖直方 向的混凝土输送管道, 水平地面的两条管路布置如图4所
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