浅析混凝土泵送输送管道的选型和布置.pdf

浅析混凝土泵送输送管道 的选型和布置 李沙， 李作浩， 许辅瑶， 王清 ( 三一重工股份有限公 司) 在混凝土浇注作业中， 泵送输送管道担当着输 送混凝土的重任 ， 若选型和布置不当， 将直接影响 工程进度和施工质量。 以下结合设计经验和现场施 工反馈的信息，对混凝土泵送输送管道的选型和 布置作简要介绍。 1 输送管道选型 混凝土输送管应具有与泵送条件相适应的强 度和耐磨性， 合理的使用寿命和经济性。而且， 应使 用无龟裂 、 无凹凸损伤和无弯折的管段 ， 输送管的 接头应严密， 有足够强度， 并能快速拆装。 1 1 直管选型 1 1 1 公称管径 试验证明： 如果混凝土泵的排量一定， 则用不 同直径的输送管 ， 流速会不同， 产生的流动阻力亦 不一样， 引起的压力损失也不同， 一般是管径愈大， 流速愈小， 流动阻力也就愈小。对输送管直径的选 择取决于 以下因素 ： 1 )粗集料的类型和最大粒径； 2 )要求的混凝土输送量和输送高度； 3 )泵送的难易程度 ； 4 )混凝土泵的型号。 譬如不同类型的粗骨料最大粒径与输送管径 之比应满足： 输送高度在 5 0 m以下时， 对碎石不宜 大于 1 ：3 ，对卵石不宜大于 1 ：2 5 ；泵送高度在 5 O 1 0 0 m时， 宜在 1 ：4 1 ： 3 之间； 泵送高度在 1 0 0 m以 上时 ， 宜为 1 ： 5 1 ： 4 。 一 般而言 ， 粗骨料最大粒径越大， 输送量越大， 输送高度越高 ， 输送难易程度越难 ， 输送管管径就 - 4 0 - 应越大。但同一类型的输送设备一般都采用相同管 径的输送管。例如泵车常用公称管径有 1 2 5 m il l 和 1 5 0 m il l 两种规格， 其中 1 5 0 m m规格仅用在料斗出 口处。 目 前国内常用的输送管多采用公称管径为 1 0 0 m m， 1 2 5 1I11 13 ， 1 5 0 m m和 1 7 5 m m等 4 种规格，其中 1 2 5 mm规格应用最多。 1 1 2 管道长度 在满足要求的前提下 ， 输送管尽量采用标准长 度 。参考 图 1 和表 1 。 D N公称管径； f 管道长度 图 1 直管长度示意图 1 1 3 管道壁厚 一 般来说 ， 管道壁厚越薄 ， 成本越低 ， 质量越 轻， 但也越不耐磨， 寿命越短。 泵车臂架上的输送管道 ， 要求其质量轻， 加上 输送压力不大， 磨损也不大， 可采用较薄的壁厚， 一 般为 4 0mm。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 泵车转塔内的输送管道 ， 其内部空间比较狭窄 ( 见图 2 ) ， 拆卸非常不方便， 可采用较厚的管道， 一 般为 7 1 m m， 以便尽量减少更换次数。 图 2 泵车转塔内的输送管道 泵车走台上的输送管道 ， 其输送压力比臂架上 和转塔 内的管道要大 ， 对质量大小的限制没有臂架 上的那么严格，且更换便利性比转塔内的要好， 故 可采用介于以上两者之间的中等壁厚， 或者采用较 厚的壁厚， 一般为 5 5 或者 7 1 m m。 相对泵车来说 ， 拖泵一般输送高度较高， 输送 压力较大 ， 原则上来说 ， 其管道应采用更厚的壁厚 来提高耐磨性和寿命 ，而实际上由于其更换便利， 拆卸频繁， 故常采用中等壁厚， 一般为 5 m i il 。 输送具有一定压力的混凝土时，一般要求管道 内部耐磨性好， 外部强度高。 为了提高管道壁厚方向 的各项性能和经济陛， 复合( 双层) 输送管应运而生。 其内层为耐磨层， 一般采用高耐磨性的锰钢制作， 外 层为结构层， 一般采用高强度、 低成本的优质结构钢 制作。单层输送管和复合输送管见图 3 和图4 。 图3 单层输送管 图 4 复合输送管 1 2 弯管的选型 1 2 1 公称管径 弯管公称管径的选择与直管一致， 不再赘述。 1 _ 2 2 弯曲角度 混凝土泵车和布料杆上的弯管一般有 1 5 。 ， 3 0 ， 4 5 和9 0 o 等多个规格( 见图5 和图 6 ) 。由于其 安装空间限制， 此类弯管的弯曲半径 r 比较小， 一般 大于等于 1 8 0 m ln ， 小于等于 5 0 0 m m， 常用 1 8 0 m ill 和 2 7 5 m m两个规格。 图5 1 5 。 。 3 0 和 4 5 。 弯管 图 6 9 0 。 弯管 相对泵车和布料杆，拖泵上的弯管弯曲半径 r 比较大，一般大于等于 5 0 0 m il l ，小于等于 2 0 0 0 m m， 常用 5 0 0 m m和 1 0 0 0 m il l 两个规格。 其阻力较 小， 适于空间范围比较宽敞的场所。其中各尺寸已 参数化， 查询相关的标准即可， 参见图7 和图 8 。 图7 1 5 。 ，3 O 。 和 4 5 。 弯管 一 4 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图 8 9 0 。 弯管 图中： D N为公称管径 ， m m； a ， b ， C 为管道参数 m m； O L 为弯管角度， ( 。 ) ； 1 2 3 管道壁厚 由于弯管处磨损比较大， 且不同区域的磨损速 度不一致， 因此其管道壁厚设计比直管更复杂。 常规弯管采用单层等壁厚设计 ( 见图 5和图 6 ) 。和直管一样， 为了提高其各项性能和经济性， 弯 管也进入了复合时代( 见图9和图 1 0 ) 。 尤其是双层 图 9 双层等壁厚弯管 一 4 2一 图 1 0 双层不等壁厚弯管 ( 1 ) 混凝土输送管，应根据工程和施工场地特 点、 混凝土浇筑方案进行配管。宜缩短管线长度， 少 用弯管、 锥管和软管。尽量减小输送阻力， 从而降低 堵管的可能性 。 ( 2 ) 尽量使用标准直管、 弯管和管夹， 减少管件 规格 ， 提升配件互换性。 ( 3 ) 输送管的铺设应保证安全施工，便于清洗 管道， 排除故障和拆装维修。 ( 4 ) 在同一条管线中，应采用相 同管径的混凝 土输送管；应尽量使用同一生产厂家的输送管道， 以保证管子内径一致， 防止接头出现错台。同时采 用新 、 旧管段时， 应将新管布置在泵送压力较大处。 管线宜布置得横平竖直， 应绘制布管简图， 列出各 种管件、 管连接环、 弯管等的规格和数量。 ( 5 ) 混凝 土泵送输送管必须加以固定 。在混凝 土泵送过程 中 ， 随着泵送压力 的增大 ， 泵送 冲击力 将迫使管来 回移动， 这不仅损耗了泵送压力， 而且 会使泵管之间的连接部位处于受冲击和间断受拉 的状态 ， 进 而导致管卡及胶 圈过早受损 ， 水 泥浆溢 出， 混凝土在输送过程中漏水， 产生离析或混人空 气等， 造成管道堵塞。 ( 6 ) 垂直向下的管路 ，出 口处应装设 防离析装 置， 预防堵管。 ( 7 ) 高层泵送时， 水平管路的长度一般应不小 于垂直管路长度的 1 5 ，且应在水平管路 中接入 管路截止阀。利用水平管的摩擦阻力抵消部分垂 直管内自重造成的逆流压力。否则 ， 水平管太短， 泵的冲击力增大 ， 易将管卡打爆 ， 使输送和支撑系 统遭到破坏。 ( 8 ) 由水平方向转向垂直方向的9 O 。 弯管，弯曲 半径应大于 5 0 0 mm。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m