一种超高层混凝土泵送系统及施工方法与流程

技术特征：
1.一种超高层混凝土泵送系统，其特征在于，包括控制器、超高压输送泵组和泵送管道，所述控制器与超高压输送泵组的液压系统连接以控制超高压输送泵组的泵送速度，所述超高压输送泵组的入口端连接有料斗，超高压输送泵组的出口端通过短管与泵送管道的底端连接，所述泵送管道的顶端连接有布料机并在泵送管道出口设置有测量出口压力的检测装置；所述泵送管道包括固定支撑在楼层楼板的水平管和固定支撑在楼层墙面的垂直管，所述水平管与垂直管之间通过s弯管过渡连接；所述控制器根据混凝土配比、泵送高度及泵送管道路线计算出泵送管道出口所需的布料压力值，进而控制超高压输送泵组的泵送压力，使泵送管道出口的实时压力值与布料压力值一致。2.根据权利要求1所述的一种超高层混凝土泵送系统，其特征在于，所述超高压输送泵组的出口连接的顺序先是水平管、再是垂直管，所述水平管长度为不小于直管长度的1/5，在同一楼层采用退管浇筑的原则布设；在距离超高压输送泵组的出口10米处的水平管上安装一套液压截止阀，在垂直管起点处也安装一套液压截止阀。3.根据权利要求1所述的一种超高层混凝土泵送系统，其特征在于，所述s弯管在垂直管每升高150米设置一个。4.根据权利要求1所述的一种超高层混凝土泵送系统，其特征在于，所述泵送压力值的计算过程包括：首先，计算水平管的压力损失p1=
∆
p
h
×
l
max
=2[k1 k
2 (1 t2/t
1 ) v2]α2×
l/r，式中：
∆
p
h
为单位长度的沿程压力损失；l
max
为泵送管道最大总长度；粘着系数k1=300-s1，速度系数k2=400-s1，s1为混凝土坍落度；t2/t1为混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝时间之比；v2为混凝土在管道内的平均流速（m/s）；α2为管道内的径向压力与轴向压力之比；l为水平管的总长度；r为水平管的半径；然后，计算s弯管的压力损失p2，当s弯管为45
°
弯管时，每只s弯管的压力损失是0.05mpa；当s弯管为90
°
弯管时，每只s弯管的压力损失是0.1mpa，将所有s弯管的压力损失相加得到s弯管的总压力损失p2；再然后，计算垂直管中混凝土的自重压力损失p3=ρgh，式中：ρ为混凝土密度；g为重力加速度；h为泵送高度；最后，计算总压力损失p=p1 p2 p3，按30%的泵送压力富余量计算实际的泵送压力p
实
=p
×
1.3。5.一种超高层混凝土施工方法，其特征在于，采用如权利要求1至4中任一项所述的一种超高层混凝土泵送系统，具体施工步骤包括：步骤a1、所述超高压输送泵组中泵的数量计算确认；步骤a2、在建筑所在的场地上选取泵点位置，并在泵点位置旁设置沉淀池以提供水源；步骤a3、沿预设泵送管道路线安装泵送管道和布料机；步骤a4、在泵点安装超高压输送泵组；步骤a5、对泵送管道进行浇筑前的润管处理；步骤a6、启动超高压输送泵组泵送混凝土至浇筑楼层施工；步骤a7、每次混凝土浇筑完成后，清洗管道内残余混凝土。
6.根据权利要求5所述的一种超高层混凝土施工方法，其特征在于，所述泵点布置前确认超高压输送泵组中泵的数量，其过程包括：步骤b1、计算单台混凝土泵的平均输出量q1=q
max
∙
α1∙
η，式中：q
max
为每台混凝土泵的最大输出量；α1为配管条件系数，取值范围0.8～0.9；η为根据混凝土供料的间断时间、拆装混凝土输送管和布料停歇情况得到的作业效率，取值范围0.5～0.7；步骤b2、依据混凝土浇筑量、单台混凝土泵的平均输出量及浇筑作业时间，计算混凝土泵的数量n2=q
∙
t0/q1，式中：q为混凝土浇筑方量；q1为步骤b1中单台混凝土泵的平均输出量；t0为混凝土泵送施工作业时间；步骤b3、在混凝土泵的数量n2的基础上额外配备一台备用混凝土泵，得到超高压输送泵组中泵的实际数量。7.根据权利要求6所述的一种超高层混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤a3中，还包括在楼层墙面内侧预埋钢板座以及在楼层楼板中或者在楼层楼板上预设的水泥墩中预埋槽钢，采用型钢固定卡将水平管固定后并将型钢固定卡的底端焊接在槽钢上；采用型钢固定卡将垂直管固定后并将型钢固定卡的底端焊接在钢板座上；所述s弯管通过直接浇筑于水泥墩中或者型钢支架固定支撑。8.根据权利要求7所述的一种超高层混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤a5 中润管的过程包括：步骤a5-1、往混凝土泵的料斗中加入150kg泵送数个行程后停泵，打开料斗的卸料门放掉水后关闭卸料门；步骤a5-2、往混凝土泵的料斗中先加砂浆垫底，再加入纯水泥稀浆泵送数个行程后停泵；步骤a5-3、往混凝土泵的料斗中加砂浆1.5 m
³
，开始泵送数个行程后直至料斗中剩余一半砂浆时停止；步骤a5-4、往混凝土泵的料斗中加混凝土，泵送频率不高于10次/分钟，直至整条泵送管道被混凝土打通完成润管。9.根据权利要求8所述的一种超高层混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤a6中，混凝土的泵送速度通过控制器控制混凝土泵液压系统的压力进行调节，并维持料斗内的混凝土高度不低于搅拌轴；当混凝土供应不足时，降低泵送速度确保管道内的混凝土一直处于流动状态，直至混凝土供应恢复；当混凝土供应中断时，每隔15分钟进行一次正反泵送以防止泵送管道内的混泥土凝结。10.根据权利要求9所述的一种超高层混凝土施工方法，其特征在于，所述步骤a7中采用“水气联洗”清洗管道，包括气洗流程和水洗流程，其中，气洗流程：通过液压截止阀关闭泵送管道，并在关闭处将泵送管道转接至料斗或搅拌车处进行混泥土回收；把浸透水的清洗球塞进气洗接头，所述气洗接头的一端连接有空压机、另一端连接布料机或水平管；启动空压机使压缩空气的压力缓慢增加至一定值，能够维持混凝土自上而下顺利排出泵送管道并回收；水洗流程：拆除气洗接头和空压机，恢复泵送管道路线；将布料机软管接至回水管管口；启动混凝土泵，自下而上水洗管道内，使得废水经回水管排入到沉淀池中。

技术总结
本发明公开了一种超高层混凝土泵送系统及施工方法，其包括控制器、超高压输送泵组和泵送管道，所述控制器与超高压输送泵组的液压系统连接以控制超高压输送泵组的泵送速度，所述超高压输送泵组的入口端连接有料斗，超高压输送泵组的出口端通过短管与泵送管道的底端连接，所述泵送管道的顶端连接有布料机并在泵送管道出口设置有测量出口压力的检测装置；所述泵送管道包括固定支撑在楼层楼板的水平管和固定支撑在楼层墙面的垂直管，所述水平管与垂直管之间通过S弯管过渡连接；所述控制器控制超高压输送泵组的泵送压力，使泵送管道出口的实时压力值与布料压力值一致。本发明解决了现有技术中超高层建筑混凝土泵送性能不足的问题。问题。问题。


技术研发人员：翁邦正 文韬 徐平 徐绍源 叶雄伟 彭铭旭 曾信
受保护的技术使用者：中国建筑第二工程局有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/2/3