一种混凝土输送泵管连接转换结构及其施工方法与流程

本发明属于混凝土运输施工领域，特别是一种不同种类输送泵管之间组合连接结构及其混凝土泵送方法。

背景技术：

建筑业混凝土结构的混凝土泵送管道材质主要为钢泵管，钢泵管在混凝土泵送过程中会产生多种问题，如堵管或者混凝土性能变化等问题。尤其在超高层泵送作业中，由于泵送高度高、高强度混凝土性能不稳定，这些问题更为常见。严重降低了施工生产效率，处理不及时还容易出现质量问题。

同时，针对混凝土输送泵管的连接方法还存在以下问题：

一、传统的混凝土输送泵管采用卡扣连接方式，卡扣连接不严密，在混凝土输送过程中容易在卡扣连接位置漏浆，在混凝土输送过程中泵车的输送压力将会导致泵管震动，泵管之间薄弱的连接将会导致发生质量和安全事故，法兰连接作为更稳妥和安全的连接方式，已经被泵管厂家和施工单位广泛采用。

二、传统的卡扣口与特殊混凝土输送泵管的法兰螺栓口无法直接连接，在混凝土输送泵管连接施工过程中带来了极大困难。传统施工方法无法解决此种问题。

就目前的工艺还没有一种方法可以解决不同连接方式泵管的连接问题，因此，目前需要一种解决传统混凝土输送泵管和特殊混凝土输送泵管的连接问题，为将来泵管连接带来便利条件。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种混凝土输送泵管连接转换结构及其施工方法，要解决解决混凝土钢泵管存在堵管、混凝土性能变化严重降低施工生产效率，处理不及时易出现质量不佳的技术问题，还要解决现有传统卡扣连接泵管与特殊形式的混凝土输送泵管无法直接的连接，连接不严密容易漏浆及因泵车输送压力震动在接口薄弱处容易发生安全事故，以及混凝土浇筑质量控制难以保证等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种混凝土输送泵管连接转换结构，包括原有泵管，所述原有泵管为钢管，原有泵管的两端外壁上开有供卡扣锁紧的环形凹槽，还包括转换泵管以及通过转换泵管与原有泵管连通的复合泵管，

所述转换泵管为钢管，包括转换管体和两侧的连接端，一侧的连接端为卡扣连接端，所述卡扣连接端的转换管体外壁上也开有供卡扣锁紧的环形凹槽，所述原有泵管的连接端与卡扣连接端上的环形凹槽通过垫有橡胶垫圈的卡扣一并锁紧连接，

另一侧的连接端为法兰盘连接端，所述法兰盘连接端的转换管体外壁上居中固定连接有钢制环形法兰盘，所述环形法兰盘的边部周向均匀间隔开有一组法兰螺栓孔，所述环形法兰盘的外侧表面与法兰盘连接端的端面平齐，

所述复合泵管为双层复合管，包括复合管体，还包括复合管体两侧的端面外壁上分别居中固定连接有钢制的环形法兰盘，该环形法兰盘的边部周向均匀间隔也开有一组法兰螺栓孔，所述复合管体包括外管和内管，所述外管为钢管，所述内管由超高分子聚乙烯制成，所述内管的外壁表面紧贴外管的内壁表面，内管的两端部通过热熔的翻边反包至外管的两端、紧贴环形法兰盘的外侧表面，所述翻边的宽度以不遮挡法兰螺栓孔为准，

所述复合泵管的环形法兰盘通过贯穿法兰螺栓孔的法兰螺栓与法兰盘连接端的环形法兰盘栓接连接。

所述原有泵管和复合泵管均为内径不变的等截面管，原有泵管的内径小于复合泵管的内径，所述转换管体为内径均匀过渡的变截面管，卡扣连接端的内径等于原有泵管的内径，法兰盘连接端的内径等于复合泵管的内径。

所述法兰盘连接端居中连接有相对环形法兰盘的外端面外凸的环形钢垫片，所述环形钢垫片的内径与法兰盘连接端的内径相同。

所述环形钢垫片的外径不大于翻边的宽度。

所述翻边的宽度为30mm-40mm。

每个环形法兰盘上开有至少八个法兰螺栓孔，所述转换泵管的长度为500mm-600mm。

所述外管的内径为125mm-175mm，壁厚为4.5mm-5mm，外管的长度为3m、2m、1m或0.5m；

所述内管的内径为100mm-150mm，壁厚为8mm，内管的长度为3m、2m、1m或0.5m。

所述复合泵管的包括直管和弯管，所述弯管包括四种形式，弯折角度分别为90度、45度、30度或15度，对应的转弯半径分别为1000mm、750mm，500mm或350mm。

这种混凝土输送泵管连接转换结构的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，加工复合泵管：

a、选型外管的内径、壁厚、长度、弯管角度、转弯半径和环形法兰盘的尺寸，将环形法兰盘焊接到位；

b、选型内管的内径、壁厚、长度、弯管角度、转弯半径的尺寸，

c、将外管直接套在内管的外侧，内管预留出翻边的长度并通过热熔反包至环形法兰盘的外侧表面，翻边确保平整，平整度不大于1mm；

步骤二，加工转换泵管：

a、确定原有泵管的内径尺寸以及复合泵管的内径尺寸；

b、根据待连接的两侧泵管的尺寸预制制作加工转换泵管，在法兰盘连接端套接环形法兰盘，在卡扣连接端开环形凹槽；

步骤三，转换泵管的卡扣连接端的环形凹槽和原有泵管的环形凹槽均嵌入橡胶垫圈，然后通过卡扣连接将两管连接，将转换泵管的法兰盘连接端的环形法兰盘通过法兰螺栓与复合泵管的环形法兰盘栓接连接；

步骤四，转换泵管连接后进行混凝土浇筑实验，验证其连接严密性和牢固性；

步骤五，根据现场施工要求，选择不同长度和弯管角度的复合泵管进行现场组装；复合泵管之间均采用环形法兰盘通过法兰螺栓连接，安装牢固，确保管道无缝隙、不漏浆；

步骤六，混凝土泵送与浇筑：复合泵管安装完毕之后，按照规程及规范要求进行混凝土的泵送与浇筑，混凝土材料性能及浇筑施工方法与原有泵管一致；

步骤七，洗管：

采用清洗球气洗；

清洗球在使用时需提前在水中浸泡30分钟以上，混凝土泵送完毕后，把清洗球放入复合泵管末端，用气压泵将清洗球反向顶出至进料口；

清洗时观察料斗内混凝土上涨速度，敲打管道，当声音变为空荡声时，管道清洗完毕。

所述步骤二和步骤三中的法兰盘连接中，采用间隔跳点连接方式，法兰螺栓与环形法兰盘之间增设弹簧垫片。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明公开一种复合泵管可以完全替代钢制泵管，适用于低层和超高层混凝土结构的泵送作业，特别适合高强度混凝土的泵送与超高层的泵送作业，具有明显的优越性：

一、利用超高分子量聚乙烯管做为内管道，内管道与混凝土摩阻系数小、耐磨、自润滑、不易发生粘附现象，不易堵管；减小与混凝土的摩阻力，减少与混凝土的粘接。

二、由于超高分子量聚乙烯刚度较小，利用钢制管道做为外管道，提高了泵管的整体刚度。外管道可以用非标准管道也可以用标准管道。

三、使用钢制外管道与超高分子量聚乙烯内管道复合形成，内壁可更换，减少外管磨损，周转率更高。

四、管道间使用法兰连接，使管与管之间的连接更紧密，不漏压漏浆，泵送效率更高，提高混凝土的可泵性。

本发明还公开一种专用于该复合泵管和原有泵管连接的转换泵管，即传统混凝土输送泵管和复合泵管连接的转换泵管，针对传统混凝土输送泵管的管径、连接方式经转换泵管连接至复合泵管的连接方法。采用卡扣将传统混凝土输送泵管与混凝土泵车连接，其次采用卡扣将转换泵管的一端与传统输送泵管连接，再次采用螺栓将转换泵管的另一端法兰与复合泵管法兰连接，解决了传统输送泵管卡扣无法直接与复合泵管之间连接和传统输送泵管管径与复合泵管管径的过度问题。本发明连接紧密，管径过度顺直通畅，输送混凝土效果良好。

本发明经转换泵管连接后的法兰螺栓连接能更好的承受浇筑混凝土的压力带来的扰动。首先转换泵管卡扣的一端与传统混凝土输送泵管进行卡口连接，解决了传统混凝土输送泵管向特殊混凝土输送泵管连接的第一个过度，然后再将转换泵管另一端法兰与复合泵管进行法兰螺栓连接，解决了由传统混凝土输送泵管完全向复合泵管的过渡，同时较好的解决了卡扣连接经转换泵管后全部向法兰螺栓连接的固定方法，降低了因泵车输送的压力导致泵管震动在薄弱连接处的质量和安全事故，既能较好的保证传统混凝土输送泵管与特殊混凝土输送泵管连接的整体性，又进一步加强了混凝土输送连续性保证了混凝土输送的施工质量，连接方法清晰、连接步骤明确、应用面较广，相对传统的连接方式能够节约人工、提高施工效率、同时减少了泵送油耗，节约了能源，降低成本，同时获得良好的转换连接效果。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的分解示意图。

图3是卡扣的结构示意图。

图4是橡胶垫圈的结构示意图。

图5是图1的转换泵管法兰盘方向的侧视结构示意图。

图6是复合泵管的横剖面结构示意图。

附图标记：1－原有泵管、2－转换泵管、3－复合泵管、31－外管、32－内管、33－翻边、4－环形凹槽、5－卡扣、6－环形法兰盘、7－法兰螺栓孔、8－环形钢垫片、9－法兰螺栓、10－弹簧垫片、11－橡胶垫圈。

具体实施方式

参见图1-6所示，一种混凝土输送泵管连接转换结构，包括原有泵管1，所述原有泵管1为钢管，原有泵管1的两端外壁上开有供卡扣锁紧的环形凹槽4，还包括转换泵管2以及通过转换泵管2与原有泵管1连通的复合泵管3。

所述转换泵管为钢管，包括转换管体和两侧的连接端，一侧的连接端为卡扣连接端，所述卡扣连接端的转换管体外壁上也开有供卡扣锁紧的环形凹槽4，所述原有泵管的连接端与卡扣连接端上的环形凹槽通过垫有橡胶垫圈11的卡扣5一并锁紧连接。

另一侧的连接端为法兰盘连接端，所述法兰盘连接端的转换管体外壁上居中固定连接有钢制环形法兰盘6，所述环形法兰盘的边部周向均匀间隔开有一组法兰螺栓孔7，所述环形法兰盘的外侧表面与法兰盘连接端的端面平齐。

所述复合泵管为双层复合管，包括复合管体，还包括复合管体两侧的端面外壁上分别居中固定连接有钢制的环形法兰盘6，该环形法兰盘的边部周向均匀间隔也开有一组法兰螺栓孔7，所述复合管体包括外管31和内管32，所述外管31为钢管，所述内管32由超高分子聚乙烯制成，所述内管32的外壁表面紧贴外管的内壁表面，内管的两端部通过热熔的翻边33反包至外管31的两端、紧贴环形法兰盘6的外侧表面，所述翻边33的宽度以不遮挡法兰螺栓孔为准。

所述复合泵管3的环形法兰盘6通过贯穿法兰螺栓孔7的法兰螺栓9与法兰盘连接端的环形法兰盘6栓接连接。

所述原有泵管1和复合泵管均为内径不变的等截面管，原有泵管1的内径小于复合泵管3的内径，所述转换管体为内径均匀过渡的变截面管，卡扣连接端的内径等于原有泵管1的内径，法兰盘连接端的内径等于复合泵管3的内径。

所述法兰盘连接端居中连接有相对环形法兰盘的外端面外凸的环形钢垫片8，所述环形钢垫片8的内径与法兰盘连接端的内径相同。

所述环形钢垫片的外径不大于翻边的宽度。

所述翻边33的宽度为30mm-40mm。

每个环形法兰盘6上开有至少八个法兰螺栓孔7，所述转换泵管2的长度为500mm-600mm。

所述外管31的内径为125mm-175mm，壁厚为4.5mm-5mm，外管31的长度为3m、2m、1m或0.5m；

所述内管32的内径为100mm-150mm，壁厚为8mm，内管32的长度为3m、2m、1m或0.5m。

所述复合泵管3的包括直管和弯管，所述弯管包括四种形式，弯折角度分别为90度、45度、30度或15度，对应的转弯半径分别为1000mm、750mm，500mm或350mm。

本实施例中，法兰螺栓孔的孔径本实施例中为24mm，法兰螺栓的直径为22mm，长度为120mm，使用时可以增设普通垫片和弹簧垫片。环形钢垫片的宽度为40mm，厚度为3mm，卡扣的内径为130mm，外径为150mm。

这种混凝土输送泵管连接转换结构的施工方法，施工步骤如下：

步骤一，加工复合泵管：

a、选型外管31的内径、壁厚、长度、弯管角度、转弯半径和环形法兰盘的尺寸，将环形法兰盘焊接到位；本实施例中，环形法兰盘的厚度为20mm，直径为280mm，共设置八个法兰螺栓孔，孔径为24mm。本实施例中，内径的大小为125mm。

b、选型内管32的内径、壁厚、长度、弯管角度、转弯半径的尺寸，本实施例中，内径的大小为125mm。

c、本实施例中，内管外径比外管内径小9mm，将外管31直接套在内管32的外侧，且内管道周围有4.5mm的缝隙，内管32预留出翻边33的长度并通过热熔反包至环形法兰盘6的外侧表面，翻边确保平整，平整度不大于1mm。

制作时，确保内外管道直径及壁厚符合泵送要求，内管翻边时温度应控制在80度左右，翻边要光滑平整，法兰盘螺栓孔位置准确，分布均匀。转换泵管焊接牢固，焊缝表面不得有未焊满、气孔、焊瘤、裂纹等表面缺陷，焊缝应符合标准要求。外管制作尺寸应准确，不漏浆。

步骤二，加工转换泵管：

因地泵设备出料口、布料机进料口为原有泵管，即普通卡扣式钢泵管接口，内径为130mm，而复合泵管连接方式为法兰式连接，内径为125mm。两种管道直径与连接方式都不同，所以需要加工转换接头将其连接。

a、确定原有泵管1的内径尺寸以及复合泵管3的内径尺寸；

b、根据待连接的两侧泵管的尺寸预制制作加工转换泵管，在法兰盘连接端套接环形法兰盘6，在卡扣连接端开环形凹槽4。

步骤三，转换泵管的卡扣连接端的环形凹槽4和原有泵管的环形凹槽4均嵌入橡胶垫圈11，然后通过卡扣5连接将两管连接，将转换泵管2的法兰盘连接端的环形法兰盘通过法兰螺栓9与复合泵管3的环形法兰盘6栓接连接。

步骤四，转换泵管2连接后进行混凝土浇筑实验，验证其连接严密性和牢固性。

步骤五，根据现场施工要求，选择不同长度和弯管角度的复合泵管3进行现场组装；复合泵管之间均采用环形法兰盘6通过法兰螺栓9连接，安装牢固，确保管道无缝隙、不漏浆。

复合泵管的加固措施与普通泵管无太大差异，管道安装完成后，在平直段及竖直段采用扣件式钢管架将其固定，在转弯处和冲击力较大处采用混凝土墩进行固定。在楼板预留洞处用木方将四周塞实塞紧。

步骤六，混凝土泵送与浇筑：复合泵管3安装完毕之后，按照规程及规范要求进行混凝土的泵送与浇筑，混凝土材料性能及浇筑施工方法与原有泵管一致。

步骤七，洗管：

采用清洗球气洗；

清洗球在使用时需提前在水中浸泡30分钟以上，混凝土泵送完毕后，把清洗球放入复合泵管末端，用气压泵将清洗球反向顶出至进料口。

清洗时观察料斗内混凝土上涨速度，敲打管道，当声音变为空荡声时，管道清洗完毕。

所述步骤二和步骤三中的法兰盘连接中，采用间隔跳点连接方式，法兰螺栓9与环形法兰盘6之间增设弹簧垫片10。

本发明的洗管的废水应二次沉淀后，重复利用；混凝土应用前应计算准确，应考虑使用清洗出剩余的混凝土。内管的内壁磨损到达一定程度后，需进行更换，对更换的内芯可分解后重新加工，二次利用，绿色环保。