湾湾川隧道混凝土工程冬季施工技术方案

2010-04-17尚军

山西建筑 2010年17期

尚军

1 工程概况

由中铁隧道集团二处承建的湾湾川隧道作为东北东部铁路通道通化至灌水段工程重点控制性工程之一，位于吉林省通化市和通化县境内，隧道全长7 088 m，为单线电化铁路隧道。该隧道所在地域属长白山脉严寒地区，冬季漫长且严寒多雪，冬季月平均气温-16.0℃～-14.1℃，最低气温-35℃左右。

吉林省通化地区冬季施工由于气温低，空气干燥，容易造成工程因冻受损，同时，风、雪天气较多，施工条件及环境恶劣，是工程质量事故的多发季节，尤以混凝土工程居多。

2 现场准备

2.1 施工场地准备

排除现场积水，对施工现场进行必要的修整，截断流入现场的水源，做好排水措施，消除现场施工用水造成场地结冰现象;安排专人负责施工场地积雪清扫工作，清扫后的积雪不应放在机电设备、材料及构配件堆放场地附近;主要施工道路利用隧道弃渣进行铺垫整平，保证道路的畅通。

2.2 拌合机棚的保温准备

1)隧道出口拌合站已搭建封闭式彩钢暖棚(厚7.5 cm彩钢复合板)，拌和楼采用1台0.3 t的蒸汽锅炉与1台 2 t的热水锅炉并行使用，2 t的热水锅炉在拌合站生产仓内主要用于集中采暖，0.3 t的蒸汽锅炉主要用于加热混凝土拌合用水。在生产仓内隔板和墙体上均安装暖气散热片或悬挂φ 42热水散热壁管(相对于暖气散热片要经济合理些)，地板下呈S形埋设φ 50热水散热管道，并在拌合机旁设置16 m3热水箱，由蒸汽锅炉的热水来进行加热拌合用水。拌合站生产仓出入口均挂设棉布门帘和安装电动卷帘门封闭保暖。2)搅拌机棚出入口挂设门帘封闭，并设置热水罐，由蒸汽锅炉预热拌合水，埋设污水排放管道、封闭好沉淀池，防止冻结、定期清理，确保污水管道保持畅通。

2.3 热源设备的准备

1)锅炉房的设置:冬期施工前，分别在斜井、出口拌合站旁安装蒸汽锅炉、搭设封闭式锅炉房，通过蒸汽排管供暖;在项目部、斜井、出口生活区安装热水锅炉，室内安装暖气管道、暖气片进行供暖;2)砂石原材料加热设备主要是在砂石料堆放场地布设蒸汽加热管道，由蒸汽锅炉供暖，拌和前在料仓设热风机提前预热集料，保证温度在0℃以上。对砂石等原材料进行预加热和保温，保温仓出入口均挂设单层棉布门帘和安装电动卷帘门进行封闭保暖。

2.4 进洞管道的保温

进洞管道采用棉毡包裹埋入地下，其埋置深度超过冻结深度;上水管等架空管道采用钢管外岩棉包裹进行保温。

2.5 隧道施工给、排水

1)隧道洞内施工生产用水:在出口打水井一口，采用地下水满足施工生产用水，引水管道埋入地下约2 m深，并用保暖材料包裹，在拌合站处设置两处加热点，采用蒸汽加热方法，利用增压泵增压送至施工作业面，供施钻、喷射混凝土使用。2)隧道内排水:隧道斜井及出口为反坡施工，在洞内利用大避车洞设集水坑，安设抽水机由排水管将水排出洞外。

2.6 隧道斜井、出口洞门的保温

在隧道斜井、出口洞门设置挡风门帘，并在洞口200 m范围内采用蒸汽供暖，确保洞内温度不低于5℃;同时利用洞内大避车洞作为施工人员更衣室，工人可以在上班前、下班后在洞内换衣服，避免工人穿潮湿衣服出洞引起感冒等疾病。洞门保暖采用棉门帘进行悬挂封闭，洞门口(含风洞)封闭一道，间隔15 m封闭第二道，出渣时用人工开闭。台车段保温在隧道衬砌前后10 m内采用碘钨灯进行加温，台车模板下面采用5个碘钨灯进行加温(视洞内环境温度确定碘钨灯数量)，并在锚段处安装3台移动式空压机来改善洞内的温度。

3 冬期混凝土总体施工方法

冬期混凝土总体施工方法:衬砌混凝土采用自动计量拌合站集中拌制，3 m3或6 m3混凝土运输罐车运输，9 m或12 m轨道式液压衬砌模板台车衬砌，HBT60型混凝土输送泵泵送入模，插入式振捣器配合附着式振捣器振捣。

4 混凝土生产拌制

1)混凝土配合比应按照抗冻混凝土设计规程设计混凝土配合比，并进行试配和试验调整。2)当拌合站外界气温低于0℃，骨料表面存在少量冰层时，要对混凝土施工拌合水进行加热处理来消除砂石表面的冰层，但加热的温度不宜高于60℃。3)混凝土拌制前要进行热工计算，确定满足出料温度时的骨料、水泥、水、外加剂等各种配套温度，实际试拌时先用热水洗刷拌合机，拌和时，砂石骨料及水泥应保持在0℃以上。为保证混凝土具有施工要求的拌合温度，一般将水加热，使水达到规定的使用温度，在加热水仍不能满足要求拌合温度时，再将砂石加热;混凝土拌制时间应较常温时延长50%，其拌制最短时间应按表1控制。

表1 拌制混凝土的最短时间表 s

5 混凝土的运输

1)混凝土的出机温度保证在10℃以上。为防止混凝土在运输过程中受冻，罐车覆盖保温防寒被一层。按运输长度不同及室外温度，计算出混凝土搅拌出罐的最低温度，以保证《规范》规定的入模温度不低于+5℃的要求。2)混凝土的运输时间应尽量缩短，以便确保混凝土的出罐温度在10℃、入模温度不得低于5℃。在运行过程中，要注意防止混凝土热量散失、表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。为做到很好控制，衬砌混凝土施工尽量安排在上午和中午施作，到下午3点以后尽量不施工。

6 混凝土的浇筑

1)混凝土浇筑时要保证混凝土的均匀性和密实性，要保证结构的整体性，尺寸准确，钢筋、预埋件位置，拆模后混凝土表面平整、光洁。2)在浇筑前，应清除模板和钢筋上的污垢。浇筑时，拌合物由拌板、料斗、漏斗或卸除时容易与容器冻结，故在浇筑前应采取防风、防冻结保护措施，一旦发现混凝土遭冻应进行二次加热搅拌，使搅拌物具有适当的施工和易性再浇筑。3)施工缝的位置宜留在结构剪力较小，且便于施工的部位。在施工缝处接着浇筑混凝土时，应先凿除水泥薄膜和松动石子，湿润冲洗干净，并使接缝处原混凝土的温度高于2℃，对垂直施工缝刷水泥浆，对水平施工缝铺一层10 mm～20 mm厚的1∶2水泥砂浆或30 cm厚、粗细骨料减少10%的同标号混凝土;待已浇筑的混凝土强度高于1.2 MPa时，允许继续浇筑。4)混凝土拌合物入模浇筑，必须经过振捣，使其内部密实，并能充分填满模板各个角落，制成符合设计要求的构件。冬期振捣混凝土采用机械振捣，振捣要快速，浇筑前应做好必要的准备工作，如模板、钢筋和预埋件检查、振捣机械和工具的准备等。

7 混凝土宜选用蓄热法养护

1)在洞内衬砌位置安置温度计，观测隧道内混凝土开始养护时的温度，温度控制在10℃以上，最低不得低于5℃。当混凝土进入初凝(约浇灌后4 h～6 h)即开始保湿保温养护。2)派专人负责混凝土养生，当混凝土表面温度低于5℃时采用碘钨灯和热风机进行加热养护，当混凝土表面温度高于5℃时采用保湿养护。3)混凝土水化热在前半月为发热升温期，后半月为散热降温期。在龄期内加强温度检测，由试验室做好温度记录，当发现混凝土表面与其内部的温差大于16℃时，及时调整供热方案。

8 混凝土拆模

1)混凝土模板拆除的时间，应按结构特点、自然气温和混凝土所达到的强度来确定，一般以缓拆为宜。2)冬期拆模时，混凝土表面温度和自然气温之差不得超过15℃，对初期支护变形稳定后的衬砌混凝土强度应达到8 MPa以上方可拆模，对初期支护变形未稳定的衬砌混凝土强度应达到设计强度的100%后方可拆模。3)在拆除模板过程中，如发现混凝土有冻害现象，应暂停拆卸，待采取加热养护达到规定拆模强度后方可继续拆卸。