淺析東北嚴寒條件下二襯混凝土施工（隧道工）論文姓名單位中鐵隧道集團二處有限公司淺析東北嚴寒條件下二襯混凝土施工摘要本文對東北地區嚴寒條件下隧道二襯混凝土施工進行了初步探討,對滿足嚴寒條件下隧道二襯混凝土施工的基本條件進行了總結,對以后類似工程施工具有借鑒和參考意義。關健詞冬季嚴寒保溫混凝土施工1引言東北地區因冬季氣溫很低，因此一般情況下很少在冬季進行隧道二襯混凝土施工，因此既有成熟施工經驗較少。新建吉林至琿春鐵路（簡稱“吉圖琿鐵路”）項目位于吉林省境內，西起吉林市，東至延邊朝鮮族自治州琿春市，途經吉林市轄的昌邑區、龍潭區、蛟河市，延邊自治州轄的敦化市、安圖縣、延吉市、圖們市、琿春市等。季節性凍土本區處于嚴寒地區，為重度季節凍土區。沿線季節性凍土層厚度167192M，每年從10月開始凍結，翌年4月開始融化。吉琿線項目位于東經1261513030，北緯42504400范圍內，屬六度帶的第22帶，三度帶的第42、43帶。旅客列車設計行車速度250KM/H，基礎設施預留提速條件。全線鋪設有砟軌道。2工程概況新建吉圖琿客運專線JHSK1標雞冠山隧道出口位于龍井市老頭溝鎮距上佛堂村約1000M，隧道起訖里程DK239960GDK244681，全長4721M，最大埋深約212M，設計為雙線隧道，左右線間距46M。本隧道按新奧法設計施工,采用復合式曲墻襯砌，級加強襯砌采用鋼筋混凝土結構。全隧穿越礫砂、片麻狀混合巖、粗角礫土地層，地質構造單一，節理裂隙較發育,屬張性節理。該隧道位于中溫帶寒溫帶濕潤大陸性季風氣候區的三江長白山小區，主要特征是冬季漫長而嚴寒多雪，夏季涼爽并低溫多雨。最冷月月平均氣溫165，歷年最低氣溫299，最大凍結深度168M。3冬季施工原因因工期要求異常緊張，加上該地區冬季漫長一般情況下從本年11月1日至來年4月1日，因此為滿足工期要求，冬季必須進行隧道二襯混凝土施工。根據規范規定當工地晝夜平均氣溫最高和最低氣溫的平均值或當地時間6時、14時及21時室外氣溫的平均值連續3D穩定低于5或最低氣溫低于3時，按照進入冬季施工考慮。根據當地情況一般從本年的11月1日至次年的4月1日按進入冬季考慮，根據實測情況今年從11月初即按進入冬季施工考慮。4施工方法41施工準備（1）預先收集當地氣象臺歷年氣象資料，及時掌握天氣預報的氣象變化趨勢及動態，便于提前安排施工，做好各種預防準備工作。（2）根據本工程的具體情況，制定相應的冬季施工方案和防護措施，并在冬季來臨前完成對相關管理和作業人員的冬季施工技術交底、質量控制措施交底及相關安全知識培訓。（3）根據施工方案提前準備好足夠的保溫物資如棉被、保溫板、門簾等、保溫器材如鍋爐、暖風機、電暖片等、供熱能源如煤炭、木材等，為冬季施工的正常進行打下良好的基礎；對攪拌系統、運輸機械、作業設備、管線等進行全面檢修，更換老化元器件，同時備用一定數量的易損零配件；結合機械設備的換季保養，及時更換潤滑油；對使用防凍液的機械設備確保防凍液符合當地防凍要求，未使用防凍液的機械設備采取停機后排放冷卻水或進入暖棚車間等防凍措施；對罐車配備防滑鏈、罐體加裝保溫棉等。42施工方案襯砌混凝土冬期施工工藝流程見圖1。421保溫方案冬季施工總體原則封閉、加熱。拌合站料倉全封閉，砂石料倉底部采用地暖管加熱，料倉周圍采用暖氣片供熱，拌合用水采熱水。混凝土運輸車外罐采用專用棉布保暖。隧道洞口封閉2道，相隔8米。洞內混凝土施工段采用熱風機取暖。4211洞外保溫砂石料棚外部采用封閉式彩鋼暖棚（厚10CM彩鋼復合板），內部采用鋼管棚架結構，同時在車輛的出入口處設置滑動門，帆布夾棉布的暖簾，并安排專人負責推拉和開啟，保證防寒效果。拌和站進料口與砂石料棚全封閉，砂石料棚與拌和站的連接采用棚架結構，采用保溫雙層泡沫板彩鋼板結構與拌和站的進料倉相連，形成封閉結構。砂石料儲料倉及下料倉內邊墻上中下位置分別布置一道、共布置3道80MM的鋼管進行供暖。砂石料的預熱及保暖采用鍋爐供暖，砂石料的預熱方式為在砂石料倉的底部設置管道地暖，保證料倉內所有砂石料的溫度。地暖管道選用PEX管，布設間距為300MM左右。地熱管道上方的混凝土厚度為5070MM。保證砂石料加熱到10以上,暖棚內溫度不低于5，布置見圖2。碎石2倉碎石1倉碎石1倉碎石2倉米石1倉米石1倉砂石1倉砂石1倉新建施工便道沉淀池配料機配料機水泥倉水泥倉粉煤灰倉水泥倉粉煤灰倉水泥倉門地磅水泥倉水泥倉進出車進出車保溫棚鍋爐房上料方向上料方向岐陽隧道進口雞冠山隧道出口備用水泥外加劑拌合機拌合機254517,51358,013,5258,06,0圖2雞冠山隧道進口拌合站平面圖4212洞內保溫主要采取在洞口掛保溫門簾，洞內澆筑工作面用電暖爐加熱，臺車兩端分別懸掛兩臺5KW的電暖風機，并將臺車兩端用棉布封閉的方法，保證臺車附近環境溫度不低于5。422混凝土施工方案4221拌制混凝土配合比應按照抗凍混凝土設計規程設計配合比，并進行試配和試驗調整。當拌和站外界氣溫低于0骨料表面存在少量冰層時，要對混凝土施工拌和水進行加熱處理來消除砂石表面的冰層，但加熱的溫度不宜高于60。混凝土拌制前要進行熱工計算，確定滿足出料溫度時的骨料、水泥、水、外加劑等各種配套溫度，實際試拌時先用熱水洗刷拌合機，拌合時砂石骨料及水泥應保持在0以上。為保證混凝土具有施工要求的拌合溫度，將水加熱，使水達到規定的使用溫度80以上，在加熱水仍不能滿足混凝土出倉溫度時（10以上），再將砂石加熱；混凝土拌制時間應較常溫時延長50，其拌制最短時間應按表1控制。表1拌制混凝土的最短時間（S）表攪拌機容積（L）混凝土坍落度（CM）攪拌機類型2502506506503強制式901351804222運輸混凝土的出機溫度在保證10以上。為防止混凝土在運輸過程中受凍，罐車覆蓋一層保溫防寒被，輪胎加裝防滑鏈防滑。按運輸長度不同及室外溫度，計算出混凝土攪拌的出罐的最低溫度，以保證規范規定的入模溫度不低于5的要求。4223入模及振搗混凝土采用泵車入模，振搗棒分層振搗密實，嚴格控制每層厚度及振搗間距、振搗時間，并不得漏振和過振。4224拆模及養護當混凝土強度達到8MPA時開始拆模,拆模時做好環境溫度與混凝土溫度的測量,防止溫差出現收縮裂紋。養護采用噴灑混凝土養護液進行養護。43混凝土施工溫度控制431洞口封閉示意圖40450隧道中線車輛出入口防寒保溫門簾圖3洞口保溫封閉剖面示意圖50洞口第一道封堵門洞口第二道封堵門圖4洞口保溫封閉縱面示意圖洞口封閉示意如圖3、4所示。為減少洞外冷空氣與洞內空氣的交換，保證洞內溫度能夠滿足混凝土施工要求，在冬期施工來臨前對隧道兩側洞門進行封堵。兩側洞門分別封堵兩道洞門，洞門封堵采用雙層鋼管架為主體，外覆帆布簾進行封閉，兩道門之間的間距為50米。由于隧道已貫通，隧道內空氣自然流動造成洞內熱量流失，如在完成洞門封堵后仍無法保證混凝土施工作業區溫度，需在混凝土作業區100米范圍內進行二次封堵以減少熱空氣流失。432隧道供熱根據以往在東北地區施工經驗，當隧道開挖長度達到800M以后，一般不需要采用專門的空氣加熱措施，掌子面附件區域也能滿足施工溫度要求。但在洞內施工環境小于5時，為了提高洞內溫度，改善施工作業環境，確保混凝土的養護溫度，需在隧道施工作業區采用暖風機進行局部加熱，確保洞內環境溫度在5以上，在上述措施使用后還不能達到溫度要求情況下，增加火爐進行供熱。433生活區防寒及供暖措施生活區房屋全部采用雙層彩鋼泡沫板保溫結構，建立專用鍋爐房集中供暖，設置水暖鍋爐對辦公、生活房屋供暖及洗澡用水等。暖氣管道和暖氣片及鍋爐的安裝調試由專業供暖公司統一進行安裝和調試。由于工區去年已將生活區取暖措施完善，今年只需將該措施恢復即可。因隧道作業環境比較潮濕，工人受施工用水影響較大。為保證工人上班時衣服干燥及身體健康，在洞內利用隧道綜合洞室作為工人上、下班更換衣服的專用洞室。本標段各工區及施工地點生活區居住及辦公區域可以選用小型常壓鍋爐進行供熱采暖。施工作業人員每人配發防寒服裝及防寒勞保用品，保證作業人員能正常進行工作。雞冠山隧道生活區平面布置如圖3所示。鍋爐房宿舍區宿舍區宿舍區女澡堂男澡堂宿舍區辦工區辦公區辦工區宿舍區宿舍區圖3雞冠山隧道生活區平面布置圖434其他防寒措施4341機械設備（1）要做好機械防寒、防凍工作，按照“機械管理規定”要求，嚴格換季保養。（2）注意各種設備的防凍、防寒。設備可分為兩種固定設備和移動設備。固定設備均置于房間內。移動設備在不使用的時候，停入洞內，并將水箱內的水放干凈，油箱上蓋稻草；使用前，水箱加入溫水，加入防凍劑，油使用低標號油，先啟動預熱一段時間后再使用。（3）換季時對設備進行檢修，檢查其使用狀態。（4）施工車輛用油必須采用防凍柴油，車輛暫時不用時，將其放在隧道內溫度高的地方統一管理。如長期不準備使用，排掉循環水箱內的冷卻水，再次啟動前先檢查油路和水箱的工作情況，并且必須使用低溫啟動液，冰雪天氣時輪胎與路面之間的摩擦阻力減小，路面比較滑，施工車輛的輪胎必須安裝防滑鏈條，且慢行穩走，特別要注意坡陡彎急處。4342施工便道的防滑路面采用鋪撒粗砂或碎石來改善路面狀況；冰雪天氣時，及時清除施工便道上積雪和浮冰，注意車輛和行人防滑。4343鋼筋加工區防寒隧道鋼筋工程主要以電纜槽鋼筋為主，為了保證在冬季工人的正常工作和鋼加工件的焊接質量，宜在隧道內溫度較高地段專門設置鋼筋加工區。鋼筋加工應符合以下要求（1）在負溫條件下使用的鋼筋，施工時加強檢驗。鋼筋在運輸和加工過程中防止撞擊和刻痕。（2）鋼筋從洞外運至洞內時，需放置一段時間，在鋼筋溫度與洞內溫度相近時再進行鋼筋作業。（3）當鋼筋必須在室外焊接時，其溫度不宜低于20且應有防雪擋風措施，焊接后的接頭嚴禁立即觸及冰雪。4344屋頂融雪屋頂的積雪不僅會給屋頂和屋檐造成損傷，穿透屋頂，導致漏水，甚至壓塌屋頂。所以當溫度太低，積雪較多時需采取屋頂融雪措施。屋頂融雪采用鋪設電熱膜或者采用發熱電纜作為熱源。本標段生產及生活住房均為彩鋼瓦臨時住房，擬采用發熱電纜作為熱源。發熱電纜的布設初步計劃為室內有暖氣設備的房間為200250W/M2，室內無暖氣設備的房間為250350W/M2。環境及條件不允許的情況下可采用人工清雪的方法進行房屋積雪清除。4345環保措施（1）在保證取暖效果的前提下，根據溫度記錄的情況，盡量減少電器取暖設備的使用時間，節省電能。減少鍋爐的燃燒時間，從而減少廢氣的排放量，減小空氣污染。（2）鍋爐燃燒的煤碴應集中堆放，然后運至碴場掩埋。5其他施工保證措施（1）成立精干、高效、責權明確的冬季施工領導小組，由項目經理任組長,項目副經理、總工程師任副組長，各部門負責人為成員，負責冬季施工的組織和管理。明確各部門各崗位職責和權限，制定考核獎懲辦法，確保冬季施工順利實施。（2）做好人員詳細安排，明確各工序負責人，尤其是保溫控制及測溫記錄人。如攪拌站暖棚進料口、罐車進出口的及時開關，砂石料測溫記錄，混凝土出倉、入模及現場環境測溫記錄，鍋爐水測溫記錄控制，攪拌站管理協調，現場管理協調等明確相關責任人，做好統一管理工作。現場所有測溫數據必須記錄在冊，測溫記錄人必須簽字，并將測溫記錄裝訂成冊備查，對混凝土入模溫度必須每車測量。（3）各部門做好協調管理工作，如物資設備部、試驗室、工程部等相關部門應緊密配合、加強協調，保證施工現場順利運轉。6施工注意事項（1）加強保溫工作，尤其是對暖棚等應經常檢查,對漏風之處應及時修補。（2）切實做好測溫工作，確保混凝土入模及環境養護溫度達到規范要求。（3）攪拌用水不宜加熱太高，當水溫加熱超過40時，攪拌必須分段進行,先攪拌砂石料50S，然后加入水泥及外加劑再進行攪拌。如一次性加入攪拌對外加劑性能將產生影響，拌制的混凝土保水性差，振搗后在混凝土表面易出現滲水溝和泛砂現象，應引起重視。（4）在雨雪天氣,運輸車輛要加防滑鏈，以防因路滑引起交通事故。（5）便道局部危險地段要加強防護，做好警戒標識。（6）冬季取暖嚴禁私拉