灣灣川隧道混凝土工程冬季施工技術方案

尚 軍

1 工程概況

由中鐵隧道集團二處承建的灣灣川隧道作為東北東部鐵路通道通化至灌水段工程重點控制性工程之一，位于吉林省通化市和通化縣境內，隧道全長7 088 m，為單線電化鐵路隧道。該隧道所在地域屬長白山脈嚴寒地區，冬季漫長且嚴寒多雪，冬季月平均氣溫-16.0℃～-14.1℃，最低氣溫-35℃左右。

吉林省通化地區冬季施工由于氣溫低，空氣干燥，容易造成工程因凍受損，同時，風、雪天氣較多，施工條件及環境惡劣，是工程質量事故的多發季節，尤以混凝土工程居多。

2 現場準備

2.1 施工場地準備

排除現場積水，對施工現場進行必要的修整，截斷流入現場的水源，做好排水措施，消除現場施工用水造成場地結冰現象;安排專人負責施工場地積雪清掃工作，清掃后的積雪不應放在機電設備、材料及構配件堆放場地附近;主要施工道路利用隧道棄渣進行鋪墊整平，保證道路的暢通。

2.2 拌合機棚的保溫準備

1)隧道出口拌合站已搭建封閉式彩鋼暖棚(厚7.5 cm彩鋼復合板)，拌和樓采用1臺0.3 t的蒸汽鍋爐與1臺 2 t的熱水鍋爐并行使用，2 t的熱水鍋爐在拌合站生產倉內主要用于集中采暖，0.3 t的蒸汽鍋爐主要用于加熱混凝土拌合用水。在生產倉內隔板和墻體上均安裝暖氣散熱片或懸掛φ 42熱水散熱壁管(相對于暖氣散熱片要經濟合理些)，地板下呈S形埋設φ 50熱水散熱管道，并在拌合機旁設置16 m3熱水箱，由蒸汽鍋爐的熱水來進行加熱拌合用水。拌合站生產倉出入口均掛設棉布門簾和安裝電動卷簾門封閉保暖。2)攪拌機棚出入口掛設門簾封閉，并設置熱水罐，由蒸汽鍋爐預熱拌合水，埋設污水排放管道、封閉好沉淀池，防止凍結、定期清理，確保污水管道保持暢通。

2.3 熱源設備的準備

1)鍋爐房的設置:冬期施工前，分別在斜井、出口拌合站旁安裝蒸汽鍋爐、搭設封閉式鍋爐房，通過蒸汽排管供暖;在項目部、斜井、出口生活區安裝熱水鍋爐，室內安裝暖氣管道、暖氣片進行供暖;2)砂石原材料加熱設備主要是在砂石料堆放場地布設蒸汽加熱管道，由蒸汽鍋爐供暖，拌和前在料倉設熱風機提前預熱集料，保證溫度在0℃以上。對砂石等原材料進行預加熱和保溫，保溫倉出入口均掛設單層棉布門簾和安裝電動卷簾門進行封閉保暖。

2.4 進洞管道的保溫

進洞管道采用棉氈包裹埋入地下，其埋置深度超過凍結深度;上水管等架空管道采用鋼管外巖棉包裹進行保溫。

2.5 隧道施工給、排水

1)隧道洞內施工生產用水:在出口打水井一口，采用地下水滿足施工生產用水，引水管道埋入地下約2 m深，并用保暖材料包裹，在拌合站處設置兩處加熱點，采用蒸汽加熱方法，利用增壓泵增壓送至施工作業面，供施鉆、噴射混凝土使用。2)隧道內排水:隧道斜井及出口為反坡施工，在洞內利用大避車洞設集水坑，安設抽水機由排水管將水排出洞外。

2.6 隧道斜井、出口洞門的保溫

在隧道斜井、出口洞門設置擋風門簾，并在洞口200 m范圍內采用蒸汽供暖，確保洞內溫度不低于5℃;同時利用洞內大避車洞作為施工人員更衣室，工人可以在上班前、下班后在洞內換衣服，避免工人穿潮濕衣服出洞引起感冒等疾病。洞門保暖采用棉門簾進行懸掛封閉，洞門口(含風洞)封閉一道，間隔15 m封閉第二道，出渣時用人工開閉。臺車段保溫在隧道襯砌前后10 m內采用碘鎢燈進行加溫，臺車模板下面采用5個碘鎢燈進行加溫(視洞內環境溫度確定碘鎢燈數量)，并在錨段處安裝3臺移動式空壓機來改善洞內的溫度。

3 冬期混凝土總體施工方法

冬期混凝土總體施工方法:襯砌混凝土采用自動計量拌合站集中拌制，3 m3或6 m3混凝土運輸罐車運輸，9 m或12 m軌道式液壓襯砌模板臺車襯砌，HBT60型混凝土輸送泵泵送入模，插入式振搗器配合附著式振搗器振搗。

4 混凝土生產拌制

1)混凝土配合比應按照抗凍混凝土設計規程設計混凝土配合比，并進行試配和試驗調整。2)當拌合站外界氣溫低于0℃，骨料表面存在少量冰層時，要對混凝土施工拌合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℃。3)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，拌和時，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，一般將水加熱，使水達到規定的使用溫度，在加熱水仍不能滿足要求拌合溫度時，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表 s

5 混凝土的運輸

1)混凝土的出機溫度保證在10℃以上。為防止混凝土在運輸過程中受凍，罐車覆蓋保溫防寒被一層。按運輸長度不同及室外溫度，計算出混凝土攪拌出罐的最低溫度，以保證《規范》規定的入模溫度不低于+5℃的要求。2)混凝土的運輸時間應盡量縮短，以便確保混凝土的出罐溫度在10℃、入模溫度不得低于5℃。在運行過程中，要注意防止混凝土熱量散失、表層凍結、混凝土離析、水泥砂漿流失、坍落度變化等現象。為做到很好控制，襯砌混凝土施工盡量安排在上午和中午施作，到下午3點以后盡量不施工。

6 混凝土的澆筑

1)混凝土澆筑時要保證混凝土的均勻性和密實性，要保證結構的整體性，尺寸準確，鋼筋、預埋件位置，拆模后混凝土表面平整、光潔。2)在澆筑前，應清除模板和鋼筋上的污垢。澆筑時，拌合物由拌板、料斗、漏斗或卸除時容易與容器凍結，故在澆筑前應采取防風、防凍結保護措施，一旦發現混凝土遭凍應進行二次加熱攪拌，使攪拌物具有適當的施工和易性再澆筑。3)施工縫的位置宜留在結構剪力較小，且便于施工的部位。在施工縫處接著澆筑混凝土時，應先鑿除水泥薄膜和松動石子，濕潤沖洗干凈，并使接縫處原混凝土的溫度高于2℃，對垂直施工縫刷水泥漿，對水平施工縫鋪一層10 mm～20 mm厚的1∶2水泥砂漿或30 cm厚、粗細骨料減少10%的同標號混凝土;待已澆筑的混凝土強度高于1.2 MPa時，允許繼續澆筑。4)混凝土拌合物入模澆筑，必須經過振搗，使其內部密實，并能充分填滿模板各個角落，制成符合設計要求的構件。冬期振搗混凝土采用機械振搗，振搗要快速，澆筑前應做好必要的準備工作，如模板、鋼筋和預埋件檢查、振搗機械和工具的準備等。

7 混凝土宜選用蓄熱法養護

1)在洞內襯砌位置安置溫度計，觀測隧道內混凝土開始養護時的溫度，溫度控制在10℃以上，最低不得低于5℃。當混凝土進入初凝(約澆灌后4 h～6 h)即開始保濕保溫養護。2)派專人負責混凝土養生，當混凝土表面溫度低于5℃時采用碘鎢燈和熱風機進行加熱養護，當混凝土表面溫度高于5℃時采用保濕養護。3)混凝土水化熱在前半月為發熱升溫期，后半月為散熱降溫期。在齡期內加強溫度檢測，由試驗室做好溫度記錄，當發現混凝土表面與其內部的溫差大于16℃時，及時調整供熱方案。

8 混凝土拆模

1)混凝土模板拆除的時間，應按結構特點、自然氣溫和混凝土所達到的強度來確定，一般以緩拆為宜。2)冬期拆模時，混凝土表面溫度和自然氣溫之差不得超過15℃，對初期支護變形穩定后的襯砌混凝土強度應達到8 MPa以上方可拆模，對初期支護變形未穩定的襯砌混凝土強度應達到設計強度的100%后方可拆模。3)在拆除模板過程中，如發現混凝土有凍害現象，應暫停拆卸，待采取加熱養護達到規定拆模強度后方可繼續拆卸。

9 結語

東北嚴寒地區隧道混凝土冬季施工，在做好現場準備，抓好混凝土拌和樓保溫、熱源設備配置、進洞管道布設、施工給排水、洞口安設擋風門簾等準備工作的同時，注重控制混凝土配合比，通過嚴控混凝土拌制、運輸、澆筑、養護和拆模等環節，才能達到隧道混凝土冬季施工控制安全、質量良好的效果。

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