關于東北嚴寒地區(qū)冬季地鐵車站混凝土施工保溫措施及質量控制的介紹

艾建科

[摘要]隨著國家十三五計劃的實施，大型基礎實施建設全面開花，特別是國內城市地鐵交通工程幾乎在二線城市全部大規(guī)模的開展建設，我公司積極響應國家號召，在哈爾濱地鐵3號線二期工程2015年中標并于次年正式開工，但是由于地鐵建設周期長，大部分地鐵車站需跨越1-2個冬季進行施工，而為了盡量降低工程造價，縮短工期，這樣冬季施工就成了不可避免的情況。哈爾濱又是我國極北城市之一，冬季極為寒冷而且漫長，從11月至翌年3月份長達5個月之久，每年12月中旬至2月上旬是一年中最冷的時段，平均氣溫低于-15。，平均最高氣溫低于-9。，平均最低氣溫低于- 20。。因此對于混凝土冬季施工的保溫措施就顯得尤其重要，如何做好冬季混凝土施工的保溫措施將關系到工程質量的合格與否。本文就以哈爾濱軌道交通3號線土建工程海河東路站底板、中板為例，對冬季混凝土施工的保溫措施及質量控制等方面進行介紹。

[關鍵詞]車站底、中板；混凝土拌合運輸澆筑；蓄熱法；暖棚法；電加熱法；質量控制

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 02 - 0086 - 02

當室外日平均氣溫持續(xù)5日低于5°時就表示已進入冬季施工期，混凝土工程的冬季施工要防止混凝土在達到臨界受凍強度過程中受凍，而且車站底板面積大、中板上下透風，必須采取保溫措施。如果在運輸澆筑過程中受凍，水結成冰后的體積就增加9%，同時水泥的水化作用以及粉煤灰的二次水化都停止進行，當后來達到正溫開始養(yǎng)護后，會使水泥漿體中的孔隙率比正常凝結的混凝土顯著增加，從而使混凝土的各項物理力學性能全面下降，其抗壓強度將損失月50%，抗?jié)B等級幾乎為零。混凝土與鋼筋的握裹力也大幅度降低，因此從保證混凝土工程全面質量出發(fā)，在冬季施工中必須了解溫度變化走向、溫度最低值以及風雪氣象災害的情況，提前做好保溫材料、施工組織工作、溫度測量、取暖設備等，讓其盡早獲得強度。

1 混凝土拌合運輸澆筑

由于車站主體結構混凝土質量要求高，耐久性指標必須全部合格，因此，首先混凝土配合比應滿足冬季施工的條件，拌合時提前將砂石料、水等加溫備好，混凝土罐車外罩防寒棉，運輸時應盡量避開車流高峰期，選擇最佳運距和路線，澆筑地點要合理安排泵車放置，保證混凝土的卸出時間，澆筑時嚴格按照施工組織方案步驟進行。

2 蓄熱法養(yǎng)護

當室外最低溫度不低于-15°時，地面以下的工程或表面系數(shù)不大于5m2的結構，比較適宜采用蓄熱法養(yǎng)護，提前跟商砼站進行技術交底，選用強度高、水化熱較大的普通硅酸鹽水泥，將混凝土的組成材料進行加熱后按照先后順序投入攪拌，在經(jīng)過運輸、振搗后仍具有一定溫度，澆筑后的混凝土面用保溫材料嚴密覆蓋，采取措施是，混凝土表面先覆蓋一層塑料薄膜保持混凝土內原有水分，同時起隔離作用；然后加蓋兩層導熱系數(shù)小、價格低廉而且可以再利用的珍珠巖，須保證其不潮濕、不透風；再加蓋一層防水且可以再利用的棉氈；對于邊棱、角、新舊混凝土連接處必要時采取局部加熱措施。該方法主要是利用預加材料的熱量和水泥的水化熱量，使混凝土緩慢冷卻，并在冷卻過程中逐漸讓其凝結，當混凝土溫度降至0°前可達到受凍臨界強度或預期的強度要求。其具有經(jīng)濟、簡便、節(jié)能、最終強度損失小，耐久性較好等優(yōu)點，但也有缺點就是強度增長較慢。

3 暖棚法養(yǎng)護

暖棚是以架設好的鋼支撐為骨架，用聚丙烯編織布和薄膜復合而成的復合布覆蓋圍擋成相對比較密封的棚子，能源采用燃燒甲烷環(huán)保型鍋爐（4t）將蒸汽通過焊接好的鋼管管道輸送到各個暖風機，然后吹熱風使棚內空氣保持正溫，混凝土的澆筑與養(yǎng)護都在棚內進行，該養(yǎng)護法適用于地下結構工程和結構比較集中的工程，而海河東路站底、中板就是屬于這種結構物。若進入冬季寒冷期日平均溫度低于-10°時，還須配合蓄熱法（一層塑料膜倆層珍珠巖一層棉氈）共同保溫養(yǎng)護。本方法施工操作與常溫無異，具有勞動條件好、工作效率高，不易發(fā)生凍害等優(yōu)點，但是也有缺點就是設備的費用比較高。

4 電加熱法養(yǎng)護

這里主要介紹的是車站中板采用電加熱法其中的一種——電熱毯法，電熱毯是由四層玻璃纖維布中間夾以電阻絲制成，其幾何尺寸為1.2m×1.4m，電熱毯的電壓為220V，功率為50W，布置時在結構物表面先鋪設一層塑料薄膜，然后連續(xù)布毯，養(yǎng)護通電持續(xù)時間根據(jù)測量氣溫及養(yǎng)護溫度確定，一般是按照通電3h，間斷30min的工序進行。由于中板澆筑時上下隆空，澆筑期間平均溫度低于-15°，因此與蓄熱法（一層塑料薄膜倆層珍珠巖一層棉氈）和暖棚法共同進行保溫養(yǎng)護。該方法對混凝土質量要可靠保證，缺點就是用電方面有一定的危險。

5 質量控制

（1）首先按照施工講度每晝夜?jié)仓鳂I(yè)面在混凝土的邊緣、角部、中部及集水坑等部位布置1個測位，再根據(jù)混凝土的厚度每個測位布置3個測點，分別位于混凝土的表層、中心、底層，表層測點布置在距混凝土表面50mm處，底層的溫度測點宜布置在混凝土澆筑體底面以上50 - lOOmm處，溫度傳感器直接埋入混凝土內，傳感器和傳輸線采用自鎖式塑料扎帶固定在鋼筋之間，傳感器不能與鋼筋直接接觸，否則不能準確反應混凝土內部溫度，對于露出混凝土外面的導線接頭要用金屬管套保護，然后對埋設好的測位、測點、逐一編號、繪制布置圖，測量結果要寫入正式記錄，包括量測混凝土拌合物溫度，入模溫度，環(huán)境溫度，表里溫差和降溫速率，其中混凝土人模溫度的測量頻次每臺班不應少于2次，澆筑后混凝土內部溫度60min測量記錄1次。當出現(xiàn)降溫速率、表里溫差超過規(guī)定時，應及時調整和優(yōu)化溫控措施；當混凝土的降溫速率和表里溫差滿足控制值的下限值且混凝土最高溫度與環(huán)境最低溫度之差連續(xù)3d小于25°時，可停止溫度監(jiān)測。溫度監(jiān)測結束后，繪制各測點的溫度變化曲線，見附圖。

在冬季施工過程中，經(jīng)過對海河東路站（14 -17）軸、（17 - 20）軸、（20 -25）軸底板；（1-4）軸中板溫度的監(jiān)測，數(shù)據(jù)結果匯總如下（表1）。

由以上結果可以直接看出，冬季采用綜合蓄熱法保溫措施最佳效果為覆蓋一層塑料膜倆層珍珠巖一層棉氈，詳細測溫記錄數(shù)據(jù)和折線圖（見圖1）。

（2）在混凝土施工過程中，還應在澆筑地點隨機取樣并根據(jù)圖紙和規(guī)范要求制作試件，包括有抗壓強度、抗裂性能、抗?jié)B性能、抗凍性能、混凝土密實度（電通量、氯離子擴散系數(shù)）等，其中抗壓強度試件每次取樣應制作6組，3組在溫度（20°±2°）、濕度> 95%標準條件下養(yǎng)護至28d試壓，1組與結構物同條件養(yǎng)護，在混凝土溫度降至0°時試壓用以檢查混凝土是否達到受凍臨界強度；2組與結構物在同條件下養(yǎng)護至等效齡期時，也就是達到該混凝土的成熟度時試壓，試驗結果合格后做為評定依據(jù)。

6 結語

通過在東北地區(qū)混凝土冬季施工，海河東路站底板、中板經(jīng)第三方檢測混凝土質量全部合格，采用上述保溫養(yǎng)護方法對混凝土盡早達到強度效果顯著。但隨著科學技術的發(fā)展，還應不斷摸索更好的冬施工法，繼續(xù)優(yōu)化施工組織方案，在嚴寒地區(qū)冬季施工經(jīng)濟成本實現(xiàn)更加有效的控制和操作方面更加簡單方便。

參考文獻：

[1] DB23 - 2003，黑龍江省地方建筑工程施工質量驗收規(guī)范[S].