蓋挖逆作地鐵車站冬季施工關鍵技術

王寧波 ，安歡歡 ，胡鵬舉 ，張 旭 ，許有俊

1.中鐵一局集團有限公司，陜西 西安 710054

2.中鐵一局集團第四工程有限公司，陜西 咸陽 712000

3.內蒙古科技大學土木工程學院，內蒙古 包頭 014010

土木工程行業進入冬季后，氣溫的下降會對施工造成一定程度的影響。尤其是在入冬時間較早、有效施工時間較短的北方地區，不可避免地要在冬季進行施工。為了減少冬季低溫環境對施工質量的影響，保證施工項目的安全與進度，必須采取一些相應的冬季保溫措施。

王宇聲等[1]對混凝土冬季施工生產、運輸、澆筑、養護4個階段的保溫技術進行了詳細介紹。閆冬等[2]闡述了冬季施工中降水保溫及土方施工的措施。張俊剛等[3]提出了冬季施工時環境溫度測量及鋼筋和混凝土的技術措施。段曉明[4]提出了冬季施工中有關降水、土方、鋼筋、混凝土和防水層的質量保證措施。肖祝融等[5]對逆作法深基坑冬季混凝土的養護也提出了相應的施工措施。目前，大部分研究人員只對冬季施工的某一材料或結構提出了相應的保溫措施，但并未形成針對地鐵車站冬季施工的整套保溫措施。

文章通過對呼和浩特市地鐵新華廣場車站冬季施工保溫技術進行研究，提出了相應的解決方案，總結了蓋挖逆作車站冬季施工的整體保溫措施，如材料、結構和設備設施等，以為今后相關工程提供經驗和重要參考。

1 工程概況

呼和浩特市新華廣場站主體結構采用蓋挖逆作法進行施工。根據呼和浩特市的氣候情況，確定2015—2017年每年的11月1日至次年的3月31日為冬期施工。車站在冬季施工的主要內容為主體結構的導墻、地下連續墻、鋼管柱及基礎樁、冠梁、頂板混凝土結構等部分分項工程。

2 地鐵車站冬季施工保溫措施

2.1 材料保溫措施

（1）鋼筋保溫措施。鋼筋焊接采用負溫電弧焊的形式，焊接后接頭不得與冰雪接觸。當施工環境溫度低于-5℃時，采用多層控溫施焊工藝，與常溫焊接相比，增大焊接電流并降低焊接速度，既要防止焊接后冷卻過快，又要防止接頭過熱。焊接完成后及時清渣，使焊縫表面光滑，焊縫的余高平緩過渡，焊包飽滿。鋼筋加工棚采用半封閉形式，四周用棉簾和加厚塑料布包圍，并放置電暖氣取暖，在加工棚內工作區處設置1支溫度計，每5h測量一次，最低溫度不得低于-10℃。

（2）泥漿保溫措施。泥漿的存儲采用“保溫棚+輔助加熱”的措施。保溫棚建筑框架采用鋼管和角鋼搭接，采用封閉式，棚頂墻體均加蓋保溫材料，起防風、防冷作用，且在棚內采用電暖風加熱，泥漿用水采用電鍋爐加熱，池內泥漿利用泥漿泵不斷循環，以保持泥漿不斷循環，防止上冰結凍。泥漿輸送采用“保溫棉+輔助加熱”的措施。同時，要求泥漿循環管路均使用直徑為100mm的管道，在溫度高于-10℃時采用厚度為5cm的保溫棉包裹；當溫度低于-10℃時采用電熱絲包裹，連接處用熱熔焊接，每30m預留1個三通接口，電熱絲保持通電，避免泥漿系統被冰凍。

（3）混凝土保溫措施。①混凝土澆筑保溫措施。在澆筑施工縫時，首先把表面清理、沖洗干凈，保證接縫處的溫度高于5℃，然后鋪一層水泥砂漿，當已澆筑完的混凝土強度高于1.2MPa時，繼續澆筑，全部澆筑完成后，最后用苫布覆蓋結合面以保持正溫。②混凝土養護保溫措施。澆筑完成的混凝土的外露部分在冬季養護時主要以暖棚法為主、蓄熱法為輔。

2.2 結構保溫措施

（1）地下連續墻成槽保溫措施。為了保證成槽的質量，在冬季施工時，首先維持泥漿的溫度不能低于5℃，不能添加氯鹽類防凍劑。在成槽凍土層時要放慢速度以保證結構的垂直度。成槽結束后，經質量檢查合格，及時澆筑混凝土，來不及澆筑混凝土時用板材覆蓋槽孔，并用砂袋等蓋嚴以保溫防凍。氣溫較低時，在鋼筋籠下放、接頭箱安裝采用的過程中，保持槽內泥漿不斷循環，防止泥漿結凍。

（2）車站頂板保溫措施。車站頂板在冬季施工時選用保溫棚養護并利用輔助熱源來對混凝土進行保溫養護。現場利用兩側導墻鋪設軌道、安裝可移動式保溫加熱曖棚來進行保溫。用保溫棉篷布將頂板混凝土的施工區及其頂部包裹成暖棚，頂面做成排水坡面以排水排雪。同時，把一層塑料布和一層棉被蓋在澆筑完畢的混凝土上。因頂板土方下挖3.8m后進行頂板混凝土結構施工，故借助導墻鋪設軌道，并在頂面搭設可移動式大棚，加熱采用電暖風（氣）方法，加熱電暖風（氣）放置在兩側冠梁上，每側按間距3m左右布置7臺同時加熱。

（3）車站中板保溫措施。在中板結構施工中，周圍環境已基本封閉，只需要完成預留孔洞的封閉、與外界形成隔離，站內溫度基本保持在4℃左右。對于局部溫度較低的，將待澆筑的中板段落采用篷布在兩個端頭進行隔斷，形成小環境，并用電動暖風炮輔助提溫。

（4）車站側墻保溫措施。車站側墻結構施工采用單側三角桁架形式，在站內溫度較低時，采用桁架掛設篷布，內部采用暖風炮輔助提溫。墻體的模板暫不拆除，直接利用模板進行墻體混凝土的養護，在墻體上方及外側覆蓋阻燃棉被。保證結構內部空間的溫度不能低于10℃，溫度低時采用電暖氣進行加熱。在拆除模板后，混凝土強度已大于抗凍臨界強度，在混凝土表面粘貼塑料薄膜保濕，外側再掛設土工布進行適當保溫。對于蓋挖逆作法的側墻澆筑，工程采用分層澆筑，在模板中部增加澆筑（兼振搗）窗口，有利于減少應力，避免溫度裂縫的出現。

（5）鋼管柱、基礎柱、導墻、冠梁保溫措施。地下連續墻混凝土頂部澆筑面、鋼管柱混凝土柱頂均在防凍層以下，不必考慮樁身的養護，因此主要采用加防凍劑的措施。澆筑完成后及時清洗澆筑管中的混凝土，樁基的混凝土用竹跳板覆蓋，防止雪花飄入引起泥漿結冰，待混凝土初凝后用較干的粉土填平，以保證樁頭混凝土的質量。導墻冬季施工時必須注意防潮保暖，待導墻開挖、鋼筋綁扎完成，在導墻外露部分鋪設一層塑料薄膜，上面蓋著厚棉被，厚棉被上面再利用彩條布覆蓋，利用此方法可起到臨時保溫作用。冠梁冬季施工時現場采用暖棚法保溫，圍護樁施工完成后開挖冠梁基槽，搭設臨時暖棚，用直徑為42mm的鋼管和棉篷布作為暖棚的材料，同時在棚內設置電暖風。

2.3 設備設施保溫措施

對于生活區內的鋼材水箱，采用包裹保溫的方式。現場內輸水管道的埋深大于0.7m（最大凍結深度），用棉被和塑料布對外露的管路和蒸汽管道進行包裹保溫，并且用填鋸末或包裹的方式保溫閥門。

3 地鐵車站冬季施工保溫效果

3.1 測溫管控方案

工程以一定的頻率進行測溫并形成測溫記錄。在澆筑混凝土強度達到臨界強度之前，每隔2h測溫一次，在強度達到設計強度的50%之后，每隔5h測溫一次，且溫度不低于5℃。根據測溫記錄增減保溫材料，將混凝土中心溫度與表面溫度的差保持在25℃以下，拆模后的混凝土溫度與環境溫度的差保持在20℃以下。當上述溫差連續3d都小于25℃，并且混凝土的強度已經大于設計強度的50%，適當停止保溫、測溫工作。

3.2 測溫數據分析

將每天在3個時間段測量的溫度記錄進行平均，并繪制一號線中板上點、中點、下點的平均測溫記錄圖，如圖1所示。連續7d的測溫記錄中，混凝土內部溫度變化穩定，最低溫度均大于10℃，表明對混凝土實施的保溫措施有效，且保溫效果較好。同時，在測溫圖中可以看出表面溫度最低，上點溫度次之，下點溫度第三，中點溫度最高。測試溫度遠大于養護期所需溫度，表明混凝土保溫措施有效。

圖1 中板平均測溫記錄圖

4 結束語

呼和浩特市新華廣場車站位于我國北方地區，為保證工程質量和施工進度，工程從技術措施方面解決了鋼筋加工、車站主體結構施工等在冬季施工期間保溫的難題，其中，負溫電弧焊焊接形式、保溫棚及暖棚的搭建形式等在冬季可有效保證工程質量，具有較高的工程經濟價值。