簡述嚴寒條件下橋涵施工技術和質量控制

張瑞領

中鐵十四局集團海外工程公司 山東 濟南 250013

前言

嚴寒條件下橋涵施工，要根據施工環境、施工條件，結合施工內容，采取合適的施工材料、施工機械、施工技術措施，制定出切實可行的施工方案。施工過程要科學管理，嚴格控制，確保施工質量滿足各項技術標準。2019～2021年我參加了中鐵十四局海外公司卡麥公路項目的建設，在嚴寒條件下橋涵施工方面取得了一些經驗和見解，現形成文字，以期在以后相似環境施工中對大家有所借鑒和幫助。

1 工程概況

卡麥公路屬于哈薩克斯坦，項目起點是東哈薩克斯坦州中部城市卡爾巴套，終點是麥卡普沙蓋，全長415.2km，共分為10個標段。我們施工段為第9標段，全長55.2km，全段分布著80多座涵洞和6座橋梁，現澆混凝土8000多立方米。這些涵洞和橋梁成為制約工期的關鍵因素。哈薩克斯坦為大陸性氣候，冬季漫長嚴寒，每年的12月份到來年的4月氣溫在0℃至-40℃之間。為確保項目按期完成，開展冬季施工，加快涵洞、橋梁的施工建設，成為項目必須實施的工作。

2 施工技術和質量控制

2.1 施工前準備工作

（1）現場準備

進入冬季，施工便道做好填筑、維護和保養，及時清理路面冰雪，確保行車安全。施工車輛及時更換帶傷輪胎，安裝防滑鏈；更換適合冬季使用的機油、潤滑油、燃油；檢查維修剎車、轉向、車燈，確保機械不帶病作業。

（2）拌和站準備

1）材料儲備。儲備符合規范標準的砂石料、水泥和防凍劑。碎石的CBR值和沙的含泥量要重點控制；水泥采用普通硅酸鹽水泥。防凍劑在氣溫0℃至-15℃時使用，可以使混凝土低溫下正常水化，促進混凝土早期強度提升。

2）建造鍋爐。鍋爐用于加熱拌和用水，提升混凝土拌和溫度。鍋爐供水管道埋入凍土層以下，對于凍土層以上和露在外面的管道用保溫棉和棉絮做好保溫措施，確保冬季水管暢通。

3）建造砂石料暖棚。砂石料暖棚用于對砂石料進行加熱保溫。暖棚大小根據施工需要確定，采用彩鋼瓦全封閉建設，兩側及后面放置集裝箱進行防風保溫。棚內用d40mm鋼管做循環水管道，地面、四周全鋪設，管道間隔40cm。加熱采用電鍋爐加熱法，保證循環水的溫度。

（3）技術措施準備

根據設計文件、規范標準、技術文獻，結合其他單位的成功經驗，我們制定了切實可行的冬季橋涵施工技術方案，并提前和施工班組進行了書面交底。在混凝土施工配合比，材料標準，投料順序，溫度要求，添加劑的使用，拌和時間，成品混凝土技術指標，運輸要求，澆筑方法，養護措施等方面都做了具體的說明。冬季橋涵施工技術方案為冬季橋涵的施工質量提供了有力保證。

2.2 混凝土施工過程控制

（1）混凝土拌和

我們采用JS750強制式拌和機，每次拌和量為0.5m3。拌和前，把拌和用水加熱到60℃至80℃。初次拌和，拌和機首先啟動，加入少量熱水，沖洗攪拌機。然后加入砂石料和水進行拌和，最后投入水泥、防凍劑，攪拌2至3分鐘并觀察混凝土和易性狀態。出料后由實驗人員及時檢測出料溫度和坍落度數值。

（2）混凝土運輸

混凝土運輸采用罐車，罐體外面覆蓋保溫被[1]。每天初次用熱水濕潤罐體，然后把水倒掉，灌入混凝土，并盡快運送到施工現場。

（3）混凝土澆筑

混凝土澆筑前使用熱風機清除模板、鋼筋上的冰雪，并使模板、鋼筋溫度得到提升；用熱風機對基層碎石進行加溫，以防止基層溫度過低對混凝土強度產生影響[2]。混凝土入模溫度最低不能低于5℃，入模后及時振搗。混凝土振搗要符合作業規范，不能漏震和過震，表面高程控制嚴格，收漿抹面要符合規范要求。凝土澆筑應連續進行，間斷時間最長不能超過0.5h。間斷時間超過0.5h，按施工方案留施工縫或由項目技術部批準做廢棄處理。

注意事項如下：①加熱拌和用水鍋爐要24h不斷加熱，防止水結冰或溫度過低，用水時加熱時間過長，影響現場施工。②混凝土骨料按配合比提前無水拌和好，放在加熱棚內不間斷加熱，保溫。保溫棚溫度要達到10℃至20℃。③水泥和防凍劑要避免和80℃以上熱水直接接觸，防止高溫失效。④出料溫度達到6℃以上，入模溫度控制在5℃以上，坍落度控制在16到20cm。

（4）混凝土的養護

1）養護準備工作。嚴寒條件下混凝土養護有傳統暖棚養護法和電阻絲內部加熱養護方法，以及兩種方法相結合的養護方法。相應措施需要的設備、材料在施工前運抵現場，進行必要的搭建和組裝。

2）暖棚混凝土養護。暖棚養護首先要搭建好保溫棚。保溫棚用帆布搭建，外面覆蓋毛氈、棉被。保溫棚要確保嚴密不透風，保溫效果良好。我們使用暖風炮進行加溫，作業時暖風炮和保溫棚要保持安全距離，并注意出風口朝向，杜絕保溫棚引燃隱患。這種方法適用于外部氣溫高于-10℃，較薄混凝土結構，操作簡便，易于掌握，但是熱損失大，不夠經濟。

3）電阻絲加熱混凝土養護。電阻絲加熱混凝土養護工藝原理：380V交流電壓經電加熱器變壓成45v、65v、85v、100v的低電壓。電阻絲連接導線、電纜和電加熱器連接，接通電源后，電阻絲把電能轉化為熱能，對混凝土起到加熱養護作用，促進混凝土早期強度的提升。

電阻絲加熱養護工藝，要提前在模板內布設電阻絲。電阻絲布設要根據混凝土的體積、形狀，電阻絲的規格，需要提升的溫度確定電阻絲的總長度和布置密度。根據電加熱器的功率確定負荷電阻絲的最大長度，從而確定需要電加熱器的臺數。對于30cm厚涵洞底板混凝土，我們采用20cm間隔縱向設置，分底上兩層，兩層間隔10cm。橋臺、耳墻，可利用內部鋼筋作為支點布置電阻絲。混凝土經過收漿抹面工序后，要及時覆蓋塑料薄膜，保溫保濕，及時給電阻絲通電，開始養護。電阻絲加熱養護是已經成熟的混凝土冬季施工工藝，具有操作簡便，效果顯著，經濟效益明顯等優點。比傳統暖風炮暖棚養護節約成本15%左右。

注意事項如下：①電阻絲布設應均勻、整齊，利于混凝土澆筑施工，利于混凝土受熱均勻。②電阻絲加熱禁止電加熱器超負荷運轉，以免影響加溫效果。③混凝土升降溫度變化不易過快，以5℃/h為宜。④電阻絲外露混凝土面不大于10cm，防止絕緣層熔化。⑤電阻絲熔斷后應及時維修，以防混凝土受凍損壞。⑥通電養護前三天通過開關電閘控制混凝土溫度在15℃至30℃之間，每隔4小時檢測一次。⑦混凝土強度達到設計強度的50%時方可撤除電加熱設備[3]。⑧拆除加熱設備后，要繼續覆蓋毛氈、稻草進行保溫養護。

（5）混凝土質量檢測

混凝土檢測采用標準試塊試壓和回彈儀檢測兩種方式進行。標準試塊分同條件養護7d和持續養護28d強度兩組，檢測數值應符合規范要求。混凝土強度上升結束后，回彈儀檢測數值應符合設計要求。

2.3 預制件安裝

我們項目的涵洞，多為地板混凝土現澆，主體預制拼裝的圓管涵。分單孔和雙孔，管徑1～1.5m。冬季吊裝作業，吊裝設備容易出現不能啟動，突然熄火，轉動部件失靈等問題。施工前做好檢查，及時維修，規范操作。預制件之間按設計設置施工縫，防止夏季熱脹損壞構件。

2.4 臺背回填施工

涵洞安裝完成，做好防水，經檢查驗收后，應及時進行臺背回填。臺背回填采用天然級配沙礫土，嚴格按照標準分層填筑，分層壓實，兩側對稱施工。每層均要檢測壓實度，監理驗收后進行下一層施工。當天運輸到的填筑料，當天填筑、壓實。防止上凍、結塊。

3 結束語

嚴寒條件下橋涵施工，必須做好準備工作，創造合適的施工條件，采取切實可行的施工工藝，才能保證施工質量。經過四個多月的冬季施工，我們克服困難，完成了30座涵洞，2座橋梁的基礎施工任務。經檢測質量全部合格，為后期路基施工創造了條件，節約了工期，并且取得了顯著的經濟效益，值得以后相似施工條件的工程項目借鑒、推廣。