冬季施工作业指导书5

中铁隧道集团西平铁路XPS-2标冬季施工方案编制：审核：批准：中铁隧道集团西平铁路XPS-2标第一项目部二ＯＯ九年元月一日1冬季施工方案一、编制说明我部承建的西安至平凉铁路XPS-2标段，位于陕西省咸阳市永寿县及彬县范围。据永寿县、彬县气象站气象资料显示：本区属于暖温带大陆性亚湿润气候区，夏季炎热，冬季寒冷，春秋两季多风，四季分明。年平均气温9.2℃（彬县）～11.0℃（永寿县），12月初至3月份中旬为冻土初终期，其中一月份气温最低，最冷月平均气温-3.9℃（彬县）～-2.9℃（永寿县），最大冻结深度1.0m。为了保证工程施工质量满足设计及规范要求以及施工进度计划的落实，特制定冬季施工方案，以指导冬季施工。二、编制依据1、《铁路混凝土工程施工技术指南》TZ210-2005；2、《铁路混凝土工程质量验收补充标准》；3、铁道部颁布的铁路暂时规定；4、《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）；5、设计图纸、施工组织设计、标段所处地区气温特点和现场实际施工情况。三、冬季施工的定义和阶段当环境昼夜平均温度（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，采取冬季施工措施。西平铁路XPS-2标段冬季混凝土施工定为12月初至3月份中旬，并根据实际的气温情况考虑冬季施工到常温期施工的过渡期。四、混凝土冬季施工的一般原理2混凝土拌和物浇筑后之所以能逐渐凝结和硬化，直至获得最终强度，是由于水泥水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土本身组成材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化的。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也较快；而当温度降低到0℃时，存在于混凝土中的水有一部分开始结冰，逐渐由液相（水）变为固相（水）。这时参与水泥水化作用的水减少了，因此，水化作用减慢，强度增长相应较慢。温度继续下降，当存在于混凝土中的水完全变成冰，也就是完全由液相变为固相时，水泥水化作用基本停止，此时强度就不再增长。水变成冰后，体积约增大9%，同时产生约2500千克每平方厘米的冰胀应力。这个应力值常常大于混凝土内部形成的初期强度值，使混凝土受到不同程度的破坏（即早期受冻破坏）而降低强度。此外，当水变成冰后，还会在骨料和钢筋表面上产生颗粒较大的冰凌，减弱水泥浆与骨料和钢筋的粘结力，从而影响混凝土的抗压强度。当冰凌融化后，又会在混凝土内部形成各种各样的空隙，而降低混凝土的密实性及耐久性。试验研究还表明，混凝土受冻前预养期愈长，强度损失愈小。五、冬季混凝土施工准备1、根据年度计划和施工组织设计，确定冬季施工的工程项目。2、收集工地气象台（站）历年气象资料，设置工地气象观测点，建立观测制度，及时掌握气象变化情况，必须做好相应的原材料、气温测试数据记录台帐及热工计算资料。3、一般骨料的温度每变化±2℃会使混凝土温度变化±1℃，必须落实有关工程材料、物资、能源和机具设备防寒，水泥、砂、石、外加剂等进行覆盖保温处理，以便减少原材料进入搅拌机的温度损失。混凝土拌和用3水储存池必须采取用电热管加热装置提高水温。4、标段中心试验室对冬季混凝土配合比进行重新设计。5、对有关人员进行技术交底和培训：（1）加强混凝土检验人员、拌和站操作人员、现场施工员、材料员对温控机理等方面知识的培训，了解低温浇注混凝土导致的混凝土拌和、浇注、养护等质量问题的严重性，增加日常操作、检测、监督的自觉性。（2）落实对施工人员冬期混凝土施工要点培训，包括拌和、浇注、拆模、养护等方面的温控措施。六、冬季混凝土施工方法在冬季混凝土施工中，主要解决三个问题：一是如何确定混凝土最短的养护龄期，二是如何防止混凝土早期冻害，三是如何保证混凝土后期强度和耐久性满足要求。施工方法尽量选用在养护期间不需要对混凝土加热的储热法，负温混凝土法和综合法。1、冬季施工措施费用的比较负温混凝土施工法：经验分析加防冻剂，浇筑后覆盖彩条布、草袋及薄膜等表面蓄热养护措施比常规混凝土增加费用为3％；电热法施工：经验分析比常规混凝土增加费用为30％左右；暖棚法施工：经验分析增加费用为40％左右。所以优先考虑使用负温混凝土施工法，并根据施工具体情况结合储热法一起使用。2、负温混凝土施工过去负温混凝土是掺有大量氯盐的混凝土，在外界负温条件下浇入不保温的模板中，进行简单的覆盖养护，以防混凝土冷却过快和霜雪落在混凝土上。据行业标准要求一般适宜于栈桥墩、挡墙以及临建等非主体无筋4混凝土工程。随着新型材料的发展，混凝土防冻剂被广泛采用，且应用于主体工程。氯盐溶液改掺防冻剂（具有防渗要求的加引气剂），该防冻剂具有防冻、减水、引气、早强性能，主要作用是降低了冰结点，使混凝土在负温情况下继续水化反应，抗冻能力提高到-15℃。七、热工计算骨料加热对我部环境实际情况不太现实，因此我项目部采用水加热。1、成熟度计算：采用混凝土成熟度作为检验低温季节混凝土是否达到允许受冻临界强度的标准和确定拆模时间。本地区12月～3月气温最低在-10℃以上，因此采用经验公式即绍尔公式：N=∑（tg+10）△zN——混凝土成熟度℃.d或℃.h△z——养护时段dtg——△z时段内混凝土硬化时的平均温度℃2、混凝土拌合温度及温度损失计算：计算方法一：（1）、混凝土拌合物温度计算（例）：水加温到95℃混凝土容重γ2=2450kg/m3用水量W=180kg/m3拌合物综合比热Cm=0.3w.h/kg.k配比为350:746:1119:180砂、石温度为1℃,砂含水率为4.0%,石子含水率为1.5%。则：拌合物的温度T0=[0.92(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-ωsamsa-ωgmg)5+c1(ωsamsaTsa+ωgmgTg)-c2(ωsamsa+ωgmg)]÷[4.2mw+0.9(mce+msa+mg)]式中T0--混凝土拌合物的温度(℃);mw、mce、msa、mg—水、水泥、砂、石用量（kg）；Tw、Tce、Tsa、Tg—水、水泥、砂、石的温度（℃）；ωsa、ωg—砂、石的含水率（%）；C1、c2—水的比热容（KJ/Kg·K）及溶解热（Kj/Kg）。当骨料温度﹥0℃时，-C1=4.2,C2=0；≤0℃时,C1=2.1,C2=335。T0=(0.92*(350*10+746*(-1)+1051*(-1))+4.2*95(180-746*4.0%-1119*1.5%)+2.1*(746*4.0%*(-1)+1119*1.5%*(-1))-335*(746*4.0%+1119*1.5%)/(4.2*150+0.9*(350+746+1119))T0=13℃（2）混凝土拌合物出机温度搅拌机棚温度为零度。T1=T0-0.16(T0-Ti)T1=13-0.16(13-0)T1=10.92℃（3）入模温度运输及浇注损失:泵送时间为t=0.1hn=1a=0.1Ta=-10℃T2=T1-(at+0.032n)(T1-Ta)=10.92-(0.1*0.1+0.032*1)*(10.9+10)6=10.92-0.88=10.04℃计算方法二：混凝土的温度损失包括运输过程和浇筑过程中温度损失。运输过程：公式tu=A(to-ta)ztu－运输过程的温度损失℃to－混泥土出机口温度℃ta－室外计算温度℃z－运输时间hA－装运混泥土容器系数吊罐＝0.13，敞口式0.2浇筑过程温度损失：公式tj＝0.17（tB,P-tc）zctj-浇筑混泥土温度损失℃tB,P－混泥土入仓温度℃tc－暖棚内温度℃zc－平仓、振捣到上层覆盖的时间即浇捣时间h八、混凝土的搅拌永寿梁隧道进口每天的混凝土施工时按200方计算。每方用水150公斤，共用水30方，采用电热管热水。1#斜井每天的混凝土施工时按120方计算1#斜井采用锅炉加热。1、冬期施工时对对混凝土搅拌站、输水管、送料带、混凝土罐车、泵车和管道采取遮蔽、包裹等保温措施，减少混凝土施工过程中的热量散失。2、合理安排浇筑工序作业的时间，冬期施工时混凝土搅拌安排在气温较高的时间（中午或下午）进行。73、混凝土要选用较小的水胶比和较小的坍落度。4、搅拌混凝土前，要先进行热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，确保混凝土的入模温度不低于5℃。水泥、矿物掺和料、外加剂等可在暖棚内进行自然预热，但允许直接加热。5、骨料不加热时水的加热温度可以超过80℃，但搅拌时候必须先投入骨料和已加热的水，搅拌均匀温度降到40℃后再投入水泥，以防止水泥出现假凝现象。对水加热的方法采用在拌和水池内放大功率加热棒加热。6、冬热期施工时在搅拌站拌出首盘混凝土后，中心试验室必须安排试验员现场旁站，及时对拌和物坍落度、含气量、出机温度、水胶比等进行测定，填表并分析结果，判定是否满足要求以便及时进行调整，指导下一盘混凝土的搅拌。7、骨料中不能混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。8、搅拌设备尽量安装在温度不低于10℃的暖棚内。9、混凝土搅拌时间不少于90秒。九、混凝土的运输1、混凝土在浇注过程中不得转载，混凝土运输期间，避免工序交叉干扰造成的运输时间过长。2、冬期浇注混凝土要保证运输车的运输能力和搅拌站的搅拌能力相匹配，以保证浇注工作的连续性。3、运输混凝土过程中要慢速搅拌混凝土，严禁在运输过程中加水搅拌。4、混凝土运输车混凝土容器必须采取棉被等包裹的保温措施。十、混凝土浇筑1、冬期浇注混凝土前，必须做好充分准备，备足施工设备，保证连续8进行浇注。混凝土从搅拌机到入模的传递时间及浇注时间尽量缩短，并尽快开始养护。2、混凝土入模温度不得低于5℃。3、冬期施工时在混凝土浇注地，首盘测定后，异常情况下还要再对拌和物坍落度、含气量、入模温度、水胶比、泌水率重新测试，不符合要求的禁止入模。4、混凝土浇筑前，必须清除模板及钢筋上的冰雪及污垢。当环境温度低于-10℃时，要将直径大于等于25mm的钢筋和金属预埋件加热至正温。5、当旧混凝土面和外露钢筋（预埋件）暴露在空气中时，要对距离新、旧混凝土施工缝1.5m范围内的旧混凝土和长度1m范围内的外露钢筋（预埋件）进行防寒保温。当混凝土不需要加热，且在规定的养护期间内不致冻结时，对于非冻涨性地基或旧混凝土面，可以直接浇筑混凝土。当混凝土需要加热时，混凝土和地基接触面的温度不能低于2℃。当浇筑负温早强混凝土时，对于用冻结法开挖的地基或冻结线以上且气温低于-5℃的地基必须做隔热层。6、混凝土必须分层连续浇筑，分层厚度不小于20cm。7、喷射混凝土作业区的环境气温和进入喷射机的材料温度不能低于5℃。已喷射混凝土的强度未达到5Mpa前不能受冻。十一、养护和拆模1、每一个独立基础留设2组冬施混凝土试块进行试压以检测混凝土抗冻临界强度并确定拆模时间，此种试件必须在解冻后才能试压。。2、混凝土带模养护期间前3小时要对温度进行严格监控，控制混凝土的内部温度和表面温度之差、表面温度和环境温度之差不大于15℃，对实9测值进行记录并报告，温度超标时必须及时分析原因，研究针对性的处理措施。3、冬季混凝土不能采用洒水养护的方法养护。4、冬季施工期间，当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土时，其混凝土未达到设计强度的30%前不能受冻。当混凝土未达到5Mpa前也不能收冻。浸水动融条件下的混凝土开始收冻时其强度不能小于设计强度的75%。5、拆除模板的同时对构件进行养护，隧道洞门、明洞和护拱结构、桥梁基础、墩台等采取一层塑料布、一层防寒毡、一层塑料布，保证混凝土表面时刻处于潮湿状态，避免干湿交替。保持潮湿状态最少7d，掺有矿物掺合料的混凝土比不掺的适当延长养护时间。对结构的边棱角加强覆盖保温，迎风面采取防风措施。位于基坑中的混凝土，当地下水位较高时，可待混凝土初凝后，采用放水淹没的方法养护。但当地下水位超出混凝土顶面的厚度小于冰层厚度时不允许放水养护。7、冬期混凝土施工期间，必须根据工作量大小情况配足配齐养护人员和养护设备。8、混凝土开始养护时的温度要根据热工计算确定，但不能低于5℃，细薄截面结构不能低于10℃。9、当储热法不能满足要求时采用暖棚法养护，暖棚内的温度不能低于5℃且混凝土表面保持湿润；采用燃煤加热