簡述嚴(yán)寒條件下橋涵施工技術(shù)和質(zhì)量控制

張瑞領(lǐng)

中鐵十四局集團(tuán)海外工程公司 山東 濟(jì)南 250013

前言

嚴(yán)寒條件下橋涵施工，要根據(jù)施工環(huán)境、施工條件，結(jié)合施工內(nèi)容，采取合適的施工材料、施工機(jī)械、施工技術(shù)措施，制定出切實可行的施工方案。施工過程要科學(xué)管理，嚴(yán)格控制，確保施工質(zhì)量滿足各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。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(shè)，在嚴(yán)寒條件下橋涵施工方面取得了一些經(jīng)驗和見解，現(xiàn)形成文字，以期在以后相似環(huán)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(biāo)段。我們施工段為第9標(biāo)段，全長55.2km，全段分布著80多座涵洞和6座橋梁，現(xiàn)澆混凝土8000多立方米。這些涵洞和橋梁成為制約工期的關(guān)鍵因素。哈薩克斯坦為大陸性氣候，冬季漫長嚴(yán)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(shè)，成為項目必須實施的工作。

2 施工技術(shù)和質(zhì)量控制

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

（1）現(xiàn)場準(zhǔn)備

進(jìn)入冬季，施工便道做好填筑、維護(hù)和保養(yǎng)，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(jī)油、潤滑油、燃油；檢查維修剎車、轉(zhuǎn)向、車燈，確保機(jī)械不帶病作業(yè)。

（2）拌和站準(zhǔn)備

1）材料儲備。儲備符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)混凝土早期強(qiáng)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(jìn)行加熱保溫。暖棚大小根據(jù)施工需要確定，采用彩鋼瓦全封閉建設(shè)，兩側(cè)及后面放置集裝箱進(jìn)行防風(fēng)保溫。棚內(nèi)用d40mm鋼管做循環(huán)水管道，地面、四周全鋪設(shè)，管道間隔40cm。加熱采用電鍋爐加熱法，保證循環(huán)水的溫度。

（3）技術(shù)措施準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計文件、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文獻(xiàn)，結(jié)合其他單位的成功經(jīng)驗，我們制定了切實可行的冬季橋涵施工技術(shù)方案，并提前和施工班組進(jìn)行了書面交底。在混凝土施工配合比，材料標(biāo)準(zhǔn)，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(shù)指標(biāo)，運(yùn)輸要求，澆筑方法，養(yǎng)護(hù)措施等方面都做了具體的說明。冬季橋涵施工技術(shù)方案為冬季橋涵的施工質(zhì)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(qiáng)制式拌和機(jī)，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(jī)首先啟動，加入少量熱水，沖洗攪拌機(jī)。然后加入砂石料和水進(jìn)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(tài)。出料后由實驗人員及時檢測出料溫度和坍落度數(shù)值。

（2）混凝土運(yùn)輸

混凝土運(yùn)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(yùn)送到施工現(xiàn)場。

（3）混凝土澆筑

混凝土澆筑前使用熱風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)對基層碎石進(jìn)行加溫，以防止基層溫度過低對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)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?；炷琳駬v要符合作業(yè)規(guī)范，不能漏震和過震，表面高程控制嚴(yán)格，收漿抹面要符合規(guī)范要求。凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)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(shù)部批準(zhǔn)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(jié)冰或溫度過低，用水時加熱時間過長，影響現(xiàn)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(nèi)不間斷加熱，保溫。保溫棚溫度要達(dá)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(dá)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(yǎng)護(hù)

1）養(yǎng)護(hù)準(zhǔn)備工作。嚴(yán)寒條件下混凝土養(yǎng)護(hù)有傳統(tǒng)暖棚養(yǎng)護(hù)法和電阻絲內(nèi)部加熱養(yǎng)護(hù)方法，以及兩種方法相結(jié)合的養(yǎng)護(hù)方法。相應(yīng)措施需要的設(shè)備、材料在施工前運(yùn)抵現(xiàn)場，進(jìn)行必要的搭建和組裝。

2）暖棚混凝土養(yǎng)護(hù)。暖棚養(yǎng)護(hù)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(yán)密不透風(fēng)，保溫效果良好。我們使用暖風(fēng)炮進(jìn)行加溫，作業(yè)時暖風(fēng)炮和保溫棚要保持安全距離，并注意出風(fēng)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(jié)構(gòu)，操作簡便，易于掌握，但是熱損失大，不夠經(jīng)濟(jì)。

3）電阻絲加熱混凝土養(yǎng)護(hù)。電阻絲加熱混凝土養(yǎng)護(hù)工藝原理：380V交流電壓經(jīng)電加熱器變壓成45v、65v、85v、100v的低電壓。電阻絲連接導(dǎo)線、電纜和電加熱器連接，接通電源后，電阻絲把電能轉(zhuǎn)化為熱能，對混凝土起到加熱養(yǎng)護(hù)作用，促進(jìn)混凝土早期強(qiáng)度的提升。

電阻絲加熱養(yǎng)護(hù)工藝，要提前在模板內(nèi)布設(shè)電阻絲。電阻絲布設(shè)要根據(jù)混凝土的體積、形狀，電阻絲的規(guī)格，需要提升的溫度確定電阻絲的總長度和布置密度。根據(jù)電加熱器的功率確定負(fù)荷電阻絲的最大長度，從而確定需要電加熱器的臺數(shù)。對于30cm厚涵洞底板混凝土，我們采用20cm間隔縱向設(shè)置，分底上兩層，兩層間隔10cm。橋臺、耳墻，可利用內(nèi)部鋼筋作為支點布置電阻絲?；炷两?jīng)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(yǎng)護(hù)。電阻絲加熱養(yǎng)護(hù)是已經(jīng)成熟的混凝土冬季施工工藝，具有操作簡便，效果顯著，經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點。比傳統(tǒng)暖風(fēng)炮暖棚養(yǎng)護(hù)節(jié)約成本15%左右。

注意事項如下：①電阻絲布設(shè)應(yīng)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(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，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(yīng)及時維修，以防混凝土受凍損壞。⑥通電養(yǎng)護(hù)前三天通過開關(guān)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(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的50%時方可撤除電加熱設(shè)備[3]。⑧拆除加熱設(shè)備后，要繼續(xù)覆蓋毛氈、稻草進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。

（5）混凝土質(zhì)量檢測

混凝土檢測采用標(biāo)準(zhǔn)試塊試壓和回彈儀檢測兩種方式進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)試塊分同條件養(yǎng)護(hù)7d和持續(xù)養(yǎng)護(hù)28d強(qiáng)度兩組，檢測數(shù)值應(yīng)符合規(guī)范要求?；炷翉?qiáng)度上升結(jié)束后，回彈儀檢測數(shù)值應(yīng)符合設(shè)計要求。

2.3 預(yù)制件安裝

我們項目的涵洞，多為地板混凝土現(xiàn)澆，主體預(yù)制拼裝的圓管涵。分單孔和雙孔，管徑1～1.5m。冬季吊裝作業(yè)，吊裝設(shè)備容易出現(xiàn)不能啟動，突然熄火，轉(zhuǎn)動部件失靈等問題。施工前做好檢查，及時維修，規(guī)范操作。預(yù)制件之間按設(shè)計設(shè)置施工縫，防止夏季熱脹損壞構(gòu)件。

2.4 臺背回填施工

涵洞安裝完成，做好防水，經(jīng)檢查驗收后，應(yīng)及時進(jìn)行臺背回填。臺背回填采用天然級配沙礫土，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)分層填筑，分層壓實，兩側(cè)對稱施工。每層均要檢測壓實度，監(jiān)理驗收后進(jìn)行下一層施工。當(dāng)天運(yùn)輸?shù)降奶钪?，?dāng)天填筑、壓實。防止上凍、結(jié)塊。

3 結(jié)束語

嚴(yán)寒條件下橋涵施工，必須做好準(zhǔn)備工作，創(chuàng)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(zhì)量。經(jīng)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(chǔ)施工任務(wù)。經(jīng)檢測質(zhì)量全部合格，為后期路基施工創(chuàng)造了條件，節(jié)約了工期，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，值得以后相似施工條件的工程項目借鑒、推廣。