混凝土在冬期低溫時(shí)的不間斷施工技術(shù)

馮宏斌 王瑜輝

陜西建工第十一建設(shè)集團(tuán)有限公司 陜西 咸陽 712000

1 工程簡(jiǎn)介

咸陽彩虹光電科技第8.6代薄膜晶體管液晶顯示器件（TFT-LCD）廠房建設(shè)項(xiàng)目位于陜西省咸陽高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)，其中ACF廠房單體4層（局部5層），建筑面積為479 549.71 m2；OC廠房單體3層，建筑面積為183 375.4 m2。

ACF廠房長478 m、寬259 m，工程結(jié)構(gòu)形式主要為鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)，02層、04層核心區(qū)分別為厚600、550 mm華夫板，03層及支持區(qū)樓板為Deck組合樓板。

根據(jù)建設(shè)單位對(duì)工程施工工期的要求，工程于2017年4月30日前必須完成全部的主體結(jié)構(gòu)施工，其中處于冬期施工階段施工的混凝土約100 000 m3。

2 項(xiàng)目背景

項(xiàng)目地處咸陽市西，渭河西北岸，該地區(qū)在2016年12月1日—2017年2月15日施工期間最低平均溫度為－2 ℃，溫度低、風(fēng)力大，且伴有局部陣風(fēng)。由于施工區(qū)域?yàn)槌ㄩ_式，因此對(duì)冬期施工的保溫及加熱升溫措施要求高。同時(shí)，華夫板找平抹面精度要求高，需要多次找平和收面，持續(xù)時(shí)間長，對(duì)混凝土表面溫度保持提出了更高的要求。但此階段混凝土又無法覆蓋保溫，因此必須采取切實(shí)可行的措施將混凝土施工場(chǎng)所的環(huán)境溫度提高至不低于5 ℃，從而保證冬期施工的質(zhì)量及安全。這成為了工程中的一大難點(diǎn)。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)措施

3.1 內(nèi)置循環(huán)水管加熱養(yǎng)護(hù)法

3.1.1 背景及工藝原理

ACF廠房04層板為厚550 mm華夫板，施工的滿堂腳手架全部要生根在03層組合樓板上，為了提高組合樓板混凝土強(qiáng)度的增長速度，使04板盡早介入施工，經(jīng)實(shí)體試驗(yàn)總結(jié)，項(xiàng)目部決定采用內(nèi)置循環(huán)水管加熱養(yǎng)護(hù)法，采用此方法可使混凝土強(qiáng)度在冬期施工中一周內(nèi)達(dá)到25 MPa（設(shè)計(jì)強(qiáng)度的83%），滿足了04板架體搭設(shè)荷載要求。

本工藝通過設(shè)置2臺(tái)6 t燃油鍋爐，將液態(tài)水轉(zhuǎn)換為水蒸氣，利用管道輸送至ACF 03層板，再通過換熱機(jī)組轉(zhuǎn)換為液態(tài)水。熱水溫度需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，養(yǎng)護(hù)結(jié)束還需用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生高壓空氣將地輻熱管道內(nèi)的水吹掃干凈，并立即用注漿料（添加防凍劑）進(jìn)行壓力注漿[1-4]。

3.1.2 系統(tǒng)組成

低溫?zé)崴B(yǎng)護(hù)系統(tǒng)由4部分組成，分別為蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)、自動(dòng)換熱系統(tǒng)、熱水循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)。

3.1.3 施工技術(shù)要點(diǎn)

1）鍋爐安裝、調(diào)試及運(yùn)行。

① 按鍋爐專業(yè)廠家提供的圖樣、資料進(jìn)行鍋爐房的設(shè)計(jì)布置，提前做好基礎(chǔ)預(yù)埋工作。

② 鍋爐安裝及檢查完畢后應(yīng)打開進(jìn)水閥及空氣閥，開始向鍋爐上水，水位應(yīng)維持不變，若水位有變動(dòng)，先檢查原因并及時(shí)消除。在上水過程中，應(yīng)檢查各人孔以及法蘭連接處有無泄漏并及時(shí)消除。

2）PE-RT管道鋪設(shè)。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)管線布置，提前預(yù)埋PE-RT管道，地輻熱管道加熱系統(tǒng)每標(biāo)準(zhǔn)塊（柱子方格）分為9個(gè)回路，設(shè)集水器、分水器各1個(gè)。集、分水器采用DN50 mm鋼管制作，各回路設(shè)DN15 mm調(diào)節(jié)閥，末端設(shè)DN15 mm泄水閥。集、分水器設(shè)在各軸跨北端，分水器高度300 mm，集水器高度200 mm。集、分水器按周轉(zhuǎn)5次考慮。PE-RT管道在鋼承板中以S形布置。這樣就保證大面積混凝土都能均勻受熱，并得到全面養(yǎng)護(hù)（圖1）。

圖1 PE-RT管道布置

3）混凝土施工。采用混凝土地泵完成垂直及水平運(yùn)輸；ACF廠房垂直輸送距離11.9、18.8 m，水平輸送距離130 m；要求早強(qiáng)、抗凍，其中核心區(qū)鋼承板混凝土強(qiáng)度提高2個(gè)等級(jí)（達(dá)到C40）并在7 d達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，混凝土保護(hù)層厚度會(huì)影響裸管在內(nèi)部的散熱量和混凝土的裂縫控制，混凝土的厚度宜為管上部3 cm。

4）低溫?zé)崴B(yǎng)護(hù)。

① 養(yǎng)護(hù)熱水溫度控制：養(yǎng)護(hù)熱水溫度主要由螺旋螺紋換熱器集成控制，調(diào)試完成、熱水循環(huán)穩(wěn)定后初始設(shè)定40 ℃，養(yǎng)護(hù)運(yùn)行時(shí)換熱器自動(dòng)控制，維持溫度在35～45 ℃范圍內(nèi)；各送水、回水管路上溫度表計(jì)數(shù)作為參考。

② 混凝土內(nèi)部溫度控制：設(shè)專人負(fù)責(zé)測(cè)溫工作，進(jìn)入冬季施工前，對(duì)測(cè)溫保溫人員、泵站人員，應(yīng)專門組織技術(shù)業(yè)務(wù)培訓(xùn)和交底。

③ 養(yǎng)護(hù)熱水調(diào)試及養(yǎng)護(hù)措施：調(diào)節(jié)汽水換熱機(jī)組溫度控制按鈕，每隔24 h升溫不超過5 ℃，直至達(dá)到設(shè)計(jì)水溫；對(duì)熱水管內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行緩慢升溫，盡量減少循環(huán)水流途中熱量損失，保證混凝土內(nèi)溫度≥15 ℃。

④ 上表面溫度控制：混凝土快收面完成后，在其上依次覆蓋保濕用塑料薄膜1層，保溫用棉氈2層，防風(fēng)遮雨用彩條布1層。

5）待混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa后，撤去棉氈和彩條布，滿鋪1層廢舊多層板兼作保溫和保護(hù)層，以利于上層華夫板結(jié)構(gòu)層模板支撐體系搭設(shè)施工。

3.2 暖棚＋暖風(fēng)機(jī)養(yǎng)護(hù)法

3.2.1 背景及工藝原理

ACF廠房2層層高12.6 m且四面敞開，4層屋面板未安裝，處于露天施工狀態(tài)。項(xiàng)目部決定采用搭設(shè)暖棚、設(shè)置暖風(fēng)機(jī)對(duì)冬期混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

本工藝通過將燃油鍋爐轉(zhuǎn)換的水蒸氣輸送至3層板和4層板，然后通過暖風(fēng)機(jī)將水蒸氣管道散發(fā)的熱量持續(xù)吹出，保證暖棚內(nèi)部溫度≥5 ℃?；炷翝仓戤吅笸瑯右采w1層塑料薄膜和2層棉氈，再加1層塑料薄膜覆蓋在上層[5-6]。

3.2.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

1）暖棚構(gòu)造。暖棚弓梁為厚1.8 mm鍍鋅鋼板成型的幾形梁，間距1.2 m，弓梁連接件為鍍鋅管件；橫梁為φ40 mm×2 mm鍍鋅鋼管，共14道，使用厚1.5 mm鍍鋅鋼板沖壓成型的專用橫梁卡連接；主桁架為60 mm×60 mm×3 mm鍍鋅方管及50 mm×50 mm×2 mm鍍鋅方管組合焊接，高0.8 m；斜撐為3 0 m m×30 mm×1.5 mm鍍鋅方管，剪刀撐為φ40 mm×2 mm鍍鋅鋼管；底部弓梁固定架及立柱為120 mm×120 mm×3 mm鍍鋅方管。在2個(gè)暖棚連接處的連接薄膜，用膠帶將薄膜縫隙密封，以及對(duì)各個(gè)薄膜轉(zhuǎn)角處和連接處，用膠帶粘貼密封起來。

2）暖棚布置。暖棚按每一柱跨之間設(shè)1個(gè)單元的原則布置，每個(gè)單元的基本尺寸為長24.0 m、寬15.6 m，以保證每個(gè)柱間單元格18.6 m×16.8 m內(nèi)的全部混凝土結(jié)構(gòu)板得到養(yǎng)護(hù)。為保證布料機(jī)能夠在暖棚內(nèi)旋轉(zhuǎn)不受影響，暖棚內(nèi)部空間凈高不小于2.9 m，中間高4.0 m。單元之間搭設(shè)長1.2 m臨時(shí)橫桿，用薄膜卡槽將相鄰暖棚連接起來，形成一個(gè)大棚通廊。每個(gè)暖棚兩側(cè)中心預(yù)留可安裝、拆卸的方管，以便布料機(jī)的推入和推出，澆筑混凝土沿通廊布設(shè)泵管和布料桿。

3）蒸汽管道布置。02、04板管道由蒸汽主管道接出，采用φ133 mm×5 mm無縫鋼管焊接連接，在各分段管道末端設(shè)閥門，便于后續(xù)管道安裝時(shí)不影響前段管道的供熱，蒸汽干管標(biāo)高為板標(biāo)高＋2.50 m。蒸汽管道保溫采用鋁箔玻璃棉管殼，保溫層厚度50 mm。蒸汽管道支撐采用預(yù)制鋼筋焊接支腿，鋼筋直徑25 mm，底部和頂部將鋼筋焊接成三角支座，一端焊接在板內(nèi)鋼筋，另一端支撐蒸汽主管道。管道設(shè)置2跨，每跨在冬期養(yǎng)護(hù)完成后，將管道內(nèi)水排出，周期性的跳過1跨進(jìn)行安裝。2跨循環(huán)使用、安裝、拆卸。

4）混凝土澆筑。在澆筑混凝土前，需要將暖棚推送至指定的位置，在暖棚下方安裝滑輪，并且沿滑輪方向平鋪10#槽鋼作為軌道。為了不影響混凝土澆筑和收面，需要將暖棚提升一定的高度。采用φ18 mm的鋼筋，焊接成π字形（圖2），再使用千斤頂將暖棚提升一定高度，將制作的成品與02板鋼筋焊接，每個(gè)邊需焊接4個(gè)，焊接穩(wěn)定后，卸下千斤頂。暖棚和混凝土面之間的縫隙采用大棚薄膜進(jìn)行覆蓋，并用膠帶密封。

5）混凝土養(yǎng)護(hù)。每跨根據(jù)鋼柱的布置，可制作10個(gè)暖棚進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)，熱蒸汽通過管道傳送至暖風(fēng)機(jī)處，接電后暖風(fēng)機(jī)開始工作，將傳送至暖風(fēng)機(jī)的管道熱量吹出，從而在密閉的暖棚中循環(huán)熱氣流，達(dá)到冬期養(yǎng)護(hù)混凝土的效果。

圖2 兀字形支架

3.3 燃油鍋爐房施工管理措施

1）鍋爐房安排持有崗位證書的2人，晝夜輪崗。完成對(duì)鍋爐房的維護(hù)、溫度記錄、設(shè)備安全檢查等任務(wù)。

2）混凝土澆筑前4 h開始對(duì)蒸汽鍋爐升溫，確保澆筑混凝土?xí)r室內(nèi)溫度達(dá)到0 ℃以上，后開始通知預(yù)拌混凝土廠家發(fā)料，澆筑過程中繼續(xù)升溫，確?；炷猎谑覂?nèi)環(huán)境下的強(qiáng)度增長。

3）現(xiàn)場(chǎng)安排管理人員對(duì)02、03、04板進(jìn)行管理，并且找專人每1 h記錄一次03板水溫情況，出現(xiàn)異常情況，及時(shí)作出相應(yīng)調(diào)整。

4 效益分析

4.1 節(jié)省工期

采用低溫內(nèi)置熱循環(huán)養(yǎng)護(hù)措施后，在冬期惡劣環(huán)境下加快了03板混凝土強(qiáng)度的增長速度，使04板提前介入了施工，最終比原計(jì)劃提前了6 d完成了04板混凝土澆筑，節(jié)省了工期。

4.2 社會(huì)效益

在施工過程中，冬期混凝土施工質(zhì)量得到了保證；工程進(jìn)度加快，得到了建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位的好評(píng)，工程被多次組織參觀，增加了建設(shè)單位及施工單位的社會(huì)認(rèn)可度。樹立了企業(yè)攻堅(jiān)克難的形象，為企業(yè)在陜西乃至國內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中增加了新鮮活力。