高速鐵路墩臺(tái)冬季施工混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)溫度控制

張興志

（中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司，北京100142）

1 引言

根據(jù)Q/CR 9207—2017《鐵路混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程》【1】規(guī)定，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于0℃時(shí)，混凝土施工應(yīng)按冬期施工辦理施工。本文以京沈高鐵京冀段潮白河特大橋承臺(tái)及墩身冬季施工為例，對(duì)北方地區(qū)（寒冷地區(qū)）混凝土現(xiàn)場澆筑及養(yǎng)護(hù)過程中的溫度控制措施及控制要點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)論述。北京地區(qū)一般年份冬季施工時(shí)間起止為11月15日至次年3月15日，冬季施工總天數(shù)約為90d。北京的氣候?yàn)榈湫偷呐瘻貛О霛駶櫞箨懶约撅L(fēng)氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，冬季最低氣溫達(dá)到-20℃，土壤最大凍結(jié)深度1m。冬季施工為工期進(jìn)度提供支撐，但由于氣溫寒冷干燥，對(duì)混凝土質(zhì)量控制極為不利。因此，為保證墩臺(tái)混凝土的最終強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，則必須運(yùn)用可靠的施工措施以滿足混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)所需要的環(huán)境溫度及濕度。具體的施工措施及施工控制要點(diǎn)如下文所述。

2 冬季施工準(zhǔn)備工作

1）確定冬季施工質(zhì)量管理目標(biāo)，成立冬季施工領(lǐng)導(dǎo)小組，針對(duì)冬季施工特點(diǎn)，選擇經(jīng)驗(yàn)豐富、責(zé)任心強(qiáng)的管理人員和技術(shù)人員，建立完善的管理體系和流程，定崗定責(zé)到人以保證冬季施工質(zhì)量管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

2）冬季施工前購買冬季施工物資，主要包括暖風(fēng)機(jī)、溫度計(jì)、棉氈、帆布、照明燈具、火爐、水壺、煤炭等其他防寒物資。

3）冬季施工前對(duì)所有管理人員、技術(shù)人員和施工人員進(jìn)行冬期施工崗前技術(shù)、安全交底培訓(xùn)，提高全員對(duì)冬期施工的認(rèn)識(shí)，一定要一絲不茍、認(rèn)認(rèn)真真地遵守施工紀(jì)律和冬期施工的有關(guān)要求。

4）進(jìn)入冬季施工前做好施工道路、腳手架上跳板、爬梯等施工場所的防滑措施。

5）施工時(shí)及時(shí)掌握天氣變化信息及動(dòng)態(tài)，以利于施工安排部署，提前做好冬季施工的應(yīng)急措施。

6）當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)3d低于5℃或最低氣溫低于0℃時(shí)，混凝土施工應(yīng)按冬期施工辦理施工。

7）制定和完善相關(guān)管理制度，主要包括：混凝土養(yǎng)護(hù)崗位責(zé)任制度及獎(jiǎng)懲制度，落實(shí)防寒物資、能源和機(jī)具制度，混凝土養(yǎng)護(hù)方案檢查制度，混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)境檢查記錄制度及安全檢查、巡視制度。

8）建立溫度監(jiān)控體系，責(zé)任到人，做好測溫記錄，針對(duì)溫度變化情況，適時(shí)調(diào)整防寒保溫措施【2】。

3 承臺(tái)、墩身澆筑及養(yǎng)護(hù)保溫方法的選擇

冬季承臺(tái)墩身施工保溫的方法很多，主要為暖棚法、蒸汽加熱法、蓄熱法、電熱模法等。中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司項(xiàng)目部結(jié)合施工現(xiàn)場情況，綜合考慮現(xiàn)有的設(shè)備和材料情況、養(yǎng)護(hù)措施的綜合熱效及經(jīng)濟(jì)效益等各項(xiàng)因素，采用了暖棚法施工。

暖棚法是在建筑物或構(gòu)件周圍搭起暖棚，當(dāng)澆筑和養(yǎng)護(hù)混凝土?xí)r，棚內(nèi)設(shè)置熱源以維持棚內(nèi)的溫度及濕度環(huán)境，使混凝土在正溫下硬化。暖棚法的應(yīng)用，能夠極大地緩解由于外界的降溫對(duì)混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)造成的不利影響，為混凝土的養(yǎng)護(hù)提供一個(gè)合適的環(huán)境。

4 承臺(tái)混凝土冬季施工保溫工藝及控制要點(diǎn)

4.1 承臺(tái)混凝土灌注

1）混凝土灌注現(xiàn)場采用可靠的防風(fēng)、防凍措施，安排專人將模板和鋼筋上的冰雪雜物清理干凈并搭設(shè)好暖棚，暖棚內(nèi)先期設(shè)置暖風(fēng)機(jī)保證施工環(huán)境溫度。暖棚的搭設(shè)根據(jù)承臺(tái)基坑尺寸、墩身預(yù)埋筋高度在四周搭設(shè)腳手架，腳手架外側(cè)鋪設(shè)1層棉氈，再用1層防雨加厚帆布整體包裹起來。

2）混凝土運(yùn)輸至施工地點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)及時(shí)檢測混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)性能是否滿足冬季施工的要求。不符合冬季施工要求的混凝土一律清退，絕不允許入模灌注。

3）在灌注過程中，鋼管腳手架搭設(shè)的暖棚棚頂不掀開，只拆開1個(gè)小口，將軟管放入棚內(nèi)，人工拉動(dòng)軟管或設(shè)置溜槽灌注混凝土。

4）混凝土灌注應(yīng)分層連續(xù)澆筑，每層灌注厚度滿足相關(guān)規(guī)范要求。并盡量縮短每層澆筑的分段長度，減小混凝土的散熱面，混凝土振搗工必須加強(qiáng)混凝土的振搗質(zhì)量控制。

4.2 承臺(tái)混凝土養(yǎng)護(hù)

1）承臺(tái)混凝土澆筑完成后，立即封閉承臺(tái)養(yǎng)護(hù)棚，覆蓋時(shí)搭接長度不小于0.5m，確保密封。養(yǎng)護(hù)期間，在養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)設(shè)4個(gè)火爐，并視內(nèi)部溫度的測設(shè)增加火爐及加濕水壺，保證棚內(nèi)溫度及濕度，確保養(yǎng)護(hù)期間混凝土不受凍，水分不散失，養(yǎng)護(hù)棚搭設(shè)如圖1所示。

圖1 承臺(tái)暖棚立面布置圖

2）混凝土澆筑成型后，應(yīng)立即對(duì)養(yǎng)護(hù)棚進(jìn)行封閉加熱，保濕措施為蜂窩煤爐上用鐵鍋燒水，利用鐵鍋燒水產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)行保濕和保溫，保證篷布內(nèi)的環(huán)境溫度在5℃以上及有足夠的濕度。

3）承臺(tái)初凝后對(duì)表面噴涂養(yǎng)護(hù)劑。

4）混凝土養(yǎng)護(hù)期間在保溫棚內(nèi)懸掛溫度計(jì)，現(xiàn)場技術(shù)人員2h/次對(duì)承臺(tái)進(jìn)行溫度、濕度測溫并記錄，依據(jù)測溫結(jié)果及時(shí)采取措施調(diào)整棚內(nèi)溫度及濕度。

5）承臺(tái)模板拆除時(shí)混凝土芯部與表面，表面與環(huán)境的溫差不得大于20℃，且混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%前不得受凍，混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%時(shí)方可拆除模板，拆除暖棚，及時(shí)回填保溫養(yǎng)護(hù)。

5 墩身混凝土冬季施工保溫工藝及控制要點(diǎn)

5.1 混凝土澆筑

墩身澆筑前先將暖棚施工完成，搭設(shè)暖棚時(shí)要確保暖棚的密封性。暖棚采用鋼管和帆布進(jìn)行搭設(shè)，內(nèi)部根據(jù)環(huán)境溫度設(shè)置6～8個(gè)火爐、加濕水壺及溫度計(jì)。墩身混凝土澆筑時(shí)混凝土澆筑前質(zhì)量檢測、分層厚度等控制方法與承臺(tái)混凝土澆筑基本類似，在此不再累述。

5.2 混凝土養(yǎng)護(hù)

1）墩身混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)安排技術(shù)人員按要求測定暖棚內(nèi)溫度、濕度、混凝土表面溫度；保證墩身混凝土表面與環(huán)境溫差不大于20℃，且混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%前不得受凍，混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%時(shí)方可拆除模板，拆除暖棚。

2）墩身混凝土澆筑完成初凝后，先對(duì)混凝土裸露面噴涂養(yǎng)護(hù)液。

3）混凝土暖棚內(nèi)設(shè)置6～8個(gè)火爐，并根據(jù)環(huán)境溫度調(diào)整火爐數(shù)量，通過火爐燒水產(chǎn)生蒸汽，對(duì)混凝土進(jìn)行保濕保溫養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)安排專人負(fù)責(zé)給火爐加煤，保證不熄火，確?；馉t上部有水壺?zé)?，防止水被燒干。在每個(gè)暖棚內(nèi)模板外側(cè)設(shè)置4個(gè)水銀溫度計(jì)，供測量溫度用，溫度計(jì)的位置要設(shè)在離火爐較遠(yuǎn)的地方，不得設(shè)在火爐的附近,其中，墩頂處設(shè)置2個(gè)，左右各1個(gè)，墩身中部設(shè)置1個(gè)，墩底部設(shè)置1個(gè)；每2h測1次暖棚內(nèi)溫度，在每一個(gè)暖棚內(nèi)設(shè)置1個(gè)溫度記錄簿，記錄溫度計(jì)的溫度及當(dāng)日溫度平均值，直至暖棚拆除后。

4）拆除模板時(shí)，應(yīng)邊拆除模板邊對(duì)拆除部分進(jìn)行土工布+厚塑料薄膜包裹，包裹時(shí)間自拆除模板時(shí)計(jì)不得小于21d，混凝土模板拆除完畢后可拆除暖棚【3】。

6 暖棚法施工安全控制要點(diǎn)

1）采用燃煤取暖爐加熱必須將爐的排氣管引出棚外，將煙氣排出暖棚外，防止中毒事件發(fā)生。

2）暖棚內(nèi)溫度不得低于5℃，低于5℃時(shí)增加火爐數(shù)量，混凝土養(yǎng)護(hù)期間安排專人進(jìn)行火爐檢查，保持棚內(nèi)溫度，養(yǎng)護(hù)人員要佩戴防毒口罩。

3）承臺(tái)墩身配備必備的滅火工具、通風(fēng)換氣設(shè)備，防止安全事故的發(fā)生。

4）冬季做好防火、防風(fēng)、防滑、防凍、防煤氣中毒，確保施工人員的安全。

5）切實(shí)落實(shí)分級(jí)的安全檢查及安全巡查制度，做到責(zé)任到人、獎(jiǎng)懲分明。

7 結(jié)語

實(shí)踐證明，通過京沈高鐵潮白河特大橋10個(gè)連續(xù)梁承臺(tái)、墩身的冬季施工，所采取的冬季現(xiàn)場混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)措施是合理和有效的，達(dá)到了預(yù)期效果，保證了冬季混凝土施工質(zhì)量。暖棚法的優(yōu)點(diǎn)是搭設(shè)方便、材料、設(shè)備常見且能夠循環(huán)使用、費(fèi)用較低，控制措施有效落實(shí)后可以達(dá)到預(yù)期效果；不足之處在于暖棚密封較困難，養(yǎng)護(hù)期熱源主要采用煤炭，對(duì)環(huán)境會(huì)造成一定危害，發(fā)生火災(zāi)、中毒等安全事故的概率增加，因此，對(duì)安全管理要求較高。