隧道斜井冬季施工方案.doc

新建高速铁路石家庄至太原客运专线重点工程
太行山隧道1#、2#斜井冬季施工方案
编制：
审核：
批准：
中铁××局集团石太项目部一工区
二零零五年十月十三日
一、 编制依据：
1、《混凝土冬季施工规程》
2、《建筑工程冬期施工规程》
3、《新建铁路石家庄至太原客运专线重点工程Z3标段投标文件》
4、当地气象资料
二、冬期施工项目：
1、冬期施工界限：
凡室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时，即进入冬期施工。在冬期施工期限以外，当日最低气温低于-3℃时，也应按冬期施工规定执行。根据盂县地区历年气温记录，每年11月15日至次年3月15日为冬期施工期，历时4个月。为便于工程管理和提高措施的针对性，把冬期施工按气温的寒冷程度分为以下几个阶段：
1.1、初、末冬阶段：平均气温为0℃左右，最低温度一般在-5℃左右，时间从11月中旬至12月中旬、次年2月中旬至3月中旬，此阶段一般采用低蓄热法施工。
1.2、严冬阶段：平均气温在-5℃左右，最低气温在-10℃左右，时间从12月下旬至次年二月上旬，此阶段一般采用高蓄热法施工。
1.3、寒流阶段：平均气温-10℃左右，最低气温在-15℃以下，每年约4-5次，此阶段可采用综合蓄热法，并增加附加保温层，延长保温时间等措施。
2、冬期施工转入常温施工的界限是：当室外日平均气温连续5天高于5℃时解除冬期施工。
3、冬期施工项目及主要工程量：
根据以上规定我工区冬期施工的主要项目有混凝土工程、钢筋工程、风水管道工程。主要工程量C20喷射混凝土2000cm3；C25喷射混凝土400cm3；C25二衬混凝土2400cm3；C20底板混凝土3500cm3；钢筋工程7000kg;管道工程7000m。
三、冬期施工部署：
1、为了保证冬期施工顺利进行，我工区成立了冬期施工领导小组，如下图：
2、按照总目标要求我工区计划1#斜井在12月底完成剩余450米斜井进入正洞施工、明年3月底完成正洞200双延米，2#斜井明年3月底完成斜井全部工程准备进入正洞；1#斜井在12月份劳动力达到200人，2#斜井在明年2月份劳动力达到200人。
四、冬期施工技术准备
1、冬期施工前，项目部应按照冬施方案内容提前做好物资、设备、人员等冬施准备工作。
2、 做好测温员、试验员的冬施培训，对工长、班组长、施工人员进行冬期施工技术交底。
3、采用预拌混凝土时，应对搅拌站的运距、生产能力、质量保证措施等方面进行考查，并对冬期施工混凝土（砂浆）的质量（指标）要求进行书面交底。
五、冬期施工主要方法、措施：
1、冬期施工技术措施
1.1混凝土工程
1.1.1混凝土受冻临界强度规定如下：采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥（矿渣硅酸盐水泥）拌制的混凝土为设计强度标准值30%（40%），且不小于5Mpa。当掺用防冻剂时，室外最低气温不低于负30摄氏度时混凝土受冻临界强度为5Mpa。
1.1.2配制冬施的混凝土，应优先选择硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其强度等级不得低于32.5Mpa，每立方米混凝土水泥用量不得少于300kg，水灰比不得大于0.6。
1.1.3防冻剂宜采用无氯盐类，对抗冻要求较高的混凝土，宜使用引气剂（含气量宜控制在2%～4%）或引气减水剂。各类防冻剂使用前必须进行试配，并符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的规定。
1.1.4混凝土的冬期施工，应采用热水搅拌，水温不得大于80℃；如仍达不到热工计算要求，可采取骨料加热的方法，一般加热到50℃左右，其拌制投料顺序是：骨料、热水,然后再投入水泥、外加剂。确保混凝土的出机温度不低于15℃,入模温度不低于5℃。
1.1.5骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物，搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍；混凝土在运输过程中要尽量减少热量损失，运输及浇筑混凝土的容器应有保温措施。
1.2管道工程
1.2.1除满足混凝土结构工程及砌筑工程的冬施要求外，对管道接口应采取如下措施：
（1）钢管电弧焊接口：在负温（不低于-20℃）焊接时，应清除接口处的冰雪，并有挡风措施，焊接应先预热后再施焊（预热宽度20～25cm），已焊钢管禁止敲击，接口合龙要在正温下进行。
1.3钢筋工程
1.3.1在负温条件下使用的钢筋，施工时应加强检验。钢筋在运输和加工过程中应防止撞击和刻痕。
1.3.2钢筋冷拉温度不宜低于-20℃。预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。一级钢筋调直冷拉率控制在4%以内。
1.3.3冬期钢筋焊接宜在室内进行，当必须在室外焊接时，其温度不宜低于-20℃且应有防雪挡风措施，焊接后的接头严禁立即融及冰雪。
1.3.4在负温下冷拉的钢筋，应逐根进行外观质量检查，其表面不得有裂纹和局部颈缩；冷拉设备、仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用，并应在使用温度条件下进行配套校验。
1.4钢结构工程
1.4.1钢构件在正温条件下制作，在负温条件下安装时，施工时应有调整偏差的技术措施。
1.4.2参加负温度钢结构施工的电焊工应经过负温度焊接工艺培训，考试合格，取得相应的合格证，方能参加钢结构的负温度焊接工作。定位点焊工作应由取得定位点焊合格证的电焊工来担任。
1.4.3选用负温度下钢结构焊接用的焊条、焊丝，在满足强度要求的前提下，选择屈服强度低，冲击韧性较好的低氢型焊条，重要结构可采用高韧性超低氢型焊条。
1.4.4在负温度下钢结构使用的高强螺栓、普通螺栓应有产品合格证，高强螺栓应在负温度下进行扭矩系数、轴力的复验工作，符合要求后方能使用。
1.4.5 构件的组装必须按工艺规定的顺序进行，应由里往外扩展组拼。焊接结构当在负温度下组拼时，预留焊缝收缩值宜由实验确定，点焊缝的数量和长度应由计算确定。
1.4.6 零件组装应把接缝两侧各50mm内铁锈、毛刷、泥土、油污、冰雪等清理干净，并应保持接缝干燥，没有残留水分。
1.4.7 在负温度下露天焊接钢结构时，应在钢筋棚内进行。雨水、雪花不得飘落在炽热的焊缝上。
1.4.8 在负温度下制作的钢构件在进行外形尺寸检查验收时，应考虑检查当时的温度影响。
焊缝外观检查必须全部合格，等强接头和要求焊透的焊缝必须100％超声波检查，其余焊缝可按30％--50％超声波抽样检查。如设计有要求时，应按设计要求的数量进行检查。
负温度下超声波探伤仪用的探头与钢材接触面间应使用不冻结的油基耦合剂。
2、混凝土原材料加热、搅拌、运输和浇筑
2.1混凝土原材料加热应优先采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热。水、骨料加热的最高温度应符合表2.1的规定。当水、骨料达到规定温度仍不能满足热工计算要求时，可提高水温到100°C，但水泥不得与80°C以上的水直接接触。
拌合水及骨料加热最高温度（°C） 　　　　　　　　　　 表2.1
水泥品种及标号
拌合水
骨料
标号低于42.5号的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥
80
60
标号高于及等于42.5号的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥
60
40
2.2水加热采用烧锅炉加热的方法。加热水使用的水箱应予保温，其容积应能使水达到规定的使用温度要求。
2.3骨料采用表面用塑料布及麻袋覆盖保温、顶部搭盖顶棚的方法，可以起到防止冰雪水渗入和保温的作用。当仍不能满足要求时采用配备两个保温加热料斗，交替加热使用。每个料斗容积可根据机械可装高度和侧壁斜度等要求进行设计，每一个斗的容量不宜小于3.5m3。
2.4拌制掺用防冻剂的混凝土，当防冻剂为粉剂时，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入；当防冻剂为液体时，应先配制成规定浓度溶液，然后再根据使用要求，用规定浓度溶液再配制成施工溶液。各溶液应分别置于明显标志的容器内，不得混淆，每班使用的外加剂溶液应一次配成。
2.5配制与加入防冻剂，应设专人负责并做好记录，应严格按剂量要求掺入。使用液体外加剂时应随时测定溶液温度，并根据温度变化用比重计测定溶液的浓度。当发现浓度有变化时，应加强搅拌直至浓度保持均匀为止。
2.6水泥不得直接加热，使用前宜运入装有暖气的暖棚内存放。
2.7搅拌混凝土时，骨料中不得带有冰、雪及冻团。拌制混凝土的最短时间为90秒。
2.8混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢。运输混凝土用的容器应用棉被包裹。
2.9拌和站搭建活动房并安装暖气，混凝土拌和时温度不会流失。
3、混凝土搅拌、运输、浇筑温度计算
3.1混凝土拌合温度宜按下列公式计算：
T0=[0.92(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-wsamsa-wgmg)+c1(wsamsaTsa+wgmgTg)-c2(wsamsa+wgmg)]/[4.2mw+0.9(mce+msa+mg)] (B.1.1)
式中 T0——混凝土拌合物温度（°C）；
mw——水用量（kg)；
mce——水泥用量（kg)；
msa——砂石用量（kg)；
mg——石子用量（kg)；
Tw——水的温度（°C）；
Tce——水泥的温度（°C）；
Tsa——砂子的温度（°C）；
Tg——石子的温度 （°C）；
wsa——砂子的含水率（%）；
wg——石子的含水率（%）；
c1——水的比热容（kJ/kg*K)；
c2——冰的溶解热（kJ/kg)。
当骨料温度大于0°C时，c1=4.2，c2=0；
当骨料温度小于或等于0°C时，c1=2.1,c2=335。
3.2 混凝土拌合物出机温度宜按下列公式计算：
T1= T0-0.16( T0-Ti) (B.1.2)
式中 T1——混凝土拌合物出机温度（°C）；
Ti——搅拌机棚内温度（°C）。
3.3混凝土拌合物经运输到浇筑时温度宜按下列公式计算：
T2=T1-（αt1+0.032n)(T1-Ta) (B.1.3)
式中T2——混凝土拌合物运输到浇筑时温度（°C）；
t1——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h)；
n——混凝土拌合物动转次数；
Ta——混凝土拌合物运输时环境温度（°C）；
α——温度损失系数（h-1):
当用混凝土搅拌车输送时，α=0.25；
3.4考虑模板和钢筋的吸热影响，混凝土浇筑成型完成时的温度宜按下式计算：
T3=(CcmcT2+CfmfTf+CsmsTs)/(Ccmc+Cfmf+Csms) (B.1.4)
式中T3——考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成时的温度（°C）；
Cc——混凝土的比热容（kJ/kg*K)；
Cf——模板的比热容（kJ/kg*K)；
Cs——钢筋的比热容（kJ/kg*K)；
mc——每m3混凝土的重量（kg)；
mf——每m3混凝土相接触的模板重量（kg)；
ms——每m3混凝土相接触的钢筋重量（kg)；
Tf——模板的温度，未预热时可采用当时的环境温度（°C）；
Ts——钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度（°C）。
4、混凝土冬期施工测温项目和次数见下表　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
测温项目
测温次数
室外气温及环境温度
每昼夜不少于4次，此外还需测最高、最低气温
搅拌机棚温度
每一工作班不少于4次
水、水泥、砂、石及外加剂溶液温度
每一工作班不少于4次
混凝土出罐、浇筑、入模温度
每一工作班不少于4次
注：室外最高最低气温测量起、止日期为本地区冬期施工起始至终了时止五、主要计划：
1、工区及两个施工队分别安装锅炉各一套，以满足施工人员过冬及施工用热水。
2、两水井到施工队及工区的水管用棉絮及塑料布包裹以保证冬期施工及生活用水。
3、冬期施工到来之前选一场地根据需要储存一批砂石料，以备下雪后骨料不能进场而影响施工；扩大水泥库存量。
4、砂石料加工场及早建立，为原材料作另一手准备。
六、冬施质量、安全、消防保卫等措施。
1、砼质量控制及检查
1.1、 检查防冻剂的质量及掺量。
1.2、 检查水、骨料的温度，每工作台班四次。
1.3、 检查砼从出罐到入模时的温度，每工作台班四次。
1.4、 检查砼从入模到拆除模板时的温度，每2小时检查一次，达到受冻临界强度后每6小时检查一次。
1.5、 测温孔均应编号并绘制平面图，测温孔要放在有代表性的结构部位和温度变化大、易冷却的部位，柱、梁孔深12CM，现浇板为板厚的1/2。测温时仪表与外界隔离，并在测温孔内留置不少于3分钟。
1.6、 试块：每工作台班留置四组，一组标养，两组为同条件养护；要保证同条件养护试块的养护条件同现场结构养护条件一致。
1.7、 检查砼表面是否受冻、粘结、收缩、裂缝，边角是否脱落，施工缝处是否有受冻痕迹。
1.8、 模板和保温层必须在砼达到要求强度后方可拆除，拆模后砼表面应及时再次覆盖保温材料以使砼强度继续稳定增长。
2、 安全与防火
每天开好班前会，提高安全意识，创造安全施工环境的前提下重点加强冬季施工安全措施。
2.1、 高空作业应挡风防冻，大风、下雪、严寒天气停止高空作业，下雪后应及时清扫现场。
2.2、 严格控制生产及非生产用火源和电器，严禁使用木料、大功率灯泡取暖。
2.3、 对于剧毒或腐蚀性外加剂，严禁存放在场内，应有专人保管仓库。
2.4、冬期施工所用的保温防护材料要有阻燃要求。
2.5、严禁交叉作业，明火施工必须申领用火证，设专人看火并应备有灭火、消防措施。
2.6、正确佩带安全帽（带），攀爬作业要赤手进行，马道、作业平台要有防滑措施。
2.7、加强日常安全检查和临边防护。
2.8、加强临电日常管理，缆线、设施要定期维护检修。
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