浅述北方隧道冬季施工要点控制

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作者简介:武启鹏(1987－)，男，技术员。

浅述北方隧道冬季施工要点控制

武启鹏，王建新，赵小东

(中交一公局桥隧工程有限公司，北京100070)

摘

要:邢汾高速公路东起河北邢台，西至山西汾阳，横穿太行山脉，是建在山岭重丘区的高等级公路。本文通过总

结邢汾L12标段隧道工程的冬季施工，从冬季施工准备工作、保温措施、钢筋工程、混凝土工程和常见的冬季施工病害等5个方面简述了北方地区隧道冬季施工的要点，并提出了相应的防治措施。关键词:隧道工程;北方;冬季施工中图分类号:U45

文献标识码:B

邢汾高速L12标段，位于河北省邢台县境内，起讫桩号为K62+270 K66+690，长度4.42km ，其中隧道工程为2.903km 。该地区属暖温带半干旱季风气候，性季风特征显著，四季分明，年平均气温13.50ħ，历史最低气温－22.40ħ，历史最高气温41.8ħ，年平均降水量558.7mm 。由于标段内隧道工程量大，为保证工期，今冬必须进行隧道冬季施工。在负温度下，钢筋力学性能将受到影响，混凝土不仅在拌制、运输、浇注时会产生冻害，而且会出现一些常见的冬季施工病害。为确保冬季施工质量，预防病害的产生，我们结合本地气候条件分析了隧道冬季施工的要点，提出了具体的措施及方案。

1施工准备工作

(1)及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，建立观测制度，设置工地气象观测点，自室外日平均气温连续5天稳定低于5ħ时，工程即进入冬季施工阶段。冬季施工期间与当地气象部门加强联系，以利于安排施工，做好预防准备工作。

(2)制定冬季隧道施工技术方案，方案以确保施工质量及生产安全为前提，并具有技术可靠性和经济合理性。制定的施工技术方案中，要包括施工部署，施工程序，施工方法，机具与材料调配计划，施工人员技术培训与劳动力计划，保温材料与外加剂材料计划，操作要点，质量控制要点，检测项目等方面的内容。

(3)做好现场材料、机械和人员的准备工作。准备好足够的保温物资、供热能源，对冬季施工的计量系统、机械、设备、管线等进行全面检修，更换老化元器件，备用一定量的易损零配件;结合机械设备的换季保养，及时更换润滑油;对使用防冻液的机械设备确保防冻液符合当地气温防冻要求，未使用防冻

液的机械设备采取停机后排放冷却水或进入暖棚车间等防冻措施。备足防滑链，保证运输机械在雪天正常工作。同时做好现场人员培训和冬季施工前的技术交底工作。

(4)提前作好防寒保暖工作。检查住房及仓储用房是否达到过冬条件，及时按照冬季施工保护措施，准备好加温及烤火器件。当采用煤炉施工时，作好防火、防煤气中毒措施，棚内必须安设通风口，保证通风良好，并准备好各种抢救设备。

(5)成立精干、高效、责权明确的冬季施工领导小组，由项目经理任组长，施工现场负责人、质检、试验按具体工作进行分工，明确各部门各岗位职责和权限，制定考核奖惩办法，确保冬季施工顺利实施。

2保温措施

保温分洞外保温和洞内保温。洞外保温主要是拌和站、砂石料输水管道的保温;洞内保温主要采取洞口挂保温门帘、洞内升火炉加热的方法，保证洞内温度不低于5ħ。2.1

洞外保温

对整个拌和站搭设暖棚进行包封，暖棚骨架为钢结构，棚顶及四周安设保温墙，并覆盖棚布密封，保证不漏风。棚内设砂石料存放区、袋装水泥存放区、外加剂存放区。整个保温棚共设两个进出口(砂石料及混凝土罐车进出口)，砂石料进出口采用活动推拉门，罐车进出口采用电动卷帘门(门外均加设长大门帘)，并安排专人负责推拉和开启，最大限度减少棚内热量的散发。棚内采用干式热风炉加热骨料及配料机，配料机四周用保温板进行包封，并在其内安装暖气片进行局部加热(暖气片系锅炉送水加热)。保证砂石料加热到10ħ以上，暖棚内温度不低于5ħ(当棚内温度低于5ħ时采用加设电暖气满足要求)。

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为了防止洞内输水管路受洞外的影响导致堵塞或不畅通，保证洞身正常施钻，洞外输水主管路均采用保温材料包裹并用电加热。2.2

洞口保暖棚的搭设

在隧道洞口做一道隔热门，采用焊接钢管骨架，在其上悬挂棉帘封闭洞口，并在顶部预留污浊空气和煤气排放口保持洞内空气清新和防止煤气中毒;在洞口下部制作木板门，派专人把守，当洞内车辆通行时打开，一般时候关闭，确保隧道内施工温度。隔热门内以火炉取暖。

2.3

洞内加温、保暖措施

洞内距洞口10m 和20m 处设2道门帘，均用双层土工布制成，洞内根据天气情况和隧道进尺来决定所需火炉数量，一般在水箱处、混凝土喷射机处各放一个火炉。各混凝土工作面施J :结束后，及时将火炉移至工作面附近，保证混凝土的养护温度。随着隧道向洞内延伸，温度不断升高，当实测温度达到5ħ时，可不必采取保暖措施。

3

钢筋工程

3.1

钢筋调直

在负温条件下，钢筋的力学性能发生变化，屈服点和抗拉强度增加，伸长率和抗冲击韧性降低，脆性增加，加工性能下降。负温条件下钢筋的调直尽可能采用钢筋机械进行调直。采用冷拉时，其伸长率光圆钢筋不得大于4%，带肋钢筋不得大于1%。其最大

控制拉应力不得大于400N /mm 3

。

3.2

钢筋的存放和使用

钢筋存放于室内或进行严密覆盖，焊条选择韧性较好并存放于室内。对于冬季施工应更加注意检查钢筋的平直、有无损伤，表面有无裂纹、油污、颗粒状或片状老锈等项目。钢筋加工在棚内进行，加工棚用彩钢板封闭挡风，并作好相应的保温措施。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。

3.3

钢筋负温焊接

钢筋正式焊接前，先进行试焊，经检验合格后，再进行成批焊接。焊接后的钢筋垫高放置，使焊缝和热影响区缓慢冷却，焊接完毕后的钢筋待完全冷却后才能搬运往室外。帮条焊时，在室内常温焊接，如在室外，风力超过4级时，采取挡风措施，焊后未冷却的接头应避免碰到冰雪。在环境温度低于－5ħ的条件下进行钢筋焊接时，焊条、焊剂按有关规定进行烘焙，并做好烘焙记录，同时应调整焊接工艺参数使焊缝和热影响区缓慢冷却。温度低于－20ħ不得进行焊接。

4

混凝土工程

4.1

冬季混凝土工程基本要求

混凝土选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥

标号不宜低于42.5，每m 3

混凝土中的水泥用量不宜少于300kg ，水灰比不应大于0.6，为减少冻害，应将配合比中的用水量降至最低限度。采取的办法是:控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。必要时还应加入防冻剂。混凝土中添加防冻剂时，严禁使用高铝水泥。模板和保温层，应在混凝土冷却到5ħ后方可拆除。当混凝土与外界温差大于20ħ时，拆模后的混凝土表面，应临时覆盖，使其缓慢冷却。未冷却的混凝土有较高的脆性，所以结构在冷却前和

达到规范要求的强度前不得遭受冲击荷载或动力荷载的作用。

4.2混凝土的拌制

为减少、防止混凝土冻害，选用较小的水灰比和较低的坍落度，以减少拌合用水量，此时可适当提高水泥标号。拌制混凝土用的骨料必须清洁，不得含有冰雪和冻块，以及易冻裂的物质。拌制掺外加剂的混凝土时，如外加剂为粉剂，可按要求掺量直接撒在水泥上面和水泥同时投入。如外加剂为液体，使用时应先配制成规定浓度溶液，然后根据使用要求，用规定浓度溶液配制成施工溶液。各溶液要分别置于有明显标志的容器中，不得混淆。装溶液的容器采用棉布覆盖保温。

混凝土拌和物的出机温度不宜低于10ħ，入模温度不得低于5ħ。当达不到要求温度条件时，必须采取措施，如对拌和水加热，但不得直接对水泥、外

加剂等进行加热。拌和用水的加热箱不小于4m 3

，加热箱内采用6个3kW 电热器加热，最先水的加热温度宜高于60ħ，然后边加水、用水且边加热，保证混凝土拌和用水温度不低于20ħ。当加热水尚不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不应高于60ħ。搅拌设备宜安设在气温不低于5ħ的厂房或暖棚内，搅拌混凝土前及停止搅拌后，应用热水冲洗搅拌机鼓桶。

4.3混凝土的运输和浇注

运输:选择最佳运输路线，尽量缩短运输距离，缩短运输时间，混凝土的运输过程快装快卸，不得中途转运或受阻，运送中覆盖保温防寒棉被。当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，应进行重新调整拌和料的加热温度。正确选择运输容器的大小和保温材料。混凝土输送车，容量根据混凝土施工用量和浇注时间选择。尽量减少装卸次数并合理组织装入、运输和卸出混凝土工作。混凝土浇注前，应清除

桥隧工程

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模板和钢筋上特别是新老混凝土交接处的冰雪及垃圾、污洉等。

浇注:混凝土的灌注温度，在任何情况下均不低于5ħ，混凝土分层连续灌注，中途不间断，每层灌注厚度不大于20cm ，并采用机械捣固。分层浇注混凝土时，已浇注层在未被上一层的混凝土覆盖前，不得低于2ħ。

4.4混凝土的养生

冬季浇注的混凝土，由正温转入负温养护前，混凝土的抗压强度不应低于设计强度的75%。当日平均气温低于5ħ，不得浇水养护。采用的保温材料(草袋、麻袋、土工布、蓬布等)，应保持干燥。在模板外部保温时，除基础可随浇注随保温外，其他位置必须在设置保温材料后方可浇注混凝土。钢模表面可先挂草帘，麻袋等保温材料并扎牢，然后再浇注混凝土。保温材料不宜直接覆盖在刚浇注完毕的混凝土层上，可先覆盖塑料薄膜或采取支撑隔离，上部再覆草袋，麻袋等保温材料。

保温材料的铺设厚度为:一般情况下0ħ以上铺1层;0ħ以下铺2层或3层;大体积混凝土浇注及二次抹面压实后应立即覆盖保温，其保温层厚度，应根据材质计算确定。在拆除模板过程中，如发现混凝土有冻害现象，应暂停拆卸，采取措施经处理后方可继续拆卸。拆模后的混凝土也应及时覆盖保温材料，以防混凝土表面温度的骤降而产生裂缝。结构混凝土达到规定强度后才允许承受荷载。施工中不得超载使用，严禁在其上堆放过量的建筑材料或机具。

5

混凝土冬季施工的质量通病以及预防措施

5.1

喷射混凝土脱落

喷射混凝土与围岩结合不好，容易脱落，即使没有脱落也和围岩不粘，特别是冬季围岩表面温度低和喷射混凝土和易性相对较差，中间形成空隙造成喷层鼓包，喷射混凝土未能与围岩很好结合形成整体，对围岩的支撑和加固作用也大打折扣，针对这一情况，我们采取了几种措施，获得了良好的效果。增加小直径加密了的钢筋网，作为喷射混凝土与围岩结合的依托，并固定其位置，使之不能脱落，钢筋网距围岩表面3cm 左右;初喷厚度要比规定减薄大约1/2，重量减轻，降低脱落的机率;严格控制喷射混凝土的水灰比，水量只能小一些不能大;围岩含水量过大地段，

即使采取上述措施也无济于事或效果较差时应改用模

喷，模板应平顺，表面光滑。喷射混凝土往复喷射，不要直接喷到围岩上，要向中间喷，保证围岩与模板间填充饱满。

5.2钢筋的锈蚀与混凝土裂缝

预防措施:

(1)严格控制氯盐的掺量。按照“钢筋混凝土工程施工及验收规范”规定:氯盐掺量不得超过水泥重量1%，基本钢筋就不锈蚀。(2)限定量的氯盐掺入时应充分溶解或搅拌均匀，以防止偏折引起局部钢筋锈蚀。(3)控制水泥质量和混凝土混合物水灰比，增大其密实性，防止水分转移，均能有效地防止混凝土的裂缝产生。5.3结构疏散与水分转移

水分转移及结构疏散的混凝土，以表面呈冰晶、土黄色，砂浆骨料结合脆弱，声音空哑等为特征。同时由于混凝土内部压力差、温度、湿度差，使水分自边缘向中心移动造成空隙。预防措施:适当掺用以防冻剂－减水剂－早强剂－引气剂组成的复合外加剂，减少水灰比，采取重复振动，加压振动，提高结构致密性。

5.4表面起灰

“表面起灰”是以砂浆和粗骨料相脱离，表面起灰，骨料裸露为特征。主要是由于混凝土混合物水灰比太大，离析，泌水严重，粘聚性、保水性差，加上养护温度低，水泥水化趋于停止，混凝土水分迅速外离，导致表面起灰。预防措施:严格控制水灰比，延长混凝土混合物搅拌时间，表面覆盖塑料薄膜保水。5.5结晶腐蚀－混凝土表面返霜

混凝土硬化后，某种外加剂溶液通过毛细管的作用渗到混凝土表面，而混凝土表面的水分则逐渐蒸干，此种情况还将影响混凝土与饰面层的结合。预防措施:(1)适当控制外加剂的用量(最好不要超过水泥重量7%)。(2)外加剂充分溶解后适当延长搅拌时间。(3)混凝土浇灌后，立即在其表面覆盖1 2层薄膜塑料，严防混凝土水分外移。

6结语

通过重视冬季施工前的准备工作，做好保温工作，按照规定进行钢筋调直、焊接，选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，控制水灰比，拌制混凝土时注意加热，混凝土运输、浇注和养生过程做好保温工作，这一系列有针对性的措施，确保了冬季正常施工，使得邢汾L12标段内的隧道工程在质量、进度和工期等方面都取得了理想的效果。

参考文献:

［1］关世通．黄岭隧道冬季施工技术浅议．北方交通(12)．［2］谢秦湘．浅谈天河梁隧道冬季施工技术方案．山西建筑，2008，34(19)．

［3］

曹俊发．南梁隧道冬季施工方案．山西建筑，2009，35(28)．