隧道局通灌铁路隧道冬季施工方案已报09109Word格式.docx
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2.1、冬施对混凝土结构的影响15
2.2、冬施测温技术的应用15
2.3、测温要求16
2.4、混凝土试件和强度检验16
八、冬季施工保证措施16
1、技术保证措施16
2、施工机械保证措施17
3、安全保证措施17
4、现场安全管理措施18
5、冬期电气安全管理措施18
6、锅炉的检验及使用措施19
7、质量保证措施20
7.1、混凝土质量保证措施20
7.2、混凝土冬季施工的质量通病及预防措施21
8、消防保证措施22
8.1、加强消防安全培训措施22
8.2、易燃易爆物品的消防安全管理措施22
8.3、施工现场的用火管理措施23
8.4、加强对消防器材与设备的管理措施23
9、冬期环保及文明施工保证措施24
通灌铁路隧道冬季施工方案及技术措施
一、编制原因
我部承担的新建东北东部铁路通化至灌水段DT3标段内共有隧道6座共14690m,计划开工时间为2009年4月1日,完工时间2010年10月31日,为保证进度和工期,湾湾川隧道、虎马岭隧道和小砬子隧道(即除黎明隧道、石棚子隧道和官道岭隧道外其他隧道)需在冬季施工。
由于工程所在地域冬季气温极低(最低气温-35℃左右),为确保工程冬季施工质量、人员和机械安全,特编制隧道冬季施工方案。
二、编制依据
(1)业主下发的有关安全、质量等方面的管理文件,以及对工程建设的进度、安全、质量等的具体要求。
(2)业主编制的指导性施工组织设计。
(3)隧道施工设计图纸。
(4)国家及铁道部现行的有关冬季施工技术规范。
①《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97。
②《混凝土结构工程施工质量规范》GB50204-2002。
③《冬期混凝土综合蓄热法施工成熟度控制养护规程》DBJ/T01-36-97。
④《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95。
(5)我项目的实际施工能力,技术装备、人员、机械设备的配备。
三、工程概况
本标段为新建东北东部铁路通化至灌水DT3标段线下工程,位于吉林省通化市和通化县境内,我项目部承担施工里程DK151+000~DK173+000(不含1418.4m的蝲蛄河特大桥)和DK142+744~DK144+260全长1516m的虎马岭隧道,施工线路全长22.098km。
其中所承担的隧道工程6座共计14690m,分别为虎马岭隧道1516m,小砬子隧道1634m,黎明隧道697m,湾湾川隧道7088m、石棚子隧道1655m,官道岭隧道2100m。
本隧道按“新奥法”原理设计与施工,隧道按新建单线电化铁路隧道《隧限—2A》进行设计,衬砌形式采用以锚喷混凝土作为初期支护,采用台车模筑防水混凝土作为二次衬砌的复合式衬砌结构,两层衬砌之间设置防水层,防排水采取“以防为主,防、排、截、堵相结合”的综合治理原则。
根据设计要求,本工程结构采用C30/P8防水混凝土,混凝土抗渗标号不低于P8。
四、气象特征
(1)沿线属于中温带-寒温带湿润大陆性季风气候区的三江—长白山小区,主要特征是冬季漫长而严寒多雪,夏季凉爽并低温多雨。
按铁路气候区划为寒冷区与严寒区。
沿线最冷月平均气温-14.1℃~-16.0℃,按对铁路工程影响的气候分区属寒冷地区。
年平均气温6.3℃~6.5℃。
按照《建筑工程冬期施工规程》规定,当工地昼夜平均气温连续5天低于+5℃或最低气温低于-3℃时,按冬季施工办理。
五、冬期施工计划安排及作业内容
本隧道冬期主要施工内容及计划安排为:
虎马岭隧道出口、小砬子隧道出口、湾湾川隧道进口、出口和湾湾川隧道斜井正洞,共5处隧道施工,施工主要工序为洞身开挖,洞身初期支护,洞身铺底填充和洞身二次衬砌。
六、冬季施工准备
1、组织准备
(1)为确保本隧道工程冬季施工质量和进度正常进行,项目部成立了以项目经理为组长的冬施领导小组,全面领导冬施工作,成员如下:
组长:
魏银红
副组长:
黄福兵、辛卫
组员:
莫尚荣、冯兴龙、卢国喜、尚军、何大安、何永龙、郭立亚、李明、丁新龙、杨秀钊、廖世伟、孙康、杨正雄、孙中良、周洲、叶咏良、李丽、简伟、马艳、尹粤
(2)领导小组负责冬期施工总体部署、生产计划安排和资源配置等。
(3)各隧道洞口施工负责人、技术负责人、质量负责人、测温员与实验员名单如下:
隧道口
施工负责人
技术负责人
测温员
实验员
虎马岭隧道出口
陈竞
郭立亚
孙东泽
麻国全
小砬子隧道出口
曾令国
刘金星
李喜林
湾湾川隧道进口
李明
郭超
尹粤
湾湾川隧道斜井
杨秀钊
何永龙
李东顺
马燕
湾湾川隧道出口
杜文星
张一鸣
2、技术准备
(1)组织施工技术人员认真学习贯彻国家有关冬期施工的规范、规程及公司的有关文件。
(2)提前收集当地冬期的气象资料,了解当地的气温变化、持续时间、
最低温度以及最大风、雪等资料;
与当地气象部门保持联系,及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态,以利于安排施工,做好预防准备工作。
(3)冬期施工前,根据本工程特点,编制详细的冬季施工方案,报监理、建设单位审核实施;
并组织主要管理、技术人员、工班长和操作人员进行冬季施工方案专题培训和学习。
(4)做好测温员、试验员的冬施培训,对作业队长、班组长、施工人员进行冬期施工技术交底。
(5)做好进场原材料的检验复试及混凝土配合比准备。
(6)在制定冬季施工方案的同时,制定切实可行的冬季施工质量、安全、环保控制措施。
3、资源准备
3.1、物资准备
3.1.1、根据冬季施工进度计划,组织好钢筋、水泥、保温材料及砂石材料的供应和储备工作。
3.1.2、根据耐久性混凝土所选择的外加剂品种,结合市场供应情况,提出外加剂使用配方、品种、数量。
3.1.3、根据冬季施工方法所选定的保温材料品种、规格、使用周转次数和工作量,计算出冬期施工总耗量,做好进场计划和日期。
3.1.4、冬期施工燃料准备:
冬期施工燃料主要考虑生活用煤、工程采暖施工热源用煤,保证生活、生产的需要,根据施工方案中的要求进行准备。
3.1.5、做好施工人员劳动保护等防寒用品的采购、准备工作。
3.2、机械设备准备
3.2.1、冬期施工前,对所有施工机械设备进行一次全面检查,做好机械设备防寒、防冻保护工作。
混凝土罐车采用专用防寒被包裹。
3.2.2、对机械传动等部位及时检查,发现缺陷及时进行维修、调整;
对加水、加油润滑部件勤检查,勤更换,防止冻裂设备,严格按照“机械设备管理规定”要求换季保养。
衬砌混凝土机具配备表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
备注
1
衬砌台车
轨道液压
台
6
湾湾川隧道进口、出口、斜井、小砬子隧道、虎马岭隧道各1台12m台车,湾湾川隧道出口还有1台9m台车
2
混凝土输送泵
HBT60
5
湾湾川隧道进口、出口、斜井、小砬子隧道、虎马岭隧道各1台
3
混凝土搅拌机
JS750
10
湾湾川隧道进口、出口、斜井、小砬子隧道、虎马岭隧道各2台
4
配料机
PLD1200
插入式振捣器
50型
50
湾湾川隧道进口、出口、斜井、小砬子隧道、虎马岭隧道各6台
热水锅炉
2t
8
热风机
天津蓝通
30
9
装载机
ZL50C
试验设备
套
中心实验室1套
11
混凝土罐车
3m3
20
小砬子隧道4台、虎马岭隧道4台,湾湾川隧道进口、斜井、出口各4台
12
温度计
支
湾湾川隧道进口、出口、斜井、小砬子隧道、虎马岭隧道各10支
3.3、人力资源准备
根据冬季施工计划安排,合理配置人力资源,作好劳动力需要计划,安排专职测温人员、外加剂掺加人员等准备,另外除隧道正常开挖、二衬及文明施工人员外,各口专门配备2名锅炉工,负责各拌合站的锅炉、管路及热水供应等;
由现场实验员兼测温员;
各隧道内再增加2名保温作业人员,以加强隧道施工保温措施。
3.4、冬期施工测温仪器仪表准备
室内气温采用干湿温度计,贴挂在实际施工操作区内、拌合楼内,每2小时测温一次,用表格填写清楚;
骨料、水泥、外加剂、拌合物、水、环境温度测量采用棒形温度计、电子感应仪等;
各种测温表格及文具准备齐全。
4、现场准备
4.1、施工场地准备
4.1.1、排除现场积水、对施工现场进行必要的修整,截断流入现场的水源,做好排水措施,消除现场施工用水、洞内流水和雪水造成场地结冰现象。
4.1.2、安排专人负责施工场地积雪清扫工作,清扫后的积雪不应放在机电设备、材料及构配件堆放场地附近。
4.1.3、主要施工道路利用隧道弃碴进行铺垫整平,无积水,保证道路的畅通。
4.2、拌合楼的保温准备
4.2.1、各隧道口拌合站已搭建封闭式彩钢暖棚(厚7.5cm彩钢复合板),暖棚旁安装2t的蒸汽锅炉,棚内安装蒸汽排管进行供暖(分地管、壁管和保温管),当出料温度达不到要求时,料仓内设热风机预热集料。
4.2.2、搅拌机棚出入口挂设门帘封闭,并设置热水管,由蒸汽锅炉预热拌合水,埋设污水排放管道、封闭好沉淀池,防止冻结、定期清理,确保污水管道保持畅通。
4.3、热源设备的准备
4.3.1、锅炉房的设置:
冬期施工前,分别在各个拌和楼旁安装蒸汽锅炉、搭设封闭式锅炉房,通过蒸汽排管供暖;
在生活区安装热水锅炉,室内安装暖气管道、暖气片进行供暖。
4.3.2、砂石原材料加热设备主要是在砂石料堆放场地布设蒸汽加热管道,由蒸汽锅炉供暖,保证温度在0℃以上。
4.3.3、进洞300m管道采用棉毡、发热线和胶带包裹,洞外水管等架空管道采采用棉毡、发热线和胶带包裹进行保温。
4.3.4、在隧道洞门设置隔风门帘,当洞内洞口200m范围以外洞内温度仍低于5℃时,在洞口200m处采用热风机供暖,确保洞内进洞200m以外温度高于5℃;
同时利用洞内大避车洞作为施工人员更衣室,工人可以在上班前、下班后在洞内换衣,避免工人穿潮湿衣服出洞引起感冒等疾病。
七、冬季施工方法
1、混凝土工程
1.1、冬期砼总体施工方法及工艺
1.1.1、总体施工方法:
衬砌混凝土采用自动计量拌合站集中拌制,3m3或6m3混凝土运输罐车运输,9m或12m轨道式液压衬砌模板台车衬砌,HBT60型砼输送泵泵送入模,插入式振捣器配合附着式振捣器振捣;
1.1.2、冬期二衬砼施工工艺流程见图1。
1.2、混凝土配合比
1.2.1、按照耐久性混凝土设计规程设计混凝土配合比,并进行试配和试验调整。
1.2.2、水泥:
选用42.5R硅酸盐水泥。
1.2.3、骨料:
采用级配碎石(衬砌砼粒径5~25mm,喷砼5~10mm),要求没有冰块、雪团,应清洁、级配良好、质地坚硬,不应含有易被冻坏的矿物;
砂采用洁净的中粗砂。
1.2.3、拌合水:
经化验合格的生活水,水灰比为0.5-0.55。
1.2.4、外加剂:
选用聚羧酸高效减水剂,其掺量为水泥用量的1.2-1.9%。
1.3、混凝土生产拌制
1.3.1、混凝土配合比应按照抗冻混凝土设计规程设计砼配合比,并进行试配和试验调整。
1.3.2、当拌和站外界气温低于0℃骨料表面存在少量冰层时,要对混凝土施工拌和水进行加热处理来消除砂石表面的冰层,但加热的温度不宜高于60℃。
1.3.3、混凝土拌制前要进行热工计算,确定满足出料温度时的骨料、水泥、水、外加剂等各种配套温度,实际试拌时先用热水洗刷拌合机,拌合时,砂石骨料及水泥应保持在0℃以上。
为保证混凝土具有施工要求的拌合温度,一般将水加热,使水达到规定的使用温度,在加热水仍不能满足要求拌合温度时,再将砂石加热;
混凝土拌制时间应较常温时延长50%,其拌制最短时间应按下表1控制。
拌制混凝土的最短时间(S)表
混凝土坍落度(cm)
搅拌机
类型
搅拌机容积(L)
<250
250~650
>650
>3
强制式
90
135
1.4、混凝土的运输
1.4.1、混凝土的出机温度在保证10℃以上。
为防止混凝土在运输过程中受冻,罐车覆盖保温防寒被一层。
按运输长度不同及室外温度,计算出混凝土搅拌的出罐的最低温度,以保证《规范》规定的入模温度不低于+5℃的要求。
1.4.2、混凝土的运输时间应尽量缩短,以便确保混凝土的出罐温度在10℃、入模温度不得低于5℃。
在运行过程中,要注意防止混凝土热量散失、表层冻结、混凝土离稀、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。
为做到很好控制,衬砌混凝土施工尽量安排在上午和中午施作,到下午3点钟以后尽量不施工。
1.5、混凝土的浇筑
1.5.1、混凝土浇筑时要保证砼的均匀性和密实性,要保证结构的整体性,尺寸准确,钢筋、预埋件位置,拆模后砼表面平整、光洁;
1.5.2、在浇筑前,应清除模板和钢筋上的污垢。
浇筑时,拌合物由拌板、料斗、漏斗或卸除时容易与容器冻结,故在浇筑前应采取防风、冻结保护措施,一旦发现砼遭冻应进行二次加热搅拌,使搅拌物具有适应的施工和易性再浇筑;
1.5.3、施工缝的位置宜留在结构剪力较小,且便于施工的部位;
1.5.4、在施工缝处接着浇筑砼时,应先凿除水泥薄膜和松动石子,湿润冲洗干净,并使接缝处原混凝土的温度高于2℃,对垂直施工缝刷水泥浆,对水平施工缝铺一层10-20mm厚的1:
2水泥砂浆或30cm厚、粗细骨料减少10%的同标号混凝土;
待以浇筑的砼强度高于1.2mpa时,允许继续浇筑。
1.5.5、砼拌和物入模浇筑,必须经过振捣,使其内部密实,并能充分填满模板各个角落,制成符合设计要求的构件。
冬期振捣砼采用机械振捣,振捣要快速,浇筑前应做好必要的准备工作,如模板、钢筋和预埋件检查、振捣机械和工具的准备等。
1.6、混凝土宜选用蓄热法养护
1.6.1、在洞内衬砌位置安置温度计,观测隧道内混凝土开始养护时的温度,温度控制在10℃以上、最低不得低于5℃。
当混凝土进入初凝(约浇灌后4~6h)即开始保湿保温养护。
1.6.2、派专人负责混凝土养生,当混凝土表面温度低于5℃时采用碘钨灯和热风机进行加热养护,当混凝土表面温度高于5℃时采用保湿养护。
1.6.3、混凝土水化热在前半月为发热升温期,后半月为散热降温期。
在龄期内加强温度检测,由试验室做好温度记录,当发现混凝土表面与其内部的温差大于16℃时,及时调整供热方案。
1.7、混凝土拆模
1.7.1、混凝土模板拆除的时间,应按结构特点、自然气温和砼所达到的强度来确定,一般以缓拆为宜。
1.7.2、冬期拆模时,砼表面温度和自然气温之差不得超过15℃,对初期支护变形稳定后的衬砌混凝土强度应达到8MPa以上方可拆模,对初期支护变形未稳定的衬砌混凝土强度应达到设计强度的100%后方可拆模。
1.7.3、在拆除模板过程中,如发现砼有冻害现象,应暂停拆卸,待采取加热养护达到规定拆模强度后方可继续拆卸。
1.8、热工计算
搅拌、运输、浇筑温度计算
砼拌合温度按下列公式计算:
T0=[0.92(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-wsamsa-wgmg)+c1(wsamsaTsa+
wgmgTg)-c2(wsamsa+wgmg)]÷
[4.2mw+0.9(mce+msa+mg)]
式中T0—砼拌合物温度(℃);
mw—水用量(㎏);
mce—水泥用量(㎏);
msa—砂子用量(㎏);
mg—石子用量(㎏);
Tw—水的温度(℃);
Tce—水泥的温度(℃);
Tsa—砂子的温度(℃);
Tg—石子的温度(℃);
wsa—砂子的含水率(%);
wg—石子的含水率(%);
c1—水的比热容(KJ/㎏·
K);
c2—冰的溶解热(KJ/㎏).
当骨料温度大于0℃时,C1=4.2,C2=0;
当骨料温度小于或等于0℃时,C1=2.1,C2=335。
砼拌合物出机温度按下列公式计算:
T1=T0-0.16(T0-Ti)
式中T1—砼拌合物出机温度(℃);
Ti—搅拌机棚内温度(℃)。
砼拌合物运输到浇灌时温度按公式计算:
T2=T1-(αt1+0.032n)(T1-Ta)
式中T2—砼拌合物运输到浇筑时温度(℃);
t1—砼拌合物自运输到浇筑时的时间();
n—砼拌合物运转次数;
Ta—砼拌合物运输时环境温度(℃);
α—温度损失系数(h-1):
当用手推车时,α=0.50。
3.4考虑模板和钢筋的吸热影响,砼浇筑成型完成时温度按下列公式计算:
T3=(CcmcT2+CsmsTs)/(Ccmc+Csms)
式中T3—考虑模板和钢筋吸热影响,砼成型完成时的温度(℃);
Cc—砼的比热系数(KJ/㎏·
Cs—钢筋的比热容(KJ/㎏·
K)
mc—每m3砼的重量(㎏);
ms—每m3砼相接触的钢筋重量(㎏);
Ts—钢筋的温度,未预热时可采用当时的环境温度(℃)。
以C30防水混凝土为例,每立方的材料用量为水泥323kg,砂784kg,碎石997kg,粉煤灰107kg,水185kg,外加剂5.2kg,水、水泥、砂、石温度T分别设为50℃,-5℃,5℃,5℃。
(查通化地区08年11月上旬最低气温为-16.4℃,平均气温1.6℃)
砂、石含水率Ps=5%,Pg=0.5%
水的比热容C1=4.2kj/(kg*k)
冰的熔解热C2=0kj/kg
1、混凝土拌合物的温度T0=[0.9(WcTc+WsTs+WgTg)+4.2Tw(Mw-Ps*Ws-Pg*Wg)+C1(Ps*Ws*Ts+PgWgTg)-C2(Ps*Ws+Pg*Wg)]÷
[4.2Ww+0.9(Wc+Ws+Wg)]
=[0.9×
(323×
(-1)+784+997)×
5+4.2×
50×
(185-5%×
784-0.5%×
997)+4.2×
(5%×
784×
5+0.5%×
997×
5)-0×
784+0.5%×
997)]÷
[4.2×
185+0.9×
(323+784+997)]
=(6561+29571.15+718.515-0)÷
2670.6
=36850.855÷
2670.6=13.8℃
2、混凝土拌合物的出机温度
T1=T0-0.16(T0-Tb)=13.8-0.16×
(13.8-1.6)=11.8℃
棚温Tb=1.6℃时T1=11.8℃,Tb=0℃时T1=11.6℃
3、混凝土拌合物经运输至完成时的温度T2=T1-(αt+0.032n)(T1-Ta)=11.8-(0.25×
0.5+0.032×
1)×
(11.8-1.6)=25.4-3.7=10.2℃
α温度损失系数,采用罐车运输时=0.25
Ta运输时环境温度取值1.6℃
t混凝土运输至浇筑完成时间取0.5h
n混凝土转运次数取值1
综上计算,当水、水泥、砂、石的温度分别设定为50°
、-5°
、5°
,棚内平均气温为1.6°
时,采用罐车运输,混凝土最终入模温度为10.2℃,大于混凝土最终入模温度不低于5℃的条件,满足冬季施工要求。
2、冬期施工测温技术
冬期施工对混凝土的质量影响较大,混凝土施工质量的好坏直接影响结构安全和建筑的整体外观效果,如何保质保量完成施工任务,除加强对混凝土的质量控制(原材料、出入罐温度),对浇筑完的混凝土结构温度监控是预防和发现质量隐患的关键。
2.1、冬施对混凝土结构的影响
2.1.1、当气温低于5℃时,砼的强度增长明显延缓,砼的凝结时间也相应延缓,模板拆除时间受到限制,影响工程进度;
当气温下降到砼冰点温度时,砼有遭受冻害的可能。
2.1.2、冬季施工易发生质量事故和隐患,而且有明显的滞后性,特别是对砼工程,多在春融期或后期显现,由于事故发现晚,处理难度大,因此冬施应以预防为主。
2.2、冬施测温技术的应用
2.2.1、测温点的布设:
在混凝土浇注时预埋一些一端封闭的白铁管(直径10mm),管口采用保温材料塞住。
2.2.2、测温要点:
测量温度时将温度计或测温元件插入测温管中,并立即加以覆盖,以免受外界气温影响,温度计至少停留3min,然后取出,迅速记下数值。
2.2.3、测温次数规定:
2.2.3.1、气温的测量,每昼夜8、12、14、20点共测4次。
2.2.3.2、对拌和材料和防冻剂温度的测量,每工作班不少于3次。
2.2.3.3、对出搅拌机时砼拌和物的温度,至少每2h测量一次。
2.2.3.4、对灌筑前和振捣完毕的混凝土温度,至少每2h测量一次。
2.2.3.5、对养护期间砼温度的测量:
在终凝前,前三天每2h测一次,以后每昼夜指数应进行2次。
2.2.3.6、在超过养护期后,砼温度可以在气温发生大变化时抽测。
2.3、测温要求
2.3.1、测温孔应设在砼温度较低和有代表性的地方。
2.3.2、所有测温孔应编号,应绘制测温孔布置图。
2.3.3、测温人员应同时检查覆盖保温情况,并了解混凝土的灌筑日期、养护期限,以及砼的允许最低温度。
如发现问题,应立即通知有关人员,以便及时采取措施,加强保温或局部进行短时加热。
2.3.4、加强数据统计,及时有效地进行质量控制。
2.4、混凝土试件和强度检验
2.4.1、混凝土施工过程中,要在浇注地点随机取样制作试件,试件的取样与留置应符合《铁路隧道工程施工质量验收标准》第7.4.9条规定。
2.4.2、每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,取样不得少于1次。
2.4.3、每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时,取样不得少于1次。
2.4.4、每次取样应至少留置1组。
八、冬季施工保证措施
1、技术保证措施
1.1、按照冬期施工方案和实施性施工组织设计贯彻指导施工全过程;
对开挖、初期支护、二次衬砌等关键工序,优化施工方案,编写详细的施工作业指导书和技术交底书。
1.2、开展技术创新,多方位开展工作,排除干扰因素。
1.3、编制详尽的冬期施工月、旬、周进度计划,合理安排,并进行实施监控。
1.4、施工技术人员搞好现场全天候技术服务、指导和过程控制。
1.5、加强测量控制、量测和试验检测频率。
1.6、加强施工技术人员、试验人员进行冬期施工业务知识培训。
2、施工机械保证措施
2.1、进入冬季前对本工程所用机械设备进行一
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