蓟运河冬季施工方案调整文档格式.docx

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钢筋对焊机、电焊机、钢筋切断机、套丝机、木工电锯等加工机具架设挡风棚，采用钢管脚手架设棚架，矿棉波纹板维护顶部、上风向三侧，背风向开敞。

3、混凝土搅拌站设施

搅拌设施投入：

我公司在永定新河右岸彩虹桥下游部位设立混凝土搅拌站，设立了一台120m3/h的拌和楼和一台50m3/h备用拌和楼，配备2台车载移动式混凝土输送泵及多台移动式地泵，并且配备了临时发电机，同时为永定新河防潮闸工程及蓟运河闸除险加固工程进行混凝土供应。

混凝土浇筑前，公司内部协调搅拌站混凝土供应时间调配，确保搅拌站混凝土供应能力，以保证搅拌、浇筑连续性。

混凝土拌和站设1台1t燃油锅炉，用于加热拌和用水及通气保暖。

采用彩钢保温板制作保温房，对物料传送通道、搅拌台进行全封闭保温，内部增设暖气，确保混凝土拌合物出机口温度。

拌和站外加剂储罐、外加剂输送管道、拌和水的输送管道采用棉保温处理，尽量减少热量损失，并防止外加剂产生结晶现象。

混凝土运输车罐体外加保温防护罩。

砂石料堆放区帆布苫盖，保持料堆内部温度，防止降雪融入骨料内部。

4、防护棚措施

防护棚支撑结构设置：

根据方案确定，闸墩部位混凝土浇筑及养护期需搭设防护棚。

根据现场工程条件，在闸墩两侧需根据施工需要搭设双排脚手架，防护棚搭设可借助使用施工用双排脚手架，但需要采取以下措施对脚手架进行稳固。

a、在不考虑防护棚搭设情况下，脚手架采取标准搭设方式，跨距1.2m，步距1.2m，剪刀撑在闸墩两端设置。

在考虑暖棚搭设的重量荷载及挡风荷载后，为确保脚手架的稳固性，脚手架跨距调整为1.0m，步距1.1m。

b、增设同闸孔两侧双排脚手架间横向剪刀撑，竖向3层，沿闸墩方向5排。

c、增加防护棚搭设用横向三排脚手架两道，抵抗风力荷载。

防护层设置：

利用双排脚手架在外侧及闸墩顶部封闭彩条布，形成封闭防护棚。

5、混凝土保温措施

底板混凝土保温措施采用塑料膜、彩条布、保温棉被设置。

闸墩混凝土保温层措施采用保温棉被在钢模板表面填塞覆盖。

第二章主要施工方法及技术措施

第一节钢筋工程施工措施

1、钢筋连接方式调整措施

为减少冬季施工对钢筋焊接施工带来的负面影响，减少冬季焊接工程量，对于闸墩竖向主筋连接，采用直螺纹套筒连接方式进行机械连接。

2、焊接技术调整措施

水平分布小直径钢筋焊接及现场措施使用焊接，根据规范要求采取有效焊接质量保证措施。

钢筋焊结的环境温度控制在-20℃以上，当风力超过3级时采取档风措施。

焊后未冷却的接头，严禁碰到冰雪。

严格参照以下措施进行控制。

a、钢筋负温电弧焊时，可参考下表选择焊接参数。

焊接时必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷。

钢筋负温电弧焊焊接参数

焊接

种类

钢筋

直径

焊缝

层数

平焊

立焊

焊接速度

（cm/min）

焊条直径

（mm）

焊接电流

（A）

焊条电流

帮条

、

搭接

10~14

1

3.2

4.0

130~140

150~170

90~110

110~130

90~100

16~20

2

120~140

80~90

22~40

3

5.0

180~240

100~120

140~180

70~90

b、防止接头热影响区的温度梯度突然增大，进行帮条电弧焊或搭接电弧焊时，第一层焊缝，先从中间引弧，再向端运弧；

立焊时，先从中间向上方运弧，再从下端向中间运弧。

以使接送端部的钢筋达到一定的预热效果。

在以后各层焊缝的焊接时，采取分层控温施焊。

层间温度控制在150~350℃之间，以起到缓冷的作用。

c、帮条焊时帮条与主筋之间用四点定位焊固定。

搭接焊时用两点固定。

定位焊缝应离帮条或搭接端部20mm以上。

帮条焊与搭接焊的焊缝厚度应不小于0.3倍钢筋直径，焊缝宽度不小于0.7倍钢筋直径。

d、Ⅱ钢筋电弧焊接头进行多层施焊时，采用“回火焊道施焊法”，即最后回火焊道的长度比前层焊道在两端各缩短4~6mm，以消除或减少前层焊道及过热区的淬硬组织，以改善接头的性能。

第二节混凝土工程施工措施

1、混凝土浇筑时机选择

根据对天津市近年冬季气温趋势的掌握，本地区多年冬季平均气温均高于-5℃，日最低气温低于-10℃的时间，每年冬季连续出现的日期一般不超过3天，且出现频率较小，均为气象预报出现强冷空气流时发生。

天津市沿海地区多年实测气温统计表

项目

各月极端最高气温（℃）

各月极端最低气温（℃）

各月平均气温（℃）

各月日平均气温（天）

<

0℃

>

25℃

1月

12.7

-17.8

-3

11

2月

20

-15.7

-0.3

3月

25.6

-17.7

6.1

11月

23.1

-8.9

5.6

12月

14.4

-14.7

-0.7

12

全年

40.8

12.9

23

58.34

根据本地区气候特点，混凝土浇筑前应了解气象信息，掌握近期气温及气象预报，选择5至10日内天气状况良好，不出现-10℃以下极低气温的时机进行混凝土浇筑。

通过上述措施，使混凝土浇筑及养护过程获得良好环境条件，并通过常规冬季施工措施确保混凝土质量。

一旦工期需要在-10℃以下的不利时机进行混凝土浇筑，应采取搭设浇筑棚的方式进行浇筑过程保护。

混凝土养护过程中出现不利气象条件，应根据混凝土养护过程温度监测情况采取应急升温措施。

2、混凝土配合比调整措施

闸墩部位混凝土厚度1300mm，属厚体型混凝土，受冬季施工环境温度较低影响，对控制混凝土内外温差，防治温度裂缝造成不利影响。

根据查阅相关工程资料显示，混凝土内外温差控制在25℃以内，能有效避免温差裂缝的出现，我项目以20℃为混凝土内外温差控制指标。

根据上述要求，项目针对冬季施工请相应实验部门进行了配合比设计，配合比胶凝材料使用情况如下：

水泥选用盾石P·

O42.5普通硅酸盐水泥，掺量200Kg，磨细矿粉掺量200Kg。

通过上述增加矿粉含量的措施降低水泥使用量，降低水化热，抑制结构内外温差，达到控制温度裂缝的效果，并满足抗硫酸根离子腐蚀的要求。

为避免混凝土表面局部受冻，混凝土外加剂增设早强型抗冻剂，抗冻温度-10℃。

3、混凝土浇筑温度控制措施

a、原材料加热

混凝土原材料加热采用加热水的方法，拌合水的温度不得超过80℃。

为了避免拌合物前后温度有过大差异，甚至造成混凝土塌落度不一致，在混凝土搅拌过程中要求水温准确，保持先后用水温度一致，准备足够的热水量。

为了避免在砂子中夹杂冰屑、雪团和冻块，以及避免表面形成冻壳层，砂堆采用帆布覆盖。

当大气温度低于-10℃的极低气温出现时，砂子采用直接加热法，在沙堆内插入蒸汽针，直接向沙堆吹排蒸汽，以提高砂子的温度，及时测定砂子含水率，调整搅拌用水及砂子上称称量数量，避免因水灰比和塌落度发生变化而影响混凝土的浇筑和强度增长。

b、混凝土搅拌

搅拌站采用冬季施工混凝土搅拌模式，延长混凝土搅拌时间。

投料顺序应与材料加热条件相适应，先投入骨料和加热的水，待搅拌一定时间后，水温降低到40℃左右时，再投入水泥继续搅拌到规定的时间，避免水泥假凝。

冬期拌制混凝土时间比常温下拌制时间适当延长。

c、混凝土运输

混凝土运输长度1.5Km，运输时间15min，运输距离较短，便于控制运输过程热量损失。

合理调配混凝土搅拌及发送时间，避免长时间停车等待。

定期检查混凝土运输车罐体保温罩，避免保温罩敞开、缺损、浸水冻结等不利保温现象发生。

在运输的施工道路上派专人指挥交通，及时清理施工道上的积雪和杂物，保证交通畅通无阻。

d、混凝土浇筑

浇筑前的清仓由气泵将杂物吹出仓外，避免水冲清仓；

在浇筑前，清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，使拌合物具有适宜的施工和易性后在浇筑。

混凝土运至浇筑处，须在15分钟内浇筑完毕。

浇筑完毕后在混凝土的外露表面，用塑料薄膜及草帘子覆盖。

施工缝处理措施：

混凝土浇筑前2h内，仓底进人布置暖气吹风机进行接缝面吹风升温，混凝土浇筑前利用手摸方式进行温度检测，使接缝处原混凝土的温度高于2℃，达到理想温度并撤除升温装置后立即浇筑接缝砂浆50mm，进行混凝土浇筑。

施工时严格控制混凝土拌和物出机温度不低于10℃、入仓的温度不低于5℃；

当风力超过3级时，可利用现场脚手架和彩条布作为临时的防风措施。

4、混凝土养护措施

a、混凝土底板保温

日最低气温不低于-10℃时，混凝土底板由下至上分别采用塑料薄膜、彩条布、棉被覆盖保温。

日最低气温低于-10℃时，加强对底板表面温度的监测，当底板表面温度低于5℃时，加盖一层棉被保温，并在最上层加盖彩条布。

b、闸墩混凝土常规保温养护

混凝土表面保温：

混凝土浇筑前，模板外表面依靠双排脚手架塞棉被保温层，确保棉被填塞均匀，无敞缝、疏漏部位。

闸墩顶部苫盖塑料膜、棉被保温覆盖。

防护棚保温：

防护棚利用双排脚手架外封彩条布搭设，混凝土养护过程中避免棚内空气流失，确保混凝土养护环境温度相对稳定。

c、不利环境温度保温养护

当混凝土养护环境的温度急剧下降，造成混凝土表面温度及内外温差不能满足养护要求，此时根据环境条件启动《闸墩混凝土紧急升温养护应急预案》，见下述相关章节。

5、混凝土模板拆除控制

a、底板混凝土模板拆除

模板拆除集中安排在一天气温较高时进行。

底板混凝土模板拆除时间根据同条件养护试块强度确定，当混凝土强度达到或超出临界强度，即可进行模板拆除。

模板拆除后应立即苫盖塑料膜、彩条布及单层棉被进行覆盖养护。

b、闸墩混凝土模板拆除

根据我单位对拆模条件的控制，闸墩混凝土强度达到设计强度的60%以上且混凝土内外温差低于10℃时，采取梯度降温措施后进行模板拆除。

梯度降温控制措施：

梯度降温第一步将混凝土表面塞填棉被间隔去除30%-50%，加强此期间混凝土温度监测，确保24h内混凝土表面温度降低幅度不大于10℃。

在混凝土表面温度趋于稳定并接近于环境温度后进行第二步梯度降温，由闸墩顶部分层拆除模板并立即粘贴塑料膜，利用拉杆覆盖棉被，确保拆除模板与覆盖保温同步进行，避免混凝土表面长期裸露。

保温层棉被根据测温情况间隔陆续撤除，直至混凝土内外温差及混凝土表面与环境温差均不大于5℃时撤除全部棉被保温。

第三步梯度降温即为混凝土表面温度持续稳定并接近于防护棚内温度时，由被风面陆续撤除防护棚。

上述梯度降温过程应根据温度监测结果由技术人员指导进行，杜绝盲目施工对混凝土质量造成损害。

6、混凝土施工监测

a、温度计进行环境测温

每日进行现场大气温度监测，测量时间为每日2：

00、6：

00、10：

00、14：

00、18：

00、22：

00。

混凝土浇筑过程中进行混凝土入仓温度及浇筑实时气温监测。

当混凝土入仓温度低于5℃时及时通知混凝土搅拌站增加混凝土升温措施。

当环境温度低于-10℃时取消浇筑计划或采取有效保护措施。

混凝土养护过程中对覆盖保温层内部温度及彩条布防护棚内部进行环境温度监测。

b、测温孔测温

测温孔布置及实施原则：

在混凝土浇筑以后，在混凝土最薄弱和易受冻的部位，应加强保温防冻措施，并应布置测温点测定混凝土的温度。

测温时间：

在达到抗冻临界强度（7MPa）前应每隔2h测定一次，以后每隔6h测定一次，并应同时测定环境温度。

测温孔作法：

150mm长PVC管用塑料膜绑扎缝住两端，在混凝土浇筑完毕后插入测温部位混凝土面100mm固定，测温时将塑料膜扎破插入温度计。

底板测温孔布置：

底板各角点，在距双边各300mm处设测温孔，底板中心部位设置1测温点。

闸墩顶部测温孔布置：

下游墩顶圆墩头中心部位设测温孔1个，上游悬挑端两外角距双边各300mm处设测温孔2个，墩顶双侧轨道二中间设测温孔1个。

闸墩混凝土对应混凝土内部埋设测温探头的部位设置水平测温孔，具体位置见测温探头布置。

c、温度测量仪测温

温度测量和实施原则：

闸墩厚度1300mm，体积较厚，闸墩内外温差控制，是控制混凝土温度裂缝的重要措施。

通过温度监测，当混凝土内外温差超出控制范围时，采取必要环境保温措施进行温差调整，实现对温度裂缝的控制。

温度传感探头的埋设位置：

在闸墩距底板700mm的中心部位，以门槽两侧为分界，上游厚墩体部位距厚墩两端各1/3部位设2个探头，在下游厚墩体部位中间部位设1个探头。

探头使用前校验：

探头在使用前插测量仪进行校验，将探头测量温度与温度计测量温度进行对照，以温度计测量温度为基准，记录测量差，对探头测量温度进行修正。

探头埋设方法：

模板支设过程中，以PVC管作保护管将探头伸入仓内，与相应部位拉杆绑扎固定，探头在管端头部位部分外露，与PVC管头同时在拉杆部位下垂，避免混凝土冲击力造成探头损坏。

探头避免与钢筋、拉杆等金属制品接触，影响测量效果。

仪器插线端引出仓外。

浇筑首日至第5日每隔6h测定一次，5日后至10日每隔12h测定一次，当内外温差由最高值出现下降并低于10℃时，即可停止测量。

测量方法：

在测量混凝土内部温度的同时测量混凝土表面覆盖养护温度，并做好测温记录，每日测量结果递交技术负责人审核分析。

一旦出现混凝土内外温差大于20℃或出现混凝土表面温度跟随环境温度迅速下降情况，应立即采取火炉升温取暖或电热毯包裹升温措施，提高混凝土表面温度。

d、试块强度监测

冬季施工混凝土，除根据常温要求留置混凝土强度试块外，增加设置同条件养护试块4组。

以监测混凝土强度增长情况，确定养护及模板拆除时间。

同条件养护试块的养护温度及湿度条件应与该部位混凝土主体保持一致。

第三节混凝土浇筑过程温度控制热工计算

根据《水工混凝土施工规范》规定，混凝土的浇筑温度在温和地区不得低于3℃，严寒和寒冷地区采用蓄热法不应低于5℃，采用暖棚法不应低于3℃。

根据上述要求，我项目以5℃作为混凝土入仓控制标准。

根据上述控制标准，拟在气温-10℃最不利工况环境下，采取加热搅拌用水，砂堆吹蒸汽升温等措施，对混凝土入仓温度保证情况进行验算，详细计算过程如下：

1、混凝土搅拌、运输、浇筑温度计算

（1）混凝土拌合温度按下列公式计算：

To=[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To——混凝土拌合物温度（℃）；

mw——水用量（kg）164kg；

mce——水泥用量：

水泥200kg，矿粉200kg，根据放热量折合普硅水泥使用量350kg；

msa——砂子用量（kg），取736kg；

mg——石子用量（kg），取1060kg；

Tw——水的温度取值（℃）；

Tce——水泥的温度，取5℃；

Tsa——砂子的温度，砂堆苫盖并吹蒸汽升温，取10℃；

Tg——石子的温度，取-10℃；

wsa——砂子的含水率（%），为3%；

wg——石子的含水率（%），为0%；

c1——水的比热容，为2.1（kJ/kg·

K）；

c2——冰的溶解热，为335（kJ/kg）。

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；

混凝土拌合温度经计算T0=20.32℃，

（2）混凝土拌合物出机温度按下列公式计算

T1=T0-0.16（T0-Ti）

式中T1——混凝土拌合物出机温度（℃）；

Ti——搅拌机棚内温度（℃）。

由于通过对主机棚内的保温措施，可以不考虑混凝土拌合物出机温度的降低。

即T1=20.32℃

（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-（at1+0.032n）（T1-Ta）

式中T2——混凝土拌合物运输到浇筑时温度（℃）；

t1——混凝土拌合物自运输到浇筑时的时间（h）；

n——混凝土拌合物运转次数；

Ta——混凝土拌合物运输时环境温度（℃）；

a——温度损失系数（h-1）；

当用混凝土搅拌车输送时，a=0.025。

混凝土经过混凝土搅拌运输车运送到现场，最长时间为15分钟，混凝土从搅拌机到搅拌运输车，在经过混凝土输送泵进入仓号，即混凝土拌合物运转次数为4次。

T2=T1-（at1+0.032n）（T1-Ta）=20.32-（0.025*0.25+0.032*4）*（20.32+10）

=16.25℃

（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=

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（℃）；

Cc——混凝土的比热容（kJ/kg·

Cf——模板的比热容（kJ/kg·

Cs——钢筋的比热容（kJ/kg·

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（℃）；

Ts——钢筋的温度，未预热时可采用当时的环境温度（℃）；

混凝土的比热容Cc、模板的比热容Cf、钢筋的比热容Cs分别为：

1、0.48、0.48kJ/kg·

K，每m3混凝土的重量mc为2400kg，每m3混凝土相接触的模板、钢筋重量为302kg，钢筋、模板的温度为-10℃，经计算混凝土浇筑成型后的温度:

T3=

=13.42℃，满足入模温度不得低于5℃的要求。

（5）混凝土浇筑温度控制：

根据上述计算，最不利工况环境下，通过采取现场有效措施，能够满足混凝土入仓温度不低于5℃的规范要求。

工程施工中，可根据混凝土浇筑过程温度监测，采取调整搅拌用水温度及砂料温度的措施，对混凝土温度进行控制。

2、混凝土冷却时间计算

混凝土冷却时间的计算系根据每一立方米混凝土由初温降低到0℃所散发出的热量，相当于其组成材料所附加的热量与水泥本身所散发的热量之和，即:

ccT0+mceQce=t0M（Tm-Tm,a）

于是混凝土冷却到0℃时的小时数可由下式求得：

t0=

·

式中t0——混凝土冷却到0℃时的延续时间（h）；

Cc——混凝土的热容量（kj/m3·

K），由混凝土的单位质量密度（2400kg/m3）乘以单位体积比热（1.047kj/kgK）求得，一般为2510kj/m3·

K;

T0——混凝土浇筑完毕后的初温（℃）；

mce——每立方米混凝土水泥用量（kg）；

Qce——1kg水泥在冷却期间的水化热量（矿粉水化热取水泥的75%）（kJ/kg）；

M——混凝土结构的表面系数，由下式计算：

M=

对矩形截面的梁或柱：

M=

对正方形截面的梁或柱：

;

对楼板或墙：

其中a、b——梁或柱截面的边长（m）；

d——板或墙的厚度（m）;

Tm——混凝土由浇筑到冷却的平均温度（℃）；

Tm,a——混凝土冷却期间的室外大气平均温度（℃）；

R——保温材料的热阻系数（m2K/W）

ω——保温材料的透风系数

根据计算的冷却时间t0及其平均温度，查出所达到的强度。

如强度不能满足抗冻或脱模要求,可改进保温措施或返回外加剂等方式,使达到要求的强度。

3、混凝土由浇筑到冷却平均温度计算

混凝土由浇筑到冷却的平均温度，与结构的表面系数（M）有关，按下式计算：

M<

3时　　　　　　　　Tm=

M=3~8时　　　　　　　Tm=

M=8~12时　　　　　　Tm=

M>

12时Tm=

或由下式计算：

Tm=

式中Tm、M符号意义同前。

4、保温材料总传热热系数及总热阻系数计算

混凝土围壁的隔热效能，取决于总传热系数K或其热阻系数R，传热系数K按下式计算：

K=

热阻系数R可按下式计算：

R=

=0.043+

+

+……+

式中d——每一种保温材料的厚度（m）;

λ——每一种保温材料的导热系数（W/m·

K）

ω——透风系数

RB——由空气层厚度而定的热阻力

根据现场的条件可知：

Cc=2510kj/m3·

K，T0=20.32℃，mce=200kg

Qce=270kJ/kg，Tm=

=12.66℃

ω=2.5

双层彩条布加棉被取4cm，λ=0.1W/m·

K

R=0.043+

=0.443

=

=492h=21d

根据普通硅酸盐水泥配制混凝土在2℃时的强度增长曲线可知，在7天时混凝土的强度达到40%，满足普通硅酸盐配制混凝土的抗冻强度要求。

第四节闸墩混凝土内外温差控制热工计算

1、热工计算

详见《混凝土内部最高温度计算及温差裂缝控制分析》

2、结论

根据上述分析，混凝土表面温度控制在正温