宝兰10标段冬季施工方案.docx

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宝兰10标段冬季施工方案

宝兰客专10标段2015年冬期施工方案

1、编制目的和依据

1.1编制目的

为保证宝兰客专10标段冬季施工的正常进行，消除质量隐患，确保工程质量、安全，结合现场实际情况，特编制冬期施工方案。

1.2编制依据

㈠国家、铁路总公司（原铁道部）现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则及施工指南等。

㈡相关技术标准及规范。

⑴《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424—2010）

⑵《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10754-2010）

⑶《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设【2010】241号

《高速铁路轨道工程施工技术指南》铁建设【2010】241号

《铁路工程施工组织设计指南》铁建设【2009】226号

㈢宝兰客专甘肃段指导性施组。

㈣兰新铁路甘青有限公司下发的《标准化建设管理手册》及相关文件。

㈤新建宝鸡至兰州铁路客运专线工程BLTJ-10标段施工图纸。

现场踏勘调查所获得的工程地质、水文、气象资料，当地资源、交通状况及施工环境等调查资料。

我单位以往类似施工经验。

2、工程概况

宝兰客专10标段自DK910+064.95至IDK932+174.2，线路长度22.130km，其中桥梁长度13606.18m，占线路总长的61.54%，包含特大桥4座，大桥3座，中桥3座；隧道5座，长度为7317.66m，路基1210.56m。

位于甘肃省定西市安定区境内。

线路自DK910+064.95引出，穿雷家门隧道，进入定西市东河河谷，线路沿东河河谷南岸西路向西，跨S209、天定高速、甜河、既有陇海线后至本标段终点IDK932+174.2。

线路地处定西市安定区，本段属中温带半干旱大陆型气候区，其特点是旱季长、雨季短，雨量较少但集中，年蒸发量远大于年降雨量，昼夜及冬夏温差变化大，四季多风。

年平均气温6.7℃，极端最高温度34.9℃，极端最低温度-29.7℃，年平均降雨量386.6mm，年平均蒸发量1606.4mm，最大积雪厚度17cm，最大季节冻土深度统计值97cm。

3、冬期施工条件

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设【2010】241号）的要求，当工地昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值为当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3天低于5℃或者最低平均气温低于-3℃时，混凝土与砌体施工应按冬期施工办理。

根据定西市历年冬季10月份～次年4月份平均气温或最低平均气温（图1-图7），暂定2015年10月30日～2016年3月31日为我标段冬期施工。

图1定西市10月份平均气温曲线图

图2定西市11月份平均气温曲线图

图3定西市12月份平均气温曲线图

图4定西市1月份平均气温曲线图

图5定西市2月份平均气温曲线图

图6定西市3月份平均气温曲线图

4、冬季施工内容

4.1冬季施工一般规定

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》规定，当工地昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于－3℃时，混凝土工程应按冬季施工规定进行施工。

混凝土施工参照《铁路混凝土工程施工技术指南》中冬季施工条件和当地气温资料，冬季施工大约自10月30日～次年3月31日，冬季施工天数150天，在此期间的施工将受到气候的影响，需采取相应的措施。

4.2冬季施工项目

根据宝兰客专10标段整体施组的安排，我标段2015年冬期施工的项目为：

彭家咀隧道无砟轨道1572.3双延米，冬季施工长度50双延米；

王坪隧道无砟轨道1895.9双延米；

雷家门隧道无砟轨道160双延米；

苏家川隧道无砟轨道759双延米；

西坡隧道无砟轨道1187双延米。

原则上冬期不安排路基和桥梁项目的无砟轨道混凝土施工。

5、施工组织与计划

5.1管理目标

安全目标：

⑴无重大施工安全事故；

⑵无重大道路交通责任事故；

⑶无重大火灾事故；

㈡质量目标：

符合国家和铁道部有关标准、规定及设计文件要求，检验批、分项、分部工程施工质量检验合格率100%，单位工程一次验收合格率100%，无重大、大工程质量事故，达到设计、施工、材料设备无隐患，线路工后沉降、差异沉降及结构变形有效控制，主体工程质量零缺陷，满足全线创优规划要求；铁路实车最高检测速度达到设计速度的110%，开通速度达到设计速度目标值。

5.2组织机构

为加强冬季施工管理，确保工程建设工期、质量、安全，全面实现预期目标，针对冬季施工特点，以精干高效、以岗定人的原则，组建职能完善、体系健全、精干高效的管理机构。

冬季施工领导小组：

组长：

郝长福

副组长：

李绪干马永强赵靓

组员：

贾宝武李建峡李仲杰马国军李春斌侯豪杰陈强华时坚唐维平赵雁斌

职责：

组长：

负责冬季施工方案的全面落实及督促工作。

副组长：

制定冬施管理办法，明确分工，责任到人；编制总体冬施方案，并监督、检查、指导方案的落实。

负责各部门、工区管理工作

物资部：

负责冬施物资供应。

搅拌站：

负责混凝土原材料加热保温及混凝土供应。

工程部：

负责制定现场冬施方案，并组织落实。

安质部：

负责制定冬施期间的安全质量管理方案，并贯彻落实。

试验室：

负责冬施期间原材料、混凝土出机、入模温度的检测及冬施期间混凝土试块的管理。

各工区：

负责落实冬施措施。

5.3总体思路

根据气象资料查看，我工区计划在10月30日开始实行冬季施工，所有工序均按冬季施工要求执行。

计划安排3个工作面，1工作面施工完彭家咀隧道后进王坪隧道施工，2工作面自雷家门隧道出口向进口推进，3工作面负责苏家川隧道和西坡隧道的施工。

6、混凝土拌合物热工计算

6.1混凝土拌合物温度T0

混凝土拌和物的理论温度，根据组成材料的温度，按热平衡原理推导的公式进行计算。

T0=［0.92（mceTce+msaTsa+mgTg+mfTf）+4.2Tw（mw-wsamsa－wgmg）+Cl×（wsamsaTsa+wgmgTg）－C2×（wsamsa+wgmg）+4.2mjTj］÷［4.2mw+0.92（mce+msa+mg+mf）+4.2mj］公式1

公式中各符号的含义见下表。

参数符号表

表1

序号

符号

符号意义

单位

数值

1

T0

混凝土拌和物温度

℃

2

mce

水泥用量

kg

3

msa

砂用量

kg

4

mg

碎石用量

kg

5

mf

粉煤灰（矿粉）用量

kg

6

mw

水用量

kg

7

mj

外加剂用量

kg

8

Tce

水泥温度

℃

9

Tsa

砂温度

℃

10

Tg

碎石温度

℃

11

Tf

粉煤灰（矿粉）温度

℃

12

Tw

水温度

℃

13

Tj

外加剂温度

℃

14

C1

水的比热容

kJ/kg·K

当骨料温度＞0℃时，C1=4.2，C2=0

当骨料温度≤0℃时，C1=2.1，C2=335

15

C2

冰的溶解热

kJ/kg·K

16

wsa

砂含水率

%

17

wg

碎石含水率

%

6.2混凝土拌合物出机温度T1

T1=T0-0.16×（T0-Ti）公式2

其中：

Ti—搅拌棚内温度，℃，设定为10℃，

6.3混凝土拌合物出厂温度Th

Th=10-0.5Ti公式3

6.4混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度T2

T2=T1-（αt1+0.032n）（T1-Ta）公式4

其中：

α—温度损失系数（h-1），当用混凝土搅拌车运输时，α=0.25；

t1—混凝土拌合物自运输到浇筑的时间（h）；

n—混凝土拌合物运转次数，根据现场测试，混凝土装卸各1次，共两次；

Ta—混凝土拌合物运输时的环境温度。

6.5混凝土浇筑成型完时的温度T3

T3=（ccmcT2+cfmfTf+csmsTs）/（ccmc+cfmf+csmss）公式5

其中：

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.K；

cf—模板的比热容，kJ/kg.K，取值为0.48kJ/kg.K；

cs—钢筋的比热容，kJ/kg.K，取值为0.48kJ/kg.K；

mc—每立方混凝土重量，kg；

mf—每立方混凝土接触模板的重量，kg，根据隧道道床板施工情况取值为110kg；

ms—每立方混凝土接触钢筋的重量，kg，根据隧道道床板设计情况取值为120kg；

Tf—模板的温度，℃；

Ts—钢筋的温度，℃；

6.6混凝土比热容C

混凝土比热容C：

单位重量的混凝土，其温度升高1℃所需要的热量。

C=（pccc+pscs+pgcg+pwcw+pfcf）/p公式6

其中：

p—材料占混凝土质量百分比；

c—材料比热，kJ/kg.K，具体材料比热见下表。

材料比热表

表2

序号

材料名称

C40混凝土

材料比热

（kJ/kg.K）

质量（kg）

材料占混凝土质量百分比P

1

水泥

265

11.34

0.536

2

砂

757

32.40

0.92

3

碎石

1053

45.07

0.96

4

水+外加剂

148.32

6.35

4.187

5

粉煤灰

113

4.84

0.96

6.7实例计算

根据冬期施工混凝土施工项目的安排，计算时以C40混凝土进行计算。

混凝土比热计算

根据表2中的数据及公式6，计算出C40混凝土的比热为1.1038kJ/kg.K

混凝土拌合物温度计算

根据定西地区冬季的气温，计算式分别选取环境温度为-10℃、-5℃、0℃、5℃四种情况进行计算。

拌和用水的温度按照60℃考虑；外加剂的温度为5℃；骨料含水率根据进场骨料实测含水率选取砂含水率为5%，碎石含水率为0；水泥温度按照高于环境温度10℃考虑，其它材料温度按照高于环境温度5℃考虑，根据公式1计算出各种环境温度下的混凝土拌合物温度。

混凝土配合比表

表3

项目名称

符号

C40混凝土

备注

每方混凝土各类材料用量（kg）

水泥

mce

265

砂

msa

757

碎石

mg

1053

粉煤灰

mf

113

水

mw

140

外加剂

mj

8.32

各类材料温度表

表4

项目名称

符号

单位

环境温度-10℃

环境温度-5℃

环境温度0℃

环境温度5℃

水泥

Tce

℃

0

5

10

15

砂

Tsa

℃

-5

0

5

10

碎石

Tg

℃

-5

0

5

10

粉煤灰

Tf

℃

-5

0

5

10

水

Tw

℃

60

60

60

60

外加剂

Tj

℃

5

5

5

5

砂含水率

wsa

%

7

7

7

0

碎石含水率

wg

%

0

0

0

0

各类工况下，混凝土拌合物的温度计算见下表。

混凝土拌合物温度表

表5

序号

混凝土等级

单位

环境温度-10℃

环境温度-5℃

环境温度0℃

环境温度5℃

1

C40

℃

1.51

5.5

14.41

18.53

混凝土拌合物出机温度

搅拌棚内的温度保持在10℃及以上，按照公式2计算出各种环境温度下，混凝土拌合物的出机温度。

混凝土拌合物出机温度表

表6

序号

混凝土等级

单位

环境温度-10℃

环境温度-5℃

环境温度0℃

环境温度5℃

1

C40

℃

2.87

6.2

13.71

17.17

混凝土拌合物经运输到浇筑时的温度

混凝土运输采用搅拌车运输，混凝土搅拌运输车按照装卸2次；

根据10标段2#、3#拌和站的供应范围，按照到施工工点最大的运距考虑，混凝土自运输到浇筑的时间按照45min（0.75h）考虑；根据公式4计算各种环境温度下混凝土经运输到浇筑时的温度。

混凝土经运输到浇筑温度表

表7

序号

混凝土等级

单位

环境温度-10℃

环境温度-5℃

环境温度0℃

环境温度5℃

1

C40

℃

-0.36

3.39

10.26

14.11

混凝土浇筑成型完时的温度

根据10标段冬期施工的特点，主要是在隧道无砟轨道道床板施工，本次计算时暂不考虑搭设保温棚，模板及钢筋的温度取环境温度计算。

根据公式5计算各个环境温度下的混凝土浇筑成型完时的温度。

混凝土浇筑成型完时温度表

表8

序号

混凝土等级

单位

环境温度-10℃

环境温度-5℃

环境温度0℃

环境温度5℃

1

C40

℃

-0.76

3

9.8

13.73

小结

根据上述叙述，本次热工计算成果见下表。

热工计算成果表

表9

混凝土

等级

环境温度℃

混凝土比热（kJ/kg.K）

拌合物温度℃

出机温度℃

浇筑时

温度℃

浇筑成型

温度℃

C40

-10

1.1038

1.51

2.87

-0.36

-0.76

-5

1.1038

5.5

6.2

3.39

3

0

1.1038

14.41

13.71

10.26

9.8

5

1.1038

18.53

17.11

14.11

13.73

综上所述，在拌和用水加热至60℃的情况下，当气温进入-5℃～-10℃时，混凝土的部分指标不能满足《铁路混凝土工程施工技术指南》及《铁路混凝土工程施工质量验收标准》的要求。

经调整计算，按照水泥温度高于环境温度10℃、粉煤灰高于环境温度5℃、外加剂温度按照5℃设定、拌合用水加热至60℃条件下：

当环境温度-10℃时，砂石骨料温度必须至少满足2.5℃及以上温度；

当环境温度-5℃时，砂石骨料温度必须至少满足1℃及以上温度；

须在砂石骨料仓设置升温和保温设施，在传送带处设置保温设施方可。

计算结果如下：

调整后C40混凝土环境温度-10℃、-5℃下温度表

表10

序号

混凝土温度

环境温度-10℃（砂石骨料2.5℃）

环境温度-5℃（砂石骨料1℃）

1

拌合物温度（单位℃）

11.37

10.99

2

出机温度（单位℃）

11.15

10.83

3

运输至浇筑温度（单位℃）

5.83

6.85

4

成型温度（单位℃）

5.17

6.36

7、拌和站冬期施工措施

7.1拌和用水加热及温度控制措施

冬期施工的混凝土主要由2#、3#拌和站提供。

2#拌合站计划拌合用水采用净化水，制作10m3储水罐，采取在水罐内放置4根热水棒（45kw），并在底部采取火炉两种加热方式，加热拌合用水温度达到60℃，以保证混凝土拌和质量。

储水罐架设高度1.2m。

3#拌和站采用2个5t热水锅炉循环加热方法提供热水，确保拌和站的拌和用水满足冬季施工的要求。

拌和站水池在设计施工时，均采用地埋式，能够很好的确保拌和用水满足冬期施工的要求。

7.2砂石骨料防冻及保温措施

各拌和站所有料仓均采用棚架结构，四周利用彩钢板封闭，在装载机、运输车辆进出位置设置推拉门，推拉门采用50mm厚的复合彩钢板制成。

两个5t锅炉布置在里面，砂子骨料仓内布设地暖，料仓隔墙上布设暖气片，在料仓内靠近大门、供料斗及角落处再安放一定数量的煤炉子，在气温低时对料仓增温进行补充，具备满足防雪、防冻和保温要求，确保温度满足混凝土拌和所需的温度。

7.3粉料及外加剂温度控制措施

所有粉料仓采用保温棉被进行包裹，确保粉料的温度满足拌和的要求。

外加剂房设计施工时，采用彩钢板，冬期施工时采用暖气对房间进行加热，确保室内温度不低于5℃。

7.4混凝土拌和、运输温度控制措施

混凝土拌和楼采用暖棚法进行保温，2#拌合站采用电炉提供热源，3#拌和站内采用安装暖气片提供热源，确保拌和机楼内温度保持10℃以上。

在拌和楼操作室下部采用复合彩钢板进行封闭，留有混凝土运输车入口，入口采用保温棉被挂帘封闭。

上料皮带采用复合彩钢板加包裹保温棉被进行封闭，确保骨料的温度满足拌和的需要。

图7传送带保温措施

混凝土运输采用混凝土罐车，对混凝土罐体采用特制材料包裹保温（先用一层棉被覆盖，然后再用一层防水篷布覆盖），减少混凝土在运输过程的中的温度散失。

混凝土运输过程中多装快运，少停留的原则，混凝土出机后应及时运到浇筑地点。

在运输过程中，要防止混凝土热量散失、混凝土离析、坍落度变化，运输工具除保温防风外，还必须严密、不漏浆。

7.5其它温控措施

拌和站内外露的各类水管、暖气（蒸汽）管道，均采用包裹岩棉保温，减少温度散失。

8、冬季施工方案

混凝土工程冬期施工从整个施工过程的各个环节都要采取相应的保温、防冻、防风、防失水措施，尽量给混凝土创造室温养护环境，使混凝土能不断凝结、硬化、增长强度。

早期混凝土强度的增长是抵抗冻害的关键，在其受冻前尽快达到混凝土抗冻临界强度是至关重要的。

为了给冬期浇筑混凝土创造一个正温养护环境，必须采取一系列措施，应从混凝土配合比的设计，原材料的保温，混凝土拌合、运输及浇筑过程的保温，养护期间的防风、供热等方面考虑。

8.1冬季测温

冬季施工的测温范围

大气温度、水泥、水、砂、骨料等原材料的温度，混凝土出罐温度、入模温度，混凝土入模后初始温度和养护温度等。

测温准备及方法

工具准备

测温计：

测原材料温度采用玻璃液体温度计。

各种温度计在使用前均应进行校验，在隧道内均匀布置温度计，用以测量养护温度。

现场测温控制

现场测温应符合下表的要求。

测温频率表

表11

测温项目

测温条件

测温次数

测温时间

混凝土养护温度

5Mpa前

昼夜12次

每2h一次（根据混凝土浇筑时间）

5Mpa后

昼夜4次

每6h一次

大气温度

昼夜4次

2:

00、8:

00、14:

00、20:

00各一次

工作环境温度：

水泥、水、砂、石温度；混凝土出罐温度，混凝土入模温度

每昼夜3次，每工作班2次

7:

00、15:

00、21:

00各一次，上下午开盘各一次

现场测温结束时间：

混凝土达到龄期强度，且拆模后混凝土表面温度与环境温差≤15℃，混凝土的降温速度不超过5℃/h。

测温管理

设专人负责工程的测温、保温、掺加外加剂等工作，每天做好测温记录，发现异常及时采取措施并上报项目负责人。

施工技术人员必须每日查询测温、保温、供热的情况和存在的问题，及时向主管领导汇报并协助现场施工管理人员解决冬施疑难问题。

施工测温人员在每层或每段停止测温时递交一次测温记录，同时发现问题应及时向现场管理人员和技术人员汇报，以便立即采取措施。

测温人员每天24h都应有人在岗，并实行严格的交接班制度。

测温记录必须分区、项填写并妥善保管，并及时归档。

8.2钢筋工程

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。

㈠钢筋在运输、加工过程中要轻拿轻放，以避免造成刻痕，撞击凹陷。

焊剂或焊条在冬季运输、保存过程中极易受潮，使用受潮的焊剂或焊条会造成焊接熔池中混入气体停留在焊肉中造成气泡，影响焊接接头质量。

在使用焊条或焊剂时，要按说明书的要求对焊条或焊剂进行烘焙，干燥后使用。

冬季钢筋的焊接工程主要为隧道无砟轨道道床板接地钢筋及接地端子的焊接。

焊接时的环境气温不低于0℃。

钢筋提前运入隧道内。

在钢筋的焊接时，焊工必须持有合格上岗证件，严格执行安全技术措施，加强焊工的安全意识，防止发生烧伤、触电和火灾等事故，在大面积焊接前，应先进行试焊，经检验合格后，方可进入实际现场具体施工点施焊，并应根据施工条件进行焊接工艺参数调整，使焊缝和热影响区缓慢冷却，未冷却的接头应避免冰雪接触。

焊接完毕后，应对全部接头的外观进行自检。

必须在室外进行连接的钢筋接头，Φ20以上型号钢筋采用套筒、冷挤压方式进行连接，Φ12以下型号钢筋采用绑扎。

钢筋冷弯温度不宜低于-20℃，当温度低于-20℃时，不得对HRB335、HRB400钢筋进行冷弯操作。

8.3混凝土工程

㈠原材料要求

⑴水泥：

采用京兰及祁连山普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于42.5，水灰比不大于0.5，各项指标均符合国标要求，储存罐外侧采用棉布包裹。

当混凝土掺用防冻剂（外加剂）时，其试配强度较设计强度提高一个等级。

在钢筋混凝土中禁止掺用氯盐类防冻剂，以防止氯盐锈蚀钢筋。

⑵砂：

选用内官镇的河砂，砂的细度模数、表观密度以及含泥量等指标必须满足规范要求。

⑶碎石：

采用丁沟石料厂和会宁凯亚5～31.5的碎石，其含泥量、压碎值以及表观密度等指标必须满足规范要求。

骨料必须清洁，严禁含有冰雪等冻结块及易冻裂的矿物质。

⑷粉煤灰：

本标段采用景泰华唐的F类粉煤灰和西固电厂的Ⅰ级粉煤灰，其各项指标满足要求。

⑸高效减水剂：

选用江苏博特的高效减水剂，各项指标符合国标要求，施工前预热保温，确保温度不低于5℃。

㈡拌合用水：

采用自来水或经过净化的水，各种指标符合混凝土拌合用水要求。

经锅炉加热后储存至拌和站蓄水池，蓄水池的水不要加满，留约1m高的空间，开始拌制混凝土前6小时左右开始通热水加热，将水加温到60℃左右，再开始拌制混凝土。

㈢混凝土的拌制

混凝土拌合站严格按照试验室提供的配合比通知单进行生产，不得擅自修改配合比。

搅拌前先用热水冲洗搅拌机10min，搅拌时间为常温时间的1.5倍。

混凝土拌和时应先投入骨料和已加热的水，均匀搅拌后再投入水泥，然后投入粉煤灰、外加剂。

搅拌60s至均匀。

搅拌时间满足混凝土和易性要求。

保证水灰比不大于0.5，从拌合水中扣除由骨料及防冻剂溶液带入的水分。

必须随时测量拌合水的温度，水温控制在60～70℃，保证水泥不与温度≥80℃的水直接接触。

保证混凝土的出机温度不低于10℃。

㈣混凝土的运输

混凝土的运输过程保证快装快卸，确保入模温度不低于5℃。

采用混凝土运输车外包裹保温罩减少散热，运输过程中以2～4r/min的转速转动，卸料前以常速再次搅拌。

当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，立即重新调整拌和料的加热温度。

尽量缩短运输距离，选择最佳运输路线，缩短运输时间。

㈤混凝土卸料

⑴混凝土施工，环境温度不得低于-10℃。

混凝土的浇筑时间应安排在9：

00～15：

00时间段，在混凝土浇筑前，对入模温度进行量测。

不满足要求的混凝土禁止浇筑。

如气温过低，必要时应在隧道内施工工点周围架设火炉提高环境温度，然后根据现场实际情况对入模及成型温度进行检算。

混凝土卸料在隧道内进行，隧道内温度保证在5度以上，尽可能减少混凝土温度损失。

⑵混凝土浇注前，清除干净模板和钢筋上的污垢，当隧道内气温低于0℃时，及时采取措施进行升温，使模板、钢筋温度在2℃以上。

对混凝土接触面的砂浆、松动石子或松弱混凝土必须凿除干净，并用水冲洗干净，但不得有积水。

新混凝土在浇注前，宜在横向施工缝处先铺一层厚约15mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆。

然后再继续浇注新层混凝土。

施工缝处的新层混凝土要重点捣实。

冬季施工接缝混凝土时，在新混凝土浇筑前，应保证结合面处有5℃以上的温度。

浇注完