铁路冬季施工方案.docx
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铁路冬季施工方案
冬季施工方案
一、冬期施工的特点及要求
《建筑工程冬期施工规程》规定:
根据当地多年气象资料统计,当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃时即进入冬期施工;当室外日平均温度连续5d稳定高于5℃时解除冬期施工。
根据《铁路混凝土与砌体工程施工规范》中的要求,当平均气温(最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外温度的平均值)连续3天低于5℃或最低气温低于-3℃时,混凝土施工应该采用冬期施工方法。
冬期施工具有以下特点:
1)冬期施工由于施工条件及环境不利,是工程质量事故易出现的多发季节,其质量事故出现约占全年事故的三分之二以上,尤以混凝土和地基基础工程居多。
2)质量事故出现的隐蔽性、滞后性。
即工程是冬天干的,大多数在春季开始才暴露出来,因而给事故处理带来很大的难度,轻者进行修补,重者返工重来,不仅给工程带来损失,而且影响工程使用寿命。
3)冬期施工的计划性和准备工作时间性强。
这是由于准备工作时间短,技术要求复杂。
往往有一些质量事故的发生,都是由于这一环节跟不上,仓促施工造成的。
因而,冬期施工应满足以下基本要求:
1)加强计划安排。
在北方地区进行工程建设,冬期施工计划安排极其重要。
在全年计划期中,当预计要进行冬期施工时,一般每年7-8月份应考虑,进行战略性的安排,因为它涉及到我国各地区3-6个月的施工量。
施工组织安排绝不可忽视。
2)抓紧施工准备工作。
其中包括材料、专用设备、能源工程等。
通常每年不迟于8月份即要抓紧进行。
这一环节上出现问题,仓促施工,既误工期,又影响质量。
3)编好技术措施。
这是指导施工的纲领性文件,要确定关键技术,规定单项工程主要技术文件。
4)重视技术培训和技术交底工作。
这是保证工程质量,加快工程进度的关键。
要学习国家规范和规程中的有关规定,要贯彻技术措施和施工方案,提出工长、工人应知应会的基本要求,必要时尚应对主要技术骨干、工长和班组长进行考核,通过后方可上岗。
经验表明,许多事故常常是由于忽视这一工作环节而造成的。
工程概况
本工程冬季寒冷,年最低气温可达-42℃,冬季施工期间达半年,根据施工计划安排,安图隧道群段工期非常紧,共有66个隧道作业面(见附表一)需进行冬季施工安排,共有27个喷浆料搅拌站、5个集中砼搅拌站需要改造成冬季施工拌合站(需改造搅拌站位置见附表二),本方案力求能有效保证冬期施工项目的工程质量。
本标段全长89.868km,主要由以下四部分组成:
(1)拉法山隧道段:
DK35+778~DK50+424,长度14.464km,主要包括拉法山隧道(10035m)、生菜顶子大桥(5孔简支箱梁)、双庙子隧道(3295m)、双庙子特大桥(32+48+32连续梁+20孔简支箱梁);
(2)石门隧道段:
DK91+132~DK97+654),长度6263米;
(3)安图隧道群段:
DK191+000~DK259+700,长度68.7公里,主要包含桥梁11610米/25座,隧道40252米/28座,路基填筑361万立方米/16.6公里;
(4)本标段大临及DK191~DK361+795段施工汽车运输便道。
图1-1本标段地理位置图
吉林市管辖的蛟河市(县级市)基本位于拉法山隧道段和石门隧道的中间位置;延边州管辖的安图县基本位于安图隧道群段中间位置;蛟河至安图高速公路距离为166km;蛟河距拉法山进口约35km,距石门隧道出口约30km,由302国道连接;安图县距安图隧道群吉林端约30km,珲春端约70km,由302国道相接。
根据相关资料,本标段线属北亚温带湿润半湿润大陆性季风气候。
按照对铁路工程影响的气候分区,该区为严寒地区。
夏季短促温暖,冬期漫长酷寒,春季干旱多风,秋季凉爽,四季分明。
年平均气温4.0~6.8℃,1月平均气温-10.3~-23.4℃,7月平均气温20.5~23.9℃;极端最高气温36.3~37.7℃,极端最低气温-29.2~-42.5℃,年平均降水量528~670mm,主要集中于6~8月;年平均蒸发量948.9~1445.6mm;平均相对湿度64~76%,全年平均风速约2.2~3.1m/s,最大风速18~20m/s。
土壤最大冻结深度:
167cm~192cm。
下图为1997年至2006年1月份本标段平均最低温度图。
图1-2吉图珲客运专线地区1997年至2006年1月份平均最低温度图
图1-3延吉地区气象情况
二、编制依据
(1)国家和铁道部现行施工技术规范、规程及标准。
(2)《中华人民共和国安全生产法》、《建设工程安全管理条例》、《铁路工程施工安全技术规程》等工程建设安全生产有关管理规定。
(3)中铁隧道集团有限公司吉图珲客专JHSK-I标段实施性施工组织设计。
(4)项目经理部拥有的工法成果、机械设备状况、施工技术与管理水平。
(5)借鉴相关冬季施工成功案例及成熟技术,确保工程进度、质量和安全生产。
三、冬季施工安排
本工程计划考虑冬季施工的工点及进度安排见附表一,从表中可以看出,冬季施工计划总开挖数量18384米,仰拱数量22201米,衬砌数量23579米,此统计按施组计划统计。
剩余施工任务巨大。
根据有关规定要求:
当环境昼夜平均气温(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5天低于5℃或最低气温低于-3℃时,进入冬季施工期间。
根据地方经验,计划从2011年10月16日~2012年4月15日,总计183天,设置为冬期施工阶段。
四、冬季施工方案
总体方案:
冬季施工只考虑隧道专业,提前对冬季施工原材料及防寒材料进行储备。
冬施隧道内采用封闭洞门预留通风孔,在通风设备前加暖风机向隧道内供热风,保证洞内施工养护温度。
集中砼搅拌站采取改造及新建两种方式,暖棚防护,砼用热水搅拌,原材料采取地暖、暖气、暖风及火炉等多种加热措施,确保砼出机温度达到10℃以上,砼运输车辆外包棉套及发热电缆,减少混凝土运输过程中的热量损失,确保入模温度达到5℃以上。
喷射砼搅拌站转移至洞内。
1、施工准备
冬季来临前,洞口500m初期支护完成段应完成初期支护径向注浆工作,所有隧道洞内已完衬砌段应完成衬砌结构背后回填注浆工作,防止因衬砌背后积水在冬季发生砼工程冻害事故。
针对不同结构混凝土和以往的冬季施工经验,做好混凝土的试配工作,确定外加剂型号、掺量及原材料的用量,确定原材料的加热温度、混凝土的出罐温度、运输过程中的温度损失、入模温度等,采取加热养护时的温度。
组织施工人员学习有关冬季施工技术、施工规范,掌握具体施工方法和措施。
测温人员还要掌握各种测温方法,深刻理解测温的意义和测温数据的重要性。
编制冬季施工设备、材料计划,提前准备冬季施工所用材料进场备料。
准备保温物资,如棉被、棚布、锅炉、火炉、无烟煤等。
试验室配合拌和站共同进行冬季混凝土施工配合比设计。
1)成立冬季施工领导小组
在进入冬季施工前,安排专人及时跟踪天气变化,及时作出预测,并根据冬季施工要求建立冬季施工领导小组,由项目经理部项目经理牵头,各工区经理主抓,各相关部门各负其责的灵活有效的管理体制。
2)冬季施工人员配置
本项目共有23座隧道66个工作面需展开冬季施工,预计投入人员9328人,各工区人员配置情况见表一:
表一冬季施工人员配置表
冬施项目
管理人员
技术人员
施工作业人员
小计
备注
四工区
81
203
3716
4000
五工区
7
54
868
929
六工区
12
37
740
789
七工区
15
40
716
771
九工区
39
16
666
721
十工区
52
52
761
865
十二工区
38
47
1168
1253
人员合计:
9328人
3)冬季施工材料
冬季取暖以燃煤为主,本工程计划用煤15000t,提前进行储备工作,9月底前储备数量达到10000t。
由于北方冬季天气寒冷,雪大路滑,冬季供料工作开展较困难,所以冬季施工用料应提前进行储备,8月份开始在洞外选择备料场地,进行地材及钢材的储备,8月底储备材料数量应达到总计划数量的30%,9月底总储备数量应达到总计划数量的70%,10月中旬总储备数量应不低于总计划数量的90%。
冬季施工砼工程主要材料计划见表二:
表二冬季施工砼工程主要材料计划表
项目
材料名称
单位
2011年
2012年
备注
10月
11月
12月
1月
2月
3月
四工区
水泥
t
21678
33953
21884
9688
2305
砂
m3
31380
48957
31875
14018
3559
碎石
m3
38502
59977
39599
17389
4701
减水剂
t
147
230
139
60
10
速凝剂
t
210
336
180
81
粉煤灰
t
3531
5452
3750
1626
526
五工区
水泥
t
6697
12828
8351
5556
1543
砂
m3
10557
21854
13986
9222
2764
碎石
m3
12982
28251
18032
11811
3736
减水剂
t
68
131
67
31
速凝剂
t
99
130
51
24
粉煤灰
t
1104
2909
1840
1178
442
六工区
水泥
t
3625
3199
5733
5175
3553
272
砂
m3
6074
4896
9712
8957
6300
523
碎石
m3
7851
5925
12642
11824
8441
735
减水剂
t
45
37
71
65
46
4
速凝剂
t
40
56
59
44
44
24
粉煤灰
t
843
489
1391
1361
1016
100
七工区
水泥
t
5849
9470
9197
7418
6745
砂
m3
9429
17821
17182
12770
8832
碎石
m3
11735
22410
21595
16066
11703
减水剂
t
64
118
114
85
54
速凝剂
t
73
121
119
86
17
粉煤灰
t
1069
2130
2034
1533
1315
九工区
水泥
t
10084
15794
10180
4507
1072
砂
m3
14598
22774
14828
6521
1656
碎石
m3
17911
27900
18421
8089
2187
减水剂
t
68
107
65
28
5
速凝剂
t
98
156
84
38
十工区
水泥
t
4880
7642
4926
2181
519
砂
m3
7063
11020
7175
3155
801
碎石
m3
8666
13500
8913
3914
1058
减水剂
t
33
52
31
14
2
速凝剂
t
47
76
41
18
十二工区
水泥
t
11922
18673
12036
5328
1268
砂
m3
17258
26925
17530
7709
1957
碎石
m3
21175
32986
21778
9563
2585
减水剂
t
81
126
76
33
5
速凝剂
t
115
185
99
45
4)冬季施工机械配置
冬季施工前对原有机械设备进行维修保养,更换机油及防冻液等材料,各项目机械配置情况见表三:
表三机械设备配置表
序号
机械名称
四工区
五工区
六工区
七工区
九工区
十工区
十二工区
合计
1
衬砌台车
23
9
6
7
6
5
9
65
2
装载机
42
12
10
14
6
11
14
109
3
挖掘机
24
6
6
7
6
15
15
79
4
喷浆机
73
22
22
27
29
23
37
233
5
拌和站
11
4
3
6
2
2
5
33
6
空压机
96
32
22
28
8
17
26
229
7
发电机
36
7
6
12
4
7
8
80
8
通风机
25
6
6
7
7
6
12
69
9
出碴车
104
36
28
42
37
29
56
332
10
喷浆料车
24
5
9
10
6
5
12
71
11
砼运输车
24
21
12
27
15
14
21
134
12
输送泵
29
7
4
7
3
2
5
57
13
变压器
25
10
4
12
8
5
12
76
14
钢筋切断机
36
3
4
4
3
3
5
58
15
钢筋调直机
18
3
4
4
4
3
6
42
16
钢筋弯曲机
8
3
4
4
3
3
5
30
17
电焊机
36
25
24
28
23
18
37
191
18
注浆泵
10
6
4
7
6
5
7
45
19
锅炉
18
6
6
7
5
4
8
54
20
暖风机
25
6
6
7
7
5
12
68
2、隧道口封闭
所有冬季施工隧道洞口都采取封闭措施,由于洞门为斜切式洞门,封闭洞门选在衬砌断面结构完整的地方施做,采用防风性能较好的帆布通过膨胀螺栓固定与衬砌结构上,内部通过角钢桁架结构固定,预留通风及排气孔,具体布置见示意图。
斜切式洞门门帘布置示意图
3、通风机加暖风
为了提高洞内温度,改善施工作业环境,确保混凝土的养护温度,在隧道通风的进风系统中,采用暖风机对进风进行预热,把预热后的寒冷空气通过大直径通风管送入洞内,确保洞内环境温度在-5℃~+5℃。
暖风机提供的热风要集中送到通风机入风口,采取铁皮风道集中送风的方法供热,通风机的全部进风都经由暖风机通过,暧风机布置见下图。
暖风机可以选用Q型、NC/B型暖风机,或者直接采用SRZ型散热器
4、喷浆料搅拌站转移至洞内
喷浆料搅拌全部转移至洞内以改善拌合环境,水泥采用袋装水泥,砂子及碎石转移至洞内存放。
搅拌机转移至洞内位置关系图如下:
5、集中砼搅拌站防寒保暖措施
集中砼搅拌站采用全封闭保暖结构,封闭材料为钢架及保温板,内部吊顶,降少加热窨,砂仓采用地暖加热方式,整体料仓采用暖气片供暖,辅助于电暖风供暖方式,封闭及供暖设施布置见下图:
料仓吊顶示意图
6、砼运输车保暖
由于安图隧道群隧道较分散,集中砼搅拌站距最远供料隧道运距达15km,混凝土运输车在运输过程中如何将热量损失降到最低是保证施工质量的关键,经过对这方面资料的收集,决定采用先在砼车的罐体外部包括进料口与出料口布置一定数量的发热电缆,选用小型发电机进行供电。
通过控制单元的设计,可以将发热电缆的温度控制在合理的范围内,维持砼车罐体及其内混凝土的温度,防止混凝土受冻。
初步选定发热电缆的功率大小为100W/m2,采用小型发电机供热。
混凝土运输车防寒
发热电缆
发热电缆布置图
五、冬季施工措施
1、人员防寒保暖措施
北方冬季寒冷,冬季施工最困难的就是如何留住人员,冬季施工前,应加强施工队伍的稳定工作,通过良好的后勤保障,加薪等措施保证作业人员数量满足施工要求。
(1)住宿取暖
有条件的项目考虑施工作业人员集中转移至城区居住,采取集中供暖的方式,工人上下班采用客车接送,在隧道内设洗澡间,洞外设蒸汽锅炉,保证工人下班后能够洗上热水澡,换上干净的衣服回到住地,工地留守人员采取暖气片取暖方式;当工地距城区较远时考虑在生活区配蒸汽锅炉,屋内安装暖气片的方式取暖,采用火炉取暖时屋内必须设置通风口以防煤气中毒事件的发生。
(2)施工人员保暖
所有参加冬季施工人员每人分发保暖棉大衣、棉裤、棉鞋一套保暖内衣。
(3)生活用水
提前将外部水管采取深埋或外包保暖设施,保证冬季生活生产用水的供应。
水管统一接入锅炉房,连通洗浴室,保证洗浴室温度。
安装2T锅炉保证24小时提供热水洗澡和饮用。
2、冬季施工原材料储备
(1)砂石料储备:
因冬季不生产砂石料,所以首先进行备料。
(2)材料储备:
a、砂、石料储备:
由于冬季施工工点较多,材料用量巨大,应充分利用各种场地抓紧备料工作,集中砼拌合站应将全部料仓储满,同时联系供应商自己选场地备料,保证冬季砼施工用料,喷浆料搅拌站可根据自身情况选择已完工的短隧道内进行原材料的储备,在冬季施工期间,及时将储备料向搅拌站料仓内转运,提前预热,保证砼出机温度达到要求。
要求10月16日前砂石料备料工作达到预计用量的90%,以防温度突降后加大材料储备难度,根据温度监控情况及时通知搅拌站采取热水搅拌以及料仓内原材料的升温措施;洞口安设棉布帘,在喷浆、出渣作业通风时打开,置换新鲜空气,其他工序作业时放下,保存洞内温度,在洞内砼作业及养护段温度对温度进行监控,当监控温度不能满足规范要求时,采取覆盖、加热措施等进行升温,防止冻寒现象的发生。
b、水泥及外加剂储备:
冬季施工时,喷浆料搅拌站如果考虑转移至洞内生产,应考虑袋装水泥的储备工作,储备数量应保证15天内使用,同时要了解水泥厂休假日期,提前大量储备。
外加剂储备保证15天用量。
c、钢材储备:
利用现有库房并在室外增加场地储备钢材,提前储备1个月内钢材使用量,适时补充。
钢材必须下垫上盖,确保不生锈。
在冬季时派专人随时关注当地气象变化,对搅拌站、料仓及洞内温度进行监测,根据温度变化情况及时调整保暖升温措施,确保冬季施工生产的顺利进行。
3、搅拌站防寒措施
(1)集中砼搅拌站
冬季施工主要针对隧道内施工,根据砼用量及搅拌站生产能力,拟将现有的五、七、九、十、十二工区集中砼搅拌站改造成冬季砼搅拌站,保证泵送砼施工,改造措施如下:
将料棚与配料机位置全封闭,外包防寒材料,内部在砂仓底设地暖,料仓隔墙上部及配料朵底部安装暖气片,采用蒸汽锅炉供热,配备足够数量的热风机备用。
输送带位置全封闭,内部安装蒸汽散热管道,拌合楼及底部下料口位置全。
根据用水量将水池扩建并封闭,中间设隔墙,采用蒸汽加热,一侧为拌合用水另一侧为洗车用水。
冬季砼运输车采用外包保温棉套或发热电缆减少砼运输过程中的热量损失。
(2)喷浆料搅拌站
喷浆料搅拌站提前转移至洞内,有条件的工区可以选择转移至已经完工的短隧道内,一侧洞口全封闭,另一侧洞口封闭后留车辆通行小门,保证洞内温度达到要求,条件允许可在洞内进行原材料大批量储备工作,考虑使用袋装水泥。
4、机械设备有效运行措施及施工便道保护措施
(1)机械设备有效运行措施
冬季施工使用的各种机械应全面检查,更换各种润滑系统用油及防冻液,对有问题的机械设备及时修理,不得带故障运转。
机械在使用前应首先检查传动系统,无冻结情况后方可启动,非专职机电人员严禁动用机械设备。
具体内容如下:
a、装载机、出渣大车、农用车等轮式车辆停放到隧道里面,确保停放在爆破的安全距离外。
按照施工工序设备必须停放有序,不能出现设备在洞内拥挤,设备不能正常使用,延长设备调运时间。
b、冬季降雪量大时,由于洞口便道坡度较大,路面在清完雪后仍然存在重车下坡滑移现象,安全隐患大,因此考虑轮式行走设备增设防滑链。
c、所有设备根据环境变化更换燃油、润滑油及防冻液。
严格控制油品质量和油品型号。
在不同气温环境使用不同型号的油品。
d、外界环境温度低,喷浆料的加工难度增大,同时喷浆料的质量无法保证。
为了满足洞内施工,减少防寒投入,考虑将JS750型喷浆料搅拌机转移到洞内。
调整现有的配料机为两仓配料,配料方式改为一字型出料。
搅拌机的卸料高度控制到农用车出入即可,不考虑大车拉料。
e、空压房保温采取措施是:
彩钢瓦外侧铺设草帘2层固定,在草帘外侧用22的螺纹钢加工温棚架,搭设塑料温棚。
温棚的塑料层与草帘层应该有30cm的隔离层。
同时预留通风窗前后各3个,确保空压机正常运转。
f、高压风管外增设保温管,空压房处的高压风管考虑排水问题,将其包到空压房内侧,做好防寒,确保管路不被冻结。
g、机加工场地的保温措施和空压房的措施一样,只是在工字钢存储处和弯拱机处挂设草帘,同时在机加工场中增设30KW的热风机2台。
(2)施工便道养护措施
成立专门的养路班组,配备推土机,主要针对材料运输通道,弃碴场运输通道及砼运输通道进行养路作业,降雪后及时清除积雪,必要时采取洒工业盐或除雪剂等措施保证道路的畅通。
5、混凝土工程冬施措施
根据施工工期的要求及本项目所在地季节气温情况,综合国内外冬季砼施工的先进经验,并根据施工季节气温的不同,采用综合蓄热养护法进行砼冬季施工,即:
原材料(水)加热+高效减水剂+保温养护。
冬季砼养生过程中要对砼温度进行全过程的监控。
①对原材料的技术要求
A水泥
选用水泥强度不小于等级42.5的硅酸盐水泥,其技术质量符合国家现行规范的有关规定,且水泥用量不低于300kg/m3,水灰比不大于0.6。
B细骨料
采用级配良好的硬质、洁净的中砂,不含有冰块、雪团,含泥量不大于3%,贮备场地,选择地势较高,不积水的地方。
C粗骨料
采用级配良好,硬质洁净、强度较高、抗冻融的石料,含泥量不大于1%,并存放在地势较高,不积水的地方。
D外加剂
非加热养护法选用含引气成分的外加剂,含气量宜控制在2%-4%
②砼的拌合输送及保温措施
A拌合用水的加热及保温措施
利用蒸汽锅炉直接向水箱内通蒸汽加热,加热温度为50~60℃,水箱采取保暖措施。
B砂、石料的上料及保温措施
集中砼搅拌站内料场、料仓及拌合楼统一封闭,外加保温材料,砂仓底部设地暖加热,整个料仓及配料机位置设暖气片加热,当暖气片加热不能满足温度要求时,采取暖风等电加热措施。
喷浆料搅拌站可转移至洞内的,加强隧道口的封闭管理,作好洞内温度监测工作,必要时采取加热措施保证温度。
洞外喷浆料搅拌站砂石料棚内做好封闭工作,砂仓内采取保暖加热措施,上料后及时封闭料棚,保证砂不出现结冰、冻块等现象,要保证拌合用热水的温度。
砂、石料的上料均采用装载机分别从砂、石料料场内直接送到拌合站的砂、石料料仓内。
C砼的拌合
砼的拌合以尽可能减少热量损失为原则,避免水泥发生“骤凝”,砂、石料的上料做到随上随用,中间不积压。
其投料顺序为:
砂石料→水→水泥→高效减水剂(注意水温高于60℃
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