夏季混凝土施工方案

南水北调中线一期工程总干渠 沙河南黄河南段沙河渡槽第三标段 （合同编号： ZXJ/SG/SH-003） 夏 、 雨季 混凝土施工方案 编制： 校核： 审查： 批准： 中国水利水电第九工程局有限公司 南水北调河南沙河渡槽第三标段项目部 2011 年 5 月 24 日 目 录 1工程概况 . 1 1.1 工程概况 . 1 1.2 气象资料 . 1 2编制依据 . 2 3夏季混凝土施工温控方案 . 2 3.1 夏季混凝土施工温控的重要性 . 2 3.2 温控指标 . 2 3.3 温控措施 . 3 3.3.1 施工准备 . 3 3.3.2 降低混凝土浇筑温度 . 3 3.3.3 降低混凝土的水化热温升 . 4 3.3.4 温度测量 . 4 3.3.5 养护与表面保护 . 4 3.4 混凝土浇筑温度计算 . 5 3.5 混凝土内外温差、表面与环境温差计算 . 7 4雨季混凝土施工方案 . 9 4.1 施工准备 . 9 4.2 雨季施工方案 . 9 6夏、雨季混凝土施工质量保证措施 . 10 7夏、雨季混凝土施工安全保证措施 . 11 7.1 夏季 施工安全保证措施 . 11 7.2 雨季施工安全保证措施 . 12 8计划投入资源 . 12 1 夏 、雨 季混凝土施工方案 1 工程概况 1.1 工程概况 本工程为沙河渡槽工程的第三标段，设计总长 3400m，桩号 SH（ 3）8+538.1 SH（ 3） 11+938.1。主要包括大郎河鲁山坡箱基渡槽，桩号 SH（ 3）8+538.1 SH（ 3） 10+358.1，长 1820m；鲁山坡落地槽，桩号 SH（ 3） 10+358.1SH（ 3） 11+938.1（包括 50m 的渠道段），长 1580m，其中落地槽段左岸有 4座排水涵洞。 沙河渡槽总干渠设计流量 为 320 m3/s，加大流量 为 380 m3/s。 1.2 气象资料 鲁山县属大 陆性季风气候区，气象变化受大陆季风影响，冬季寒冷少雨雪；春、秋干燥少雨， 偏北风盛行； 夏季受大陆低气压控制， 成为主要降水季节。 多年平均气温 14，多年平均降雨量 900mm， 其分布极不均匀， 汛期6 8三个月， 占全年降雨量的 60%左右。本区多年平均降雨日数为 90.5 天，各月多年平均降雨天数见表 1-1。 表 1-1 鲁山县平均多年降雨日数表 月份 1 2 3 4 5 6 天数 3.8 5.1 7.4 7.6 8.5 8.9 月份 7 8 9 10 11 12 天数 12.6 11.5 9.5 8.3 5.8 3.8 根据段内鲁山站资料统计， 段内霜冻最早初日为 10 月 21 日， 最晚终日为 4月 15 日；地面稳定冻结初日为 12 月 26 日， 稳定冻结终日为 1 月 4日， 历年月最大冻土深度为 16cm。 鲁山站观测有多年各月平均降雨量和降雨日数、多年各月平均气温和各月平均最高、最低气温、极端最高和最低气温。多年各月平均风速、最大风速等资料见表 1-2。多年平均风速 2m/s；全年最多风向为西北风，最大风速 21m/s。 表 1-2 鲁山 站气象要素表 气象要素（） 各月气象要素值 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 多年各月平均气温 1.1 3.8 8.4 15.7 20.9 25.8 27.0 25.7 21.2 15.7 8.9 3.2 多年各月平均最高 7.0 9.4 14.2 21.7 26.9 31.5 31.6 30.5 26.9 21.9 15.2 9.3 2 气温 多年各月平均最低气温 -3.7 -1.6 3.2 9.7 14.7 20.0 22.9 21.7 16.6 10.5 3.9 -1.9 多年各月极端最高气温 19.1 25.0 27.5 34.6 38.6 43.4 38.8 38.5 39.9 34.9 27.4 21.5 多年各月极端最低气温 -15.8 -16.7 -7.2 -2.3 2.2 11.4 15.7 13.7 6.9 -2.6 -7.5 -13.4 2 编制 依据 1.招标文件及施工图纸 ； 2. 水工混凝土结构设计规范 （ SL191-2008） ； 3. 水工混凝土施工规范 （ DL/T5144-2001） ； 4. 混凝土质量控制标准 （ GB50164-92） ； 5. 混 凝土结构工程施工及验收规范 （ GB50204-2002） ； 6、 普通混凝土施工温控与养护技术要求 豫水设计， 2010.7； 7、 水利水电工程施工手册混凝土工程 。 3 夏季混凝土施工温控方案 3.1 夏季混凝土施工温控的重要性 混凝土是脆性材料，抗拉强度小，拉伸变形也小。混凝土在浇筑后，由于水泥水化热作用，内部温度急剧上升，但随着龄期增长温度下降，混凝土表面下降更为明显。在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。由于混凝土长期裸露，表面与空气或水接触，易产生拉应力。 在夏季，日夜温差很大 。混凝土浇筑后水泥水化 热促使混凝土内部温度急剧上升，混凝土内部温度可达 60以上，乃至更高。因此，在夏季浇筑混凝土，由于温度过高易产生表面干缩裂缝。随气候转变，气温日渐下降，混凝土内部热量不易散发，造成混凝土内外温差梯度大，混凝土极易产生裂缝。 混凝土裂缝一般可分为贯穿、深层、表面 3类。如因结构物温差梯度过大而造成贯穿裂缝，将危及结构物整体性和稳定性，因此做好夏季混凝土施工的温控工作是保证工程质量的关键。 3.2 温控指标 施工期混凝土发生的裂缝多为温度收缩裂缝与干缩裂缝，为预防和控制混 3 凝土裂缝，必须从原材料选择、配合比设计、施工 安排、施工质量、 混凝土温度控制、养护和表面保护等方面采取综合措施。 混凝土浇筑温度宜控制在 526 。 控制混凝土内外温差不超过 20 ，混凝土表面与环境温差不超过 15 。 混凝土结构分期浇筑时，新浇混凝土的浇筑温度与老混凝土的温差不大于15 。 倒虹吸、涵洞侧墙及渡槽槽臂浇筑时受先期浇筑硬化的底板混凝土约束影响较大，为裂缝多发部位，为温控的重点。 3.3 温控措施 3.3.1 施工准备 提前进行夏季施工混凝土配合比设计，根据经验，拟定原材料降温及成品保温措施。并提交外加剂种类、数量等夏季施工材料需求计划。准备 降温棚、砂石料降温的冲水设备等，做好养护设备的配置。 3.3.2 降低混凝土浇筑温度 混凝土浇筑温度主要取决于拌和前各种原材料的温度。砂、石骨料的温度，若不采取冷却措施（料堆高度小于 5m，不预冷），一般要高出平均气温（旬平均或月平均） 35 。水泥的温度都较高，并且也难于采取降温措施。 为了降低混凝土浇筑温度，往往需要对砂石骨料和拌合用水采取降温措施，以降低混凝土的出机温度。降温的措施不同，降温的效果差别较大。 1）砂石骨料料仓上部设有遮阳棚，避免阳光直射，料堆高度宜 为 46m，在混凝土搅拌前对骨料喷 射 冷 水 或井水 进行降温但要严格控制其含水率。 2） 混凝土拌和用水通过制冷 后再拌和混凝土，也可加碎冰（或刨冰）拌和 。 3）水泥使用时 温度不宜超过 60 ，控制不超过 65 。 4）运输混凝土工具应有隔热遮阳措施，并尽量缩短混凝土运输及等待卸料的时间，入仓后及时进行平仓振捣，加快覆盖速度，缩短混凝土的暴露时间，混凝土平仓振捣后，采用隔热材料及时覆盖。混凝土运输时间应满足表 3-1的要求。 表 3-1 混凝土运输时间 4 运输时段的平均气温（ ） 混凝土运输时间（ min） 2030 45 1020 60 510 90 5） 将混凝土浇筑尽量安排在早晚和夜间及利用阴天进行施工。高温季节施工，宜在傍晚浇筑，避开阳光直射。 6） 高温时段浇筑 采用仓面混凝土彩涤聚乙烯隔热板。 3.3.3 降低混凝土 的水化热温升 1）选用水化热低的水泥。 2）在满足设计要求的混凝土强度、耐久性和和易性的前提下，应按照招标条款及设计单位下发的沙河段、北汝河段混凝土配合比技术要求，严格控制原材料质量，采用优质高效减水剂等外加剂、在规范允许的范围内增加优质活性掺合料掺量、尽可能减少水泥用量，减少水泥水化热，优 化混凝土配合比。 根据已建混凝土工程外加剂使用情况，减水剂推荐采用聚 羧 酸高效减水剂，适量掺用既能高效减水，又不会增大混凝土收缩。 3）为保证浇筑质量，必要时在重要部位可通冷却水管进行初期冷却，通水时间具体计算确定。注意在冬季前应及时将冷却水管内的积水排空，灌浆封闭。 4）在高温季节有条件部位可采用表面流水冷却的方法进行散热。 3.3.4 温度测量 1）在混凝土施工过程中，应至少每 4h 测量一次混凝土原材料的温度、机口混凝土温度、浇筑温度，并做好记录。混凝土浇筑温度的测量，每一浇筑层测点数量应满足温控要求，并不少 于 3个测点。温度传感器或温度计插入深度不小于 10cm。外界气温宜采用自动测温仪器，若人工测温每 4h 测量一次。 2）混凝土浇筑后三天内应加密观测温度变化：外部混凝土每天应观测最高、最低温度。 3.3.5 养护与表面保护 1）混凝土 浇筑后及时养护，可通过洒水、湿麻袋或草帘覆盖、薄膜保湿或涂养护剂等养护措施，保持混凝土表面湿润。有条件的可在墙顶设淋水管，喷淋养护。保温保湿养护时间对硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥不得少于 14 天， 5 在干燥、炎热气候下，应延长养护时间至 28天以上。养护前应避免阳光 曝晒，养护期内应始终保持混凝土 表面湿润。 2） 养护期间对结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土的内外温差满足要求，通过对混凝土的温度监控，掌握混凝土内部的实际最高温升值和混凝土中心至表面的温度梯度，确保在拆除结构模板时 混凝土内外温差不超过 20、表层混凝土与环境温差 不超过 15 。 3） 混凝土强度满足要求后可拆除模板，拆模前进行温度测量。一般情况，大风或气温急剧变化时不进行拆模。在夏（热）期施工，采取逐段拆模、边拆边盖的拆模 工艺。混凝土去除表面覆盖物或拆模后，对混凝土采用覆盖洒水等措施进行保湿养护，保湿养护期间采取遮阳和挡风措施，以控制温度和干热风的影响。 4） 为了防止气候骤然变化混凝土产生过大的温差应力，除满足的要求外，混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆除模板。 3.4 混凝土浇筑温度计算 混凝土的浇筑温度系指混凝土 经过平仓振捣后，覆盖上层混凝土前，在510cm 深处的温度。混凝土浇筑温度有混凝土的出机口温度和 混凝土运输、浇筑过程中温度回升两部分组成。一般要求预冷混凝土运输、浇筑过程中温度回升率不大于 0.25。 1、 混凝土出机口温度 利用拌和前混凝土原材料总热量与拌和后流态混凝土总热量相等的原理，可求得混凝土的出机口温度0T： （ C + C q ) W T + （ C + C q ) W T + C W T + C （ W - q W - q W ) T + Qs w s s s g w g g c c c s s g g wWW jT=0 C W + C W + C W + C Ws s g g c c w w 式中 T0 混凝土出机口温度，； Cs、 Cg、 Cc、 Cw 分别为砂、石、水泥和水的比热 ， kJ/(kg )； qs、 qg 分别为砂、石 的含水量 ， %； Ws、 Wg、 Wc、 Ww 分别为 混凝土中 砂、石、水泥和水的 用量 ， kg/m3； Ts、 Tg、 Tc、 Tw 分别为砂、石、水泥和水的 温度 ，； Qj 混凝土拌和时产生的机械热，取 1500kJ/ m3。 6 我部主体结构 C30 混凝土每立方米中砂、石、水泥、水的用量分别为 Ws =741kg、 Wg =1158kg、 Wc =286kg、 Ww =143kg，计算过程中不考虑砂、石的含水量。查的 砂、石、水泥和水的比热 分别为 Cs= Cg=Cc=0.837 kJ/(kg ), Cw=4.19 kJ/(kg )。我部使用的混凝土拌合用水冷却装置可将水制冷至 5 ， 砂、石温度可通过遮阳、洒水冷却等措施控制在 18 ，水泥使用温度控制在 60 。 将以上数据代入混凝土的出机口温度0T计算公式中得 0T=19.6 2、 混凝土入仓温度 混凝土入仓温度取决于混凝土出机口温度、运输工具类型、运输时间和转运次数。混凝土入仓温度BpT： T = T + ( T - T )aBp 00 （ 1+ 2+ + n） 式中 BpT 混凝土入仓温度，； 0T 混凝土出机口温度，； aT 混凝土运输时气温 ，； i(i=1， 2， 3， n) 温度回升系数，混凝土装、卸和转运每次 =0.032，混凝土运输时， =At； A 混凝土运输过程中温度回升系数，见 表 3-2； t 运输时间， min。 表 3-2 混凝土运输过程中温度回升系数 A 运输工具 容积（ m3） A 运输工具 容积（ m3） A 自卸汽车 1.0 0.0040 圆柱形吊罐 1.6 0.0009 自卸汽车 1.4 0.0037 圆柱形吊罐 3.0 0.0007 自卸汽车 2.0 0.0030 圆柱形吊罐 6.0 0.0005 自卸汽车 3.0 0.0020 长方形吊斗 0.3 0.0022 长方形吊斗 1.6 0.0013 我部混凝土拌合站位于桩号 SH(3)10+670m，经过 100m 的进场公路进入沿槽施工道路，最远到达箱基渡槽的起点 SH(3)8+538.1，最长距离为 2.3km。我部运输混凝 土的工具为 7m3混凝土罐车，平均行驶速度为 40km/h， 故最长距离 7 运输所需的时间为 2.3/40=3.5min，考虑到其他因素造成的时间损失，取运输时间为 20min。混凝土出机后直接运至浇筑现场，中间无转运过程。 7m3混凝土罐车运输中温度回升系数 A取表 3-2 中 6m3圆柱形吊罐 的值， A=0.0005。 表 1-2中显示鲁山县 7月份的平均气温最高， 27 ，故取aT=27 。 将上述数据代入混凝土入仓温度BpT计算公式 中 得 BpT=19.9 3、 混凝土浇筑温度 混凝土入仓经过平仓振捣后，在覆盖上层混凝土之前的温度为浇筑温度，一般 可用下式计算： pT=BpT+ p （ Ta- BpT） 式中 Tp 混凝土浇筑温度， ； p 混凝土浇筑过程中温度倒罐系数，取 p=0.0020.003/min； 铺料平仓振捣至上层混凝土覆盖前的时间，根据之前浇筑经验，取 =60min。 经计算得： pT=21.2 按照 我部控制的原材料温度、混凝土运输时间、浇筑时间等各项参数， 经计算的得到的混凝土浇筑温度满足设计要求的 526 。 3.5 混凝土 内外温差、表面与环境温差计算 1、 混凝土中心最高温度 混凝土中心最高温度 可按下式计算： Tmax=Tp+Th 式中 Tp 混凝土浇筑温度， 3-3中计算得 Tp=23.5 ； 散热系数 ， 取 0.7； Th 混凝土最高绝热温升 ， Th =W Q/c/r=286 300/0.837/2400=42.7 其中 286 Kg 为水泥用量 ， 300KJ/Kg 为 单位水泥水化热 ， 0.837KJ/（ Kg. ） 为水泥比热 ， 2400Kg/m3为混凝土密度。 则 Tmax=Tp+Th = 23.5+42.7 0.7=53.4 。 8 2、 混凝土 表面温度 混凝土表面温度 可按下式计算 ： Tb=Tq+4h （ H-h ） T/H2 式中 Tb 混凝土表面温度 ， ； Ta 大气 的平均温度 ，根据表 1-2查得 7 月平均气温最高，取 Ta=27 ,； H 混凝土的计算厚度 ， H=h+2h ； h 混凝土的实际厚度 ，取 h=2m； T 混凝土中心温度与外界气温之差的最大值 ， T =53.4-27=26.4 ； h 混凝土的虚厚度 ， h =K / 混凝土的导热系数，此处可取 2.33W m K ； K 计算折减系数，根据试验资料可取 0.666； 混凝土模板及保温层的传热系数（ W/m2K ） ， =1/( i/ i+1/ a) i 各种保温材料的厚度 ； i 各种保温材料的导热系数， W m K ； a 空气层传热系数，可取 a=23W/m2K 。 混凝土表面采用一层塑料薄膜及一层麻毡进行保温养护，塑料薄膜厚度为 0.001m，导热系数取 0.04 W m K ；麻毡厚度为 0.01m，导热系数取 0.19 W m K ，计算可得： =1/(0.001/0.04+0.01/0.19+1/23)=8.3 将以上数据代入混凝土表面温度计算公式中可得： Tb=36 故混凝土内外温差为 53.4-36=17.4 20 ，满足设计要求； 混凝土表面与环境温差为 36-27=9 15 ，满足设计要求 。 混凝土结构分期浇筑时，老混凝土的温度取外界气温值， 27 ，新混凝土的浇筑温度为 23.5 ，差值为 3.5 15 ，满足设计要求。 9 4 雨季 混凝土施工方案 4.1 施工准备 1） 雨季施工应加强现场管理，合理使用场地，保证现场交通道路和排水系统的畅通。道路要有排水坡向，路边应挖设排水沟，污水汇集至沉淀池经沉淀后排入污水管网。 2） 施工场地要经常清理，防止滑到，碰 伤及铁钉刺脚。 3） 现场材料堆场应做到硬地化，并于四周设排水沟，构件、钢筋堆放要设置好垫块，防止泥水污染。 4） 现场水泥仓库，堆放水泥要搁空（离地高 15-20cm），屋面不得漏雨。 5） 砂石堆放场地应平整夯实，略高于周围，防止泥水污染。 6） 构件堆放地区的地基要夯坚实、平整、垫好垫块。垫块高度不少于 15 cm。四周做好排水沟，防止构件下沉和坍塌。 7） 工地接电、拉线应由电工负责，他人不得擅自变动。用电线路必须架空，破皮线严禁使用。用电设备要绝缘、接地。加强用电线路检查，现场设专职电工值班。 8） 现场人员定期 对施工机械、电源、脚手架和其它设备作定期检查，对查出的问题要及时整改。并坚持班前检查、班后保护，并有记录。 9） 井架等施工设备必须安装避雷装置，并确保接地良好，以防雷击。 10） 现场中、小型机械必须加设防雨罩或防雨棚，定期检查维修。 11） 雷雨时不在树下、电梯下、房山墙等处避雨，不接触未经检查的带电物，防止雷击伤人。 12） 夏季施工应根据气温条件和施工特点，做好防暑降温工作，配备必要的防暑降温的设施、器材和药品，并适当调整作息时间，保证工人有足够的休息。 13） 经常收听气象台的天气预报，随时掌握天气变化。 4.2 雨季施工方案 1、钢筋工程 1）钢筋成型场必须进行场地硬化，并有排水处理现场不得积水。现场钢筋应堆放在钢筋骨架上，以防钢筋泡水锈蚀。有必要时钢筋要进行覆盖。 2） 雨后钢筋视情况进行防锈处理，不得把锈蚀的钢筋用于结构上。现场 10 结构上钢筋有锈的地方，应先除锈后连接、绑扎。 3）雨天钢筋焊接不得施工，如必须施工时，要有防雨措施，以防触电事故发生。 4）如施工时遇雨，不得让雨水淋在焊点上，应及时进行遮挡，待完全冷却后，方可撤掉遮盖，保证焊接质量。 2、模板工程 1）模板堆放场地必须进行硬化处理，并有排水处理现 场不得积水。雨天使用的木模板拆下后应放平，以免变形。钢模板拆下后及时清理，刷脱模剂，大雨过后应重新刷一遍。 2）模板拼装后尽快浇筑混凝土，防止模板上的脱模剂被雨水冲掉。若模板拼装后不能及时浇筑混凝土，又被雨水淋过，则浇筑混凝土前应重新检查、加固模板和支撑，特别是施工缝处的木条。 3）大块模板落地时，地面应坚实，并支撑牢固。 3、 混凝土 施工 1）施工应尽量避免在雨天进行。雨后应将模板及钢筋上淤泥、积水清除掉。混凝土施工前，应检查板、墙模板内是否有积水，若有积水，应清理后再浇筑混凝土。大雨天禁止浇筑混凝土，如已 浇筑的混凝土用塑料布覆盖，待大雨过后清去积水再继续浇筑，如时间间歇超过混凝土初凝时间，该部位按施工缝处理，小雨可以进行混凝土浇筑，但浇筑部位应进行覆盖，并注意混凝土塌落度根据雨量适当减少。顶板混凝土浇筑前，要提前了解天气情况，要尽量避开小雨，必须避开大雨施工。现场要有足够的覆盖材料，以备意外下雨时，对新浇筑的混凝土进行覆盖，免遭雨水破坏。 2）夏季施工气温较高时，对混凝土泵送管要覆盖双层阻燃草帘被，并适当浇水，以免泵管在太阳底下暴晒，造成混凝土温度上升，易出现堵管现象。 3）大雨被迫中断施工后，应做好混凝土 的施工缝处理，不得随便设置。 6 夏、雨季混凝土施工质量 保证措施 1、 在施工过程中加强质量检查，把好原材料进厂关。原材料进厂首先要进行检测，检测不合格的严禁用于主体工程施工，严禁未检先用。混凝土拌和过程中试验员跟班作业，在现场严格控制混凝土的各项质量特性。 2、 施工过程中严格报检制度，各个工序自检合格后报请监理验收，现场 11 技术员做好报检台帐。并对出现的问题记录整改，整改合格后重新验收，验收合格后方能进入下部工序施工。 3、 在施工过程中及时掌握天气预报和气象动态，与地方气象部门建立网络连接，经常与气象部门联系，随 时掌握气候动态以便安排施工，尽量避开高温天气施工混凝土。成立温度监控量测小组，对混凝土的施工进行温度建立量测。安排专人在混凝土浇筑过程中测量混凝土的入模温度，外界温度。 4、 项目部定期召开质量分析例会 ，分析施工过程中的质量问题，提出应对措施。在施工过程中不断总结施工经验，调整施工措施。确保混凝土的施工顺利进行。平时不定期检查各施工队夏季混凝土施工措施的执行情况，检查施工现场温控设备的使用保养状况，各项设备处于良好状态，满足现场施工需要。项目部安排专人每天对混凝土的养护情况进行检查，建立养