地铁黄庄站冬季施工方案.doc

北京地铁四、十号线土建工程黄庄站 冬季施工方案目 录第1章 工程概况11.1工程位置11.2主要工程结构形式11.3工期要求1第2章 冬季施工部署22.1组织机构22.2冬期施工期限的确定32.3冬期施工期间主要施工部位4第3章 冬季施工技术措施53.1物资准备53.2测点保护53.3管线防冻保护53.4土方施工63.5钢筋及焊接工程63.6防水施工83.7混凝土工程83.7.1 混凝土运输及浇注83.7.2 混凝土养护93.7.2.1 养护方法93.7.2.2 热工计算103.7.2.3 混凝土测温193.7.3 混凝土质量控制203.7.4 喷射混凝土施工要求21第4章 冬施期间安全管理措施224.1用电管理224.2机械设备管理234.3其它安全措施23第1章 工程概况1.1 工程位置北京地铁四、十号线黄庄站地处中关村大街和海淀南路与知春路交叉口处，四号线沿中关村大街南北走向,长216.6m；十号线沿海淀南路和知春路东西走向，长156.9m；车站净宽都为21.5m左右。 1.2 主要工程结构形式北京地铁四、十号线黄庄站为地铁四、十号线的交叉换乘站，十号线在上，四号线在下。十号线车站两端15米设盖挖竖井施工，3#风道采用明挖施工，车站主体采用洞柱法暗挖施工，其风道和换乘通道的部分采用CRD法施工。四号线车站全部采用暗挖施工，车站施工方法和十号线相同。十号线车站地下一层为站厅层，地下二层为站台层;四号线车站地下一层为站台层，地下二层为站厅层;采用全现浇钢筋混凝土框架形式。1.3 工期要求本工程计划开工日期2003年12月27日，计划竣工日期2006年6月30日。工程施工期需要跨越2003年12月27日2004年3月15日及2004年11月15日2005年3月15日及2005年11月15日2006年3月15日三个冬季。结合本工程施工特点，针对北京地区的冬季气候特征，做好冬季的施工管理和安排。第2章 冬季施工部署为了便于统一领导，加强黄庄站项目部领导班子的核心作用，成立地铁四、十号线黄庄站项目部冬季施工工作领导小组，切实抓好并落实思想组织工作，准备工作等项具体措施，加强冬季施工的组织、协调工作，保冬季施工的安全和工程质量。冬季施工围绕确保工程质量，做到经济合理，减少能耗的原则进行。2.1 组织机构项目部成立以项目经理为首的工作领导小组，进行明确的分工，做到职责明确，责任到人。1、冬季施工领导小组及分工（1）领导小组：组 长：谢晋水副组长：宋瑞祥、王华伟、夏红昌、解秀涛成 员：李传营、刘清水、平水、郭占联、刘国庆、汪定国、蒋肼、龚金全、王建锋、孙翠华、刘晓果。（2）分工安排：组 长：谢晋水全面负责冬季的施工组织，调度及指挥工作。副组长：宋瑞祥、夏红昌、解秀涛负责冬季施工日常工作的安排、部署、检查、落实，主持召开冬季施工工作会议。副组长：王华伟负责冬季施工方案、技术措施的编制，参与主持召开相关工作会议。成 员：刘清水、平水、郭占联、刘国庆、汪定国、龚金全、王建锋、蒋肼。负责车站冬季施工的具体组织工作、准备工作的落实；负责指挥各个专业施工队伍做好冬季施工的各项工作，确保工程的工期和质量；李传营：负责冬季施工期间的安全工作；孙翠华、刘晓果：负责全部冬季施工期间的保卫、行政工作，落实各种设备、物资，并做好后勤保障工作。2.2 冬期施工期限的确定冬季施工实行“双控制”，当天气条件符合下述或款中任何一款时，即进入冬季施工状态。 温控根据建筑工程冬期施工规程（JGJ104-97）的规定，当室外日平均气温连续5d低于5，即进入冬期施工；当室外日平均气温连续5d高于5时，解除冬期施工。 时控根据北京地区气候特点，本工程冬季施工时间除执行国家规范的具体规定外，原则上应为2004年11月15日2005年3月15日，且注意上述时间范围之外的气温突降。2.3 冬期施工期间主要施工部位根据总体施工进度安排，本工程处于冬期施工的部位及工序有：1、1、4#风井防水及结构施工，覆土回填；2、3#风道明挖及西端盖挖段基坑土方开挖、喷砼、钢支撑、防水及结构施工。3、东端盖挖挖段土方、防水及结构施工。4、主体结构暗挖及初期支护。结合本工程特点，考虑明开结构的施工，为保证质量，确保关键工期，完成总进度计划，冬施措施既要遵守冬施的一般要求，又要考虑各部位的不同情况。第3章 冬季施工技术措施进入冬季施工后，冬季施工值班到位，领导班子成员各负其责，冬季施工物资到位，在冬施期间定期检查，对发现的问题发出整改通知单，监督检查整改的绩效。由冬季施工领导小组指定专人每日收听天气预报，并在施工现场公告，以指导施工活动。进行重大施工活动前，应向气象部门咨询活动期间的预期天气情况，再做出适当的安排。现场管理人员应掌握当天的天气情况，以便及时采取有效的措施进行处理。3.1 物资准备物资部应按现场需要以及工程管理部门提供的材料计划落实进场材料，冬施期间所需要使用的保温材料应提前准备就绪。(1)提前进场苫布、阻燃性草帘子、塑料薄膜等保温材料。(2)由试验员负责冬季施工混凝土、砂浆及掺外加剂的试配、试验工作，提前做好施工配合比。 (3)进场冬施期间施工用的各种管路的外裹玻璃棉、玻璃丝等保温材料，电暖气等应急加热设备以及易被浸湿处的外加塑料布外罩。3.2 测点保护因施工现场相对开阔，该地区又属于冻胀性地区，因此对长期使用的中心桩、水准点、观测点均埋至地下1.0m深，设置0.3m0.3m1.0m的混凝土柱加以保护，使其不受冻胀影响，并定期校核其准确程度。3.3 管线防冻保护包括现场临设管线以及施工中需悬吊保护的管线，主要是给排水管道。在现场临设施工时，需将给水以及雨污水管道埋设在冻结深度（0.8m）以下；在进入冬季施工前，将现场外露的给水管以及悬吊保护的给水、雨水管道用玻璃棉包裹，进行保温，外面再用玻璃丝缠绕。3.4 土方施工1、土方开挖：冬期进行明开结构土方开挖，预留200mm原状土层，在浇注垫层混凝土当天将该土层清走，然后尽快完成混凝土浇注施工。若已挖至设计基底标高，用阻燃性草帘子搭接压茬覆盖，当日平均气温低于-5时，覆盖两层草帘子。2、土方回填：（1）在入冬以前，将挖出的好土堆积一处进行适当保温，等冬期需要回填时，将堆土表层受冻部分清除，将内部未受冻的土挖出进行回填。（2）回填土施工在正温下进行，每层铺土厚度比常温施工时减少2025%。如必须在负温时回填，回填土前刨去基底的冻层，经监理验收合格批准后方可进行回填。槽内有积水地段必须清净积水等污物，改用天然级配砂石料进行回填，土中不得含有直径大于150mm的冻块，做到当日填土当日夯实；隔日需继续上填时，当日在已回填好的土层上用双层阻燃性草帘子保温过夜，防止土层受冻。3.5 钢筋及焊接工程1、钢筋进场前仔细清除堆场上积雪，冰渣。下雪时及时覆盖塑料布或彩条布，确保钢筋不受侵蚀和污染。2、在负温条件下焊接钢筋，尽量在室内进行，如在室外，当雪天或施焊现场风速超过5.4m/s（3级风）焊接时，将设置可移动式挡风板（上覆盖板）遮蔽；严格杜绝焊接接头因遇到冰、雪而产生淬硬组织以至微裂。3、帮条焊时帮条和主筋之间用四点固定焊固定，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。帮条焊和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。4、II、III级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46mm，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。5、在环境温度低于-5的情况下进行闪光对焊时，采用预热闪光焊或闪光预热闪光焊工艺，焊接参数的选择与常温焊接相比，采用增加调伸长度；采用较低的焊接变压器级数；增加预热次数和间歇时间等措施调整。6、在环境温度低于-5的情况下进行电弧焊时，焊接工艺将严格符合下述要求：绑条焊或搭接焊时，第一层焊缝应在中间引弧；平焊时，应从中间向两端施焊。立焊时，应从中间向上端施焊，再从下端向上端施焊；各层焊缝降控温施焊，层间温度控制在150至350间。7、钢筋焊接头或焊接制品应分批进行质量检查和验收，包括外观检查和机械性能(拉伸、拉剪、弯曲试验)，试件每批三个接头，每层中以300个同类接头为一批。8、负温焊接时，适当增加焊接电流、通电时间及接头保温时间。9、当气温低于-20时，必须停止焊接工作；在负温条件下进行闪光对焊、电弧焊时，焊接设备放置于临时工棚内，尤其是对焊机要防止冷却水管冻裂。3.6 防水施工1、防水架子必须搭设牢固，并在施作防水前将架子及脚手板上的冰雪清除干净，并设置防滑条。2、对于土层的残留水及时进行处理，防止流至墙体以及底板垫层表面冻结成冰，增加防水施工难度。防水施工前，必须将基面上的冰雪清除干净，并保持基面干燥。3、当使用防水卷材时，如果基面潮湿、施工环境温度较低，必须用热风机进行卷材搭接边加热处理，以保证搭接效果。4、防水工程施工应避开下雪天气，选择气候较好的天气进行防水施工，以确保质量符合要求。在铺设过程中如遇有雪天，必须及时将已做好防水的部分和接头部分用塑料薄膜进行苫盖，雪停后，及时清扫，防止雪水污染防水层。在防水施做完成后用苫布进行苫盖。3.7 混凝土工程3.7.1 混凝土运输及浇注浇筑混凝土时间尽可能避开寒流天气。混凝土浇筑时入模温度不低于10；混凝土浇筑成型，开始养护温度不低于2，当混凝土强度达到设计强度的30（临界强度）以前不得受冻。养护期不得出现负温，模板及保温层在混凝土温度冷却到5后方可拆除，混凝土表面温度与外界温度差不得大于20。同时，应注意：1、冬施期间，运输混凝土的罐车外罩保温套，防止混凝土在运输过程中受冻。2、混凝土浇筑前要先清除钢筋及模板上的冰雪和污垢，方可进行浇筑。3、浇筑前做好准备工作，清除脚手架、马道上的冰雪，并采取防滑措施。4、浇筑混凝土采用快铺料，快振捣及时覆盖的快速施工方法，以保证混凝土入模温度。5、浇筑混凝土后应注意成品保护，不得上人行走。3.7.2 混凝土养护3.7.2.1 养护方法冬施期间混凝土采用综合蓄热法养护，保温、保湿材料使用阻燃性草帘子、塑料薄膜以及苫布等。1、底板、楼板及顶板在结构混凝土表面覆盖一层塑料薄膜、上盖两层阻燃性草帘子，塑料薄膜、草帘子之间搭接200mm，以减少水分及热量的散发，对边缘、棱角部位的保温厚度应增加到面层部位的2倍，以此降低混凝土表面与大气温差，避免由于温差过大而造成的温度裂缝。2、墙体墙体的模板暂不拆除，直接利用木模板进行墙体混凝土的养护。并且在流水段的端头敞口位置挂设苫布，减少热量及水分散失。同时加强结构内部空间内的温度监测，当温度低于10时，采用电暖气进行加热，保证温度达到养护要求。3、中柱中柱的混凝土在模板拆除前利用模板进行养护，当模板拆除后，在中柱的四周裹一层塑料薄膜，再在塑料薄膜外包裹两层阻燃性草帘子进行养护，以减少热量和水分的散失。塑料薄膜、草帘子之间搭接200mm，在四角部位的保温层厚度增加为两倍。3.7.2.2 热工计算对于冬季混凝土养护的保温材料，其种类、厚度及构造需同时满足大体积混凝土抗裂性以及冬季施工对混凝土保温层的要求，下面先通过蓄热法养护热工计算确定保温层的厚度，然后再用大体积混凝土的热工计算验算该厚度的保温层能否满足大体积混凝土抗裂性的要求。注：计算依据为建筑施工手册（第四版） 中国建筑工业出版社1、蓄热法养护热工计算计算思路：当施工条件确定以后，先初步选定保温材料的种类、厚度和构造，然后计算出混凝土冷却到0的延续时间和混凝土在此期间的平均温度。据此再用成熟度方法估算出混凝土温度降为0时混凝土可能获得的强度，验证此强度是否达到临界强度；如果所得结果达不到抗冻临界强度值或预期的强度要求，则调整施工条件或修改保温层设计，再进行计算，直至符合要求为止。本工程中，设定养护期间的大气平均温度为-10，混凝土的入模温度为10，混凝土采用等级强度为P.O.32.5的普通硅酸盐水泥拌制，水泥用量为369kg/m3，水泥中掺入早强剂以及高效减水剂，混凝土质量密度取2500kg/m3。保温材料选用双层3cm厚阻燃性草帘子，混凝土表面铺设塑料薄膜。（1）混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的温度T，计算公式为：（2）混凝土蓄热养护开始到任一时刻t的平均温度Tm，计算公式为：其中、为综合参数，按下式计算：上述各公式中，各符号的含义为：T混凝土蓄热法养护开始到任一时刻t的温度（）；Tm混凝土蓄热法养护开始到任一时刻t的平均温度（）；t混凝土蓄热法养护开始到任一时刻的时间（h）；Tm，a混凝土蓄热法养护开始到任一时刻t的平均气温（）；混凝土的质量密度（kg/m3）；每立方米混凝土水泥用量（kg/m3）；水泥水化积累最终放热量（kJ/kg）；水泥水化速度系数（h-1）；透风系数；结构表面系数（m-1）；混凝土的比热容（kJ/kg.K）；结构围护层的总传热系数（）；自然对数底，取2.72；混凝土结构表面积（m2）；混凝土结构的体积（m3）；第i层围护层的厚度（m）；第i层围护层的导热系数w/(m.K)；混凝土入模温度（）。 水泥水化积累最终放热量Qce和水化速度系数vce 表3.7-1水泥品种及强度等级Qce（kj/kg）Vce（h-1）52.5号硅酸盐水泥4000.01352.5号普通硅酸盐水泥36042.5号普通硅酸盐水泥33042.5号矿渣、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥240 透风系数 表3.7-2围护层种类透风系数小风中风大风围护层由透风材料组成2.02.53.0易透风保温材料外包不易透风材料1.51.82.0围护层由不易透风材料组成1.31.451.6 保温材料的导热系数 表3.7-3材料名称导热系数W/（m.K）材料名称导热系数W/（m.K）水0.58矿棉、岩棉沥青矿棉毡0.0130.065木模板0.23泡沫塑料0.0350.047草袋子0.14膨胀珍珠岩0.0190.065 各种材料的比热容Cc 表3.7-4材料名称比热（kJ/kg.K）新捣实混凝土1.05硬化的混凝土0.84珍珠岩混凝土0.84加气混凝土0.84泡沫混凝土0.84根据以上公式以及设定的施工、养护条件，计算如下：相关参数： kg/m3 kg/m3 kJ/kg kJ/kg.K m h-1 w/(m.K) 选用西端盖挖结构中层板一次浇筑,所以： m2 m3所以：（m-1） 当时，解得： h即：养护143h后混凝土的温度降为0。此刻为止，混凝土平均温度为： （3）用成熟度方法估算混凝土的强度根据计算，混凝土温度降至0的延续时间为143h（约6d），此时混凝土平均温度为7.95，本工程采用的混凝土为掺入了早强减水剂的混凝土，查图3.7-1可知：当平均温度为5时，第5天的混凝土强度约为67，大于混凝土30的临界强度，可以确定在7.95的养护温度下养护143h可以满足混凝土冬施要求。图3.7-1 用普通硅酸盐水泥拌制并掺入早强减水剂的混凝土强度增长率曲线2、大体积混凝土热工计算取厚度最大的西端盖挖底板（厚1.25m）计算，验证保护层的厚度能否满足大体积混凝土的抗裂性要求。（1）最大绝热温升式中Th砼的最大绝热温升（）；mc混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3）；Q水泥28d水化热（kJ/kg），取375；查表3.7-5 不同品种、强度等级水泥的水化热 表3.7-5水泥品种水泥强度等级水化热Q（kJ/kg）3d7d28d硅酸盐水泥42.531435437532.5250271334矿渣水泥32.5180256334c混凝土的比热，取0.97kJ/(kg.K)；混凝土密度，取2500kg/m3；e为常数，取2.72；t混凝土的龄期（d）；取28dm系数、随浇筑温度改变；查表3.7-6，取值为0.318。系数m 表3.76浇筑温度（）51015202530m(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406（2）混凝土中心计算温度 T1(t)=Tj+Th(t)式中：T1(t)t龄期混凝土中心计算温度（）；Tj混凝土浇筑温度（）；(t)t龄期降温系数，查表3.7-7 降温系数 表3.7-7 浇筑层厚度(m)龄 期 t（d）369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24（3）混凝土表面温度计算式中 保温材料厚度（m）保温材料导热系数W/(mk)查表3.7-8几种保温材料导热系数 表3.7-8材料名称密度（kg/m3）导热系数W/(mk)材料名称密度（kg/m3）导热系数W/(mk)木模板500-7000.23矿棉、岩棉110-2000.031-0.065木 屑0.17泡沫、塑料20-500.035-0.047草 袋1500.14油 毡0.05混凝土导热系数，取2.33 W/(mk)；计算得混凝土最高温度（）； 施工期大气平均温度()；混凝土表面温度()；保温层厚度，取0.0320.06m（两层草帘子）Kb传热系数的修正值，取1.32.0，查表3.7-9传热系数修正值 表3.7-9保 温 层 种 类K1K21纯粹由容易透风的材料组成（如：草袋、稻草板、锯末、砂子）2.63.02由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.33在易透风保温材料上铺一层不易透风材料1.61.94在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料1.31.55纯粹由不易透风材料组成（如：油布、帆布、棉麻毡、胶合板）1.31.5注：1、K1值为一般刮风情况（风速25m）；2、K2值为刮大风情况。所以：混凝土中心与表面的温差为：30.55-13.1717.3825，满足抗裂性要求。3、结论：以上计算可以得出，冬期施工时采用在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜加两层3cm厚的阻燃性草帘子进行蓄热法养护可以满足混凝土冬季施工和大体积混凝土抗裂性对保温层的要求。3.7.2.3 混凝土测温1、测温意义冬季混凝土施工时，混凝土内部水泥水化热高，而周围环境的气温较低，必须通过测温工作了解混凝土的内部温度，并根据测温结果指导混凝土外部的保温、保湿等工作以减小混凝土内外温差以及混凝土表面与外部环境的温差，保证混凝土在达到临界强度之前不至于受冻，确保混凝土的后期质量和控制混凝土的裂缝，提高混凝土的质量。2、测温管理制度 设置专职测温工及技术管理人员，测温工应将当日测温表项目填写完整、签名后，及时交给技术管理人员，使管理层随时掌握第一手资料，推算温度变化趋势和及时确认是否增加覆盖或采取其它措施。 在混凝土浇筑时随时用测温探杆测出混凝土的入模温度。在混凝土强度达到1Mpa时，开始对预埋的测温探头进行测试读数，每4小时测温一次。3、测温仪器的选择及测点布置（1）仪器选择底板、中楼板和顶板的测温全部采用温度计。（2）测温点的布置本工程混凝土测温孔，平面按50m2/孔的原则布置。沿板的高度可分为表面测温点、中部测温点。表面测温点的高度为表面标高下返50mm；中部测温点的高度为表面标高下返1/2板厚，表面测温点和中部测温点间隔布置。4、测温探头的预留方法使用温度计测温时，预先按照测温点布置图埋好PVC管，测温时将温度计放入，端口用岩棉塞住，三分钟以后读数。5、测温注意事项严密监测混凝土的温升情况，根据温度记录，增减保温材料厚度或层数。控制混凝土中心温度与表面温度之差小于25，拆模后的混凝土表面温度与环境温度之差小于20。当混凝土中心温度与表面温度之差超过25时，可增加保温材料厚度或层数；反之亦然。当混凝土中心温度与大气最低温度之差连续3天小于25时，可停止保温、测温。但突然降温时仍应继续保温。3.7.3 混凝土质量控制混凝土全部采用冬季混凝土配比。混凝土选用普通硅酸盐水泥，水泥标号不小于P.O.32.5，商品混凝土配比掺加早强、抗冻外加剂并依据季节变化，提前申请配比。冬施期间采用的各种外掺剂，必须符合北京市城乡建设委员会京建材（1998）444号文件上公布的具有准用证的品种。混凝土工程的冬期施工时，除按常温施工的要求外，还应进行质量检查以下项目：(1) 严格控制混凝土出机温度和浇筑时温度，勤量测，每个班至少检测4次，确保满足冬施要求。(2) 按混凝土外加剂应用技术规程GB50119-2003标准，混凝土试块增设至少两组同条件试块，分别用于检验受冻前的混凝土强度和转入常温养护28天的混凝土强度。3.7.4 喷射混凝土施工要求喷射混凝土的配比在进入冬施前申请，所用水泥的标号不低于P.O.32.5，严格控制砂子、石子的含水量；并保证清洁、级配良好，质地坚硬。砂石料进场后集中堆放，覆盖保温材料进行保温。拌制混凝土时，要求骨料没有冰块、雪团，并对喷砼用水进行加热，满足要求。网喷施工完成后，及时在混凝土表面挂设（覆盖）塑料布和阻燃性草帘子进行养护，防止受冻，确喷射混凝土的施工质量。第4章 冬施期间安全管理措施4.1 用电管理按照地铁建设管理公司的指示精神.每座车站须配备发电机一台，并设置专人管理，使发电机保持良好状态，保证冬施期间突发停电时的电力供应。根据现场实际需要