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冬季施工措施(暖棚法) 南水北调天津干线工程廊坊市段TJ4-3标段 徐街拆迁段箱涵冬季施工措施 批准: 审核: 校核: 编写: 中水五局南水北调天津干线TJ4-3项目部 二一二年十一月 1 1工程概述 南水北调天津干线廊坊市段TJ4-3标自开工以来，在业主、监理及地方各级人民政府的大量支持下，施工进展较为顺利。随着工程施工的深入，徐街拆迁段箱涵一直因拆迁问题影响工程施工。本标徐街西侧箱涵（XW103+042）于2011年8月21日施工完成而无法继续向东施工，徐街东侧箱涵（XW103+480）于2011年11月25日施工完成而无法继续向西进行施工。随着房屋拆迁协调工作的不断深入，徐街西边作业面于2012年7月14日进行土方开挖，徐街东边作业面于2012年8月26日进行土方开挖。在施工过程中，当地老乡又因宅基地及房屋赔偿问题为由，多次对我部施工进行阻挠。在相关单位的大力协调下，徐街东侧作业面于2012年8月10日恢复正常施工，徐街西侧作业面于2012年10于05日恢复正常施工，土方开挖于2012年10月14日开挖完成。 结合目前工程实际施工情况，徐街箱涵的施工因房屋拆迁滞后及老乡阻工等外界因素影响，导致施工进展缓慢。为顺利完成合同工期及劳动竞赛任务目标，徐街箱涵混凝土施工预计将持续至十二月份。由于北方冬季天气寒冷，为确保箱涵施工质量，我部后期拟采用暖棚施工法进行混凝土施工。 2 编制依据 1、 南水北调中线一期工程天津干线廊坊市段TJ4-3标招投标文件； 2、南水北调中线一期工程系列专用技术标准； 3、水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）； 4、建筑工程冬期施工规程（JGJ10497）； 5、水利水电工程施工通用安全技术规程（SL398-2007）； 6、水利水电施工组织设计手册； 7、建筑施工手册； 8、南水北调工程验收工作导则NSBD10-2007。 3 主要工程量 徐街拆迁段箱涵工程主要工程量见表3-1。 2 表3-1 主要工程量表 4 低温对施工的影响 低温季节施工会对土方开挖、填筑、混凝土施工等带来一定影响。在低温情况下，混凝土水化反应减慢，强度增长缓慢；过低的温度还将导致路面结冰，车辆、设备无法正常运行；采用冻土回填，其压实度得不到保证。 5 低温季节施工准备 低温季节施工前进行以下低温季节施工相关设施及保温材料准备： 1、生活区供暖设备及混凝土拌和用水管道保温材料； 2、施工现场用水管路保温材料； 3、施工机械防滑设备； 4、混凝土测温装置； 5、混凝土搅拌车保温被； 6、混凝土低温季节养护保温材料； 7、低温季节施工人员保温用品； 提前做好低温季节施工措施、计划安排，并进行必要的施工技术交底。 6 低温季节施工措施 6.1土方回填 3 1、低温施工的回填土方必须在冻结前处理完毕，处理方法除满足土方回填的一般施工规定外，还要清理干净冰雪、疏干积水、坑洼处用与地基同类型的未冻土填平压实。处理好的地基随即覆盖不使冻结。 2、填料要求：低温回填用料，选择本工程未受冻的开挖料。 3、填筑压实 填土厚度：冬季土方施工按横断面全宽分层平铺，分层填筑厚度按正常温度施工的厚度减薄2025%，并不得铺成斜层，基坑回填土中冻块含量不得超过回填总体积的15，冻块粒径不大于150mm，铺填时，冻土块应均匀分布，逐层压实。施工中遇大雪或其他原因中途停工时，整平填层及边坡并加覆盖；继续施工前，将搭接面的冰雪清理干净。 填筑土方要随挖、随运、随填、随压实，已铺土层未压实前，不得中断施工。保证挖、运、填、压的周转时间小于土的冻结时间。 6.2混凝土施工 6.2.1施工准备 6.2.1.1暖棚搭设。 6.2.1.2加高成品料的储备高度，目前料场已设置棚子，防止冰雪。 6.2.1.3拌合混凝土之前，采用热水冲洗拌和机，并将积水排除干净。 6.2.1.4混凝土运输罐车罐体采用保温被包裹。 6.2.1.5适当调整混凝土配合比，采用较小塌落度的混凝土。 6.2.1.6混凝土运输罐车在运输混凝土前采用热水冲洗罐体，并将积水排干。 6.2.2骨料仓防风棚 在进入冬季施工时，为确保冬季混凝土施工质量，我部拟对骨料仓进行围挡，具体围挡方式为，采用钢架管做围挡骨架，纵横钢管间距为1.0m，钢管间采用扣件进行连接，为便于防风帆布的挂设，在围挡骨架立面挂设一层土工格栅，土工格栅外侧挂设两层保温被，保温被外侧铺设一层防风帆布。结合本标1#营地骨料仓实际情况，对骨料仓进行围挡需要架管12t，土工格栅1536m2，双层保温被3072m2，防风帆布1536m2。 4 6.2.3施工现场暖棚搭设 暖棚骨架采用48钢管搭设双排外架，外架立管间距为1.5m，顶板横杆间距2.0m，纵杆间距1.0m。外架外侧固定5050cm的方木，便于固定保温帆布。为起到良好的保温效果，双层保温被外侧挂设一层电热毯，电热毯外侧再挂设两层保温被，保温被外侧再挂设一层防风帆布，暖棚搭设见附图。 在进行顶部保温设施搭设时，在顶板纵横钢管架上铺设一层土工格栅，土工格栅与架管之间采用铁丝整体固定。在土工格栅上铺设一层保温帆布，在保温帆布上铺设两层保温被，在保温被上铺设一层电热毯，在电热毯上铺设两侧保温被，在保温被上部在铺设一层防风帆布，起到良好的保温效果。 为便于泵车的下料，在暖棚顶部铺设保温被时，每2m设置一个下料口，下料口大小约5050cm。在实际施工时，当下完料需挪动泵管时，应及时将下料口采用保温被及防风帆布进行遮盖，防止棚内热量散失。 实际施工时，在箱涵边墙至暖棚及箱涵每孔内放置9个2kw的电炉，混凝土浇筑前2h开始棚内升温，在进行棚内升温，每班安排5人进行棚内升温，每四小时为一班，轮流值班，使棚内温度达到10以上。暖棚内耗热量计算如下。 暖棚在单位时间内的耗热量按下列公式计算： Q0= Q1+ Q2 Q1=AK（Tb- Ta） Q2=VnCaa（Tb- Ta）/3.6 式中 Q0暖棚总耗热量（W）； Q1通过围护结构各部位的散热量之和（W）； Q2由通风换气引起的热损失（W）； A围护结构的总面积（m2）； K维护结构的传热系数（W/m2 .K），根据查表，本式中K取3.6计算； Tb棚内气温（）； Ta室外气温（）； 5 V暖棚体积（m3）； a空气的表观密度，取1.37kg/m3； Ca空气的比容热，取1kj/kg.k； n每小时换气次数，一般按二次计算； 经计算，通过围护结构各部位的散热量之和为Q1，在进行本工程计算时，Tb =10、Ta =-9，Q1计算如下： Q1=AK（Tb- Ta） =6853.610- （-9） =46854 (W) 经计算，通过围护结构各部位的散热量之和为Q2，在进行本工程计算时，Q2计算如下： Q2=VnCaa（Tb- Ta）/3.6 =15.37.615.2211.3710- （-9）/3.6 =25559(W) Q0= Q1+ Q2 =46854+25559 =72413 (W) 经过上述计算，暖棚每小时内的耗热量为72413W，实际施工时采用2kw的电炉进行加热，电炉的热效率考虑为0.8，经计算，现场实际施工时，在箱涵边墙至暖棚及箱涵每孔内放置9个2kw的电炉，每段箱涵内共计放45个电炉每小时所放出的热量即可满足施工要求。 6.2.4钢筋工程 6.2.3.1钢筋负温焊接 钢筋焊接尽量在白天气温较高的情况下进行，如必须在负温下进行时，须采取如下措施： 、从事钢筋焊接施工的施工人员必须持有焊工上岗证，方可上岗操作。 、负温下钢筋焊接施工，采用闪光对焊及电弧焊（帮条、搭接）。 6 、焊接钢筋应尽量安排在室内进行，如必须在室外焊接，则环境温度不宜低于-20，在风雪天气时，还应有一定的遮蔽措施。焊接未冷却的接头，严禁碰到冰雪。 6.2.3.2钢筋闪光对焊 、负温闪光对焊，宜采用预热闪光焊或闪光预热闪光焊工艺。钢筋端面比较平整时，宜采用预热闪光焊；端面不平整时，宜采用闪光预热闪光焊工艺。 、与常温焊接相比，应采取相应的措施，如增加调伸长度10%至20%左右，提高预热时的接触压力，增长预热间歇时间。 、施焊时选用的参数可根据焊件的钢种、直径，施焊温度和焊工技术水平灵活选用。 6.2.3.3 电弧焊接 、焊接时必须防止产生过热、烧伤、咬肉和裂纹等缺陷，在构造上应防止在接头处产生偏心受力状态。 、为防止接头热影响区的温度突然增大，进行帮条，搭接电弧焊，应采用分层控温施焊。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，定点焊缝离帮条或搭接端部20mm以上。 6.2.5混凝土浇筑 6.2.5.1适当调整混凝土配合比，控制混凝土出机口温度 在进入冬季前的低温季节，混凝土施工应适当调整其配合比，采用较小的塌落度，适当微调水泥用量，确保混凝土早期强度，避免混凝土受冻。 当日平均气温连续5天稳定在5以下，或最低气温连续5天稳定在-3以下时即进入冬季施工。 进入冬季后即采用冬季混凝土施工配合比进行混凝土施工。为防止混凝土受冻，影响其强度的发展，采用由南京瑞迪高新技术公司提供的HLC低碱泵送剂（冬季型）外加剂（推荐掺量4.0%5.0%）来替代原来使用的HLC低碱泵送剂。这一外加剂的调整旨在降低冰点，防止混凝土早期受冻，使混凝土在恒负温下强 7 度能够持续增长。 在混凝土拌制时，及时调节混凝土的出机口温度，尽量减少波动，保证混凝土出机口温度大于8。采用热水拌和混凝土，当拌和用水超过60时，应改变加料顺序，先将骨料与水先拌和，再加入水泥，避免出现假凝现象，并适当延长混凝土拌和时间。根据水工混凝土施工规范（DL/T5144-2001）和建筑工程冬季施工规程（JGJ104-97）要求，本工程混凝土拌和用水水温不得大于80。 6.2.5.2混凝土拌和 、提高混凝土的出机温度，采用热水拌和 (在一般情况下，拌和用水温度每提高5, 混凝土约升温1)，水温一般不宜超过60。 、拌和混凝土前，应用热水冲洗拌和机，并将积水或冰水排除，使拌和机体处于正温状态。混凝土拌和时间应比常温季节适当延长，延长时间由试验确定，一般延长20%25%，投料顺序为，先投放骨料、水搅拌，再加水泥搅拌。 、有关热工基础参数计算 若施工天气在11月份气温连续5天稳定在5以下，或最低气温连续5天稳定在-3以下时即进入冬季施工。此时采用冬季施工措施进行施工，热工计算选择11月份及12月份相关资料。 、出机口温度的计算 参考水利水电工程施工手册及类似施工经验，结合本工程施工特点：日平均气温在-3.0时，出机口温度为8试算。 混凝土运输过程中的温度损失的估算公式为: Tu = (To-Ta)t 式中Tu混凝土运输过程中的温度损失，； To混凝土开始运输时的温度，；本工程取出机口温度8； Ta外界气温,；本工程按-9.0； 容器系数；敞口容器，包括自卸汽车和胶带机 (100m 以内 ) 运输时为=0.20； t运输时间，h。本工程取20min，即0.33h； 8 本工程Tu = (To-Ta)t0.2（8+9）0.331.122 混凝土在浇筑过程中，从混凝土入仓、平仓振捣到外表面覆盖保温材料过程中的温度损失值可按经验公式估算，估算公式为： TJ=0.l7(Tp-Tc)t 式中 TJ混凝土浇筑过程中的温度损失，； Tp 混凝土入仓温度，；本工程TpToTu8-1.1226.878 Tc 外界气温，；本工程拟取外界气温-9.0 t 平仓振捣到表面覆盖时间，h。本工程取20min，即0.33h； TJ=0.l7(Tp-Tc)t0.17（6.878+9.0）0.330.89 这样，混凝土从出机口运输入仓、平仓振捣到外表面覆盖保温材料过程中的温度损失值合计为1.122+0.892.012，此时混凝土温度为5.988，满足混凝土浇筑温度不低于3的设计要求，因此混凝土出机口温度取8.0。 按12月份上旬平均气温-3.0，骨料采取堆高措施后，粗骨料和砂子的温度按-2，散装水泥温度按30计算，粉煤灰温度按30计算，矿粉温度按30计算，根据每立方砼各种材料组成的重量(Wi)以及温度(Ti)和比热(Ci)，计算砼的出机口温度(T0)为： T0? ?(W)?(C)?(T)?Q (W)?(C) i i i i i i 表6-1 混凝土出机口温度计算表 9 实际拌和过程中有热量的损失和拌和机机体的温度传导等影响, 混凝土出机温度比理论拌和后温度会有所偏低，因此11、12月份采取加40热水拌和混凝土的措施，混凝土出机口温度可以达到12.43的要求。 .、热负荷计算 根据混凝土施工各月份环境温度分析，混凝土冷负荷应按低温月份元月份进行计算。 HZS60拌和站(铭牌能力60m3/h)实际拌和能力为30m3/h； 一台混凝土HZS60拌和站施工强度按30m3/h计算，每立方砼加40热水148kg，冬季来源水温按10，每小时热负荷为： QWTCi 60148（4010）1 26.6104 kal/h (有效负荷) 考虑热水在输送过程中和在热交换过程中的热量损失10，实际热负荷为26.61041.1=29.26104 kal/h。 选择热负荷大于29.26104 kal/ h锅炉一台，配用加热水箱和热水泵为拌和机提供热水。目前项目部营地配置了一台40104 kal / h锅炉一台满足供热水要求。 6.2.5.3混凝土运输和仓面清理 (1)、混凝土水平运输采用搅拌车运输，低温时段进行混凝土运输时采用保温被对混凝土罐体覆盖保温，混凝土运输至施工地点之后立即浇筑，以减少材料运输过程中的热量损失，防止热能过快的散失。 (2)、砼的运输过程快装快卸，不得中途转运或受阻。当拌制的砼出现坍落度减小或发生速凝现象时，应进行重新调整拌和料的加热温度。 (3)、混凝土浇筑前，应对模板和钢筋进行清理,特别是新老混凝土(如侧墙，中墙)交接处的冰雪和污垢。 10 6.2.5.4混凝土浇筑 在进行混凝土浇筑前，派专人对暖棚进行专项检查，确保暖棚有良好的保暖功能，在每孔箱涵内放置9个2Kw的火炉，混凝土浇筑前2h开始棚内升温，每班安排5人进行棚内升温，每四个小时为一班，轮流值班，使棚内温度在整个混凝土浇筑过程中达到10以上。混凝土浇筑时，派专人在暖棚内采用对讲机指挥泵车下料，泵管由下料口伸入仓内，当下料口使用完成后，立即派专人对下料口进行遮盖，防止棚内热量散失。 6.2.5.5混凝土养护及拆模 混凝土浇筑完成后，持续对暖棚内进行加热，保持棚内温度不低于10摄氏度，暖棚内宜保持一定的湿度，因此在暖棚内安装湿度计，用来测量暖棚的湿度，当发现湿度不足时，应向混凝土面及模板上洒水或用喷雾机在暖棚内进行喷水，提高暖棚内的湿度。在负温条件下严禁浇水，待混凝土强度增长至75%时停止对暖棚加热，根据类似工程施工经验，混凝土在10摄氏度温度下养护时，其强度大约10天左右可增长至设计强度的75%。为此，当混凝土浇筑完成后，需持续对暖棚内进行加热10天以上，方可将暖棚及台车推移至下一节仓位，此时的混凝土选择采用一层彩条布及两层草垫覆盖养护。 7 低温施工保证措施 7.1 加强混凝土施工质量检查工作 冬季砼质量检查除满足一般砼要求外还要满足下列要求。 在砼拌制和浇筑期间，测定水和粗细骨料装入拌和站时的温度、砼的拌制温度、浇筑温度和环境温度。每一工作班至少检测4次。 冬季施工砼除按规定制作标准养护的试件外，还根据建筑物养护、拆模和承受荷载的需要，制作施工检查试件，借以查明强度的发展情况。施工检查试件的养护应与建筑物相同。 7.2 加强物资材料的准备工作 及时做好保温材料的采购工作。在低温季节到来前做好相应保温材料的采购计划，物资按采购计划及时采购到位，保证低温季节保温工作正常有序进行。在 11 冬施前对现场构件、材料、马道、防护栏杆、消防器材等进行了一次全面检查，上人马道增设防滑措施。施工中用于消防、施工用水的水管及时用保温材料包裹，并在不用水时将水管内的水放净，防止冻结，以免将水管冻坏涨裂。 7.3 加强保温措施技术的服务及落实 做好技术准备，及时组织施工人员进行低温季节施工前的技术、质量、安全教育，明确各人岗位职责，做到有备无患。提前做好冬施测温的准备工作及各种仪器的检查、维修，并注意接收天气预报，做好相应的施工准备工作。保证施工道路通畅，仓库做好防潮、防水、防冻工作。加强机械设备的维修保养工作；现场派专人检查，未经许可，不得随意点火。 保温被缝制牢固、缝口严密，避免内部草帘子泄漏落入仓内。保温被间结合严密，严禁随意打开保温被，避免热量散失，人员进出设门。 7.4低温季节施工质量检查工作 进入低温季节施工前，项目部组织生产、技术、安全、质量部门对所管的工程进行检查，对现场的准备工作情况进行检查，必须在施工的同时对查出的问题逐个解决落实。对于准备工作差的工程不能进入低温季节施工，必须停止其工作，待复查通过后开工。 7.5 加强现场安全及文明施工 7.5.1做好施工机械燃料、润滑油、液压油的供应 低温季节来临，要根据当地的最低气温选好燃油和润滑油。如最低气温在-10以上，可选-10号柴油，低于-10时应选更高标号的柴油，避免因低温造成发动机供油不良，使机械不能正常启动和运转。同时，机油也要按设备要求换低温季节专用油，以减少启动阻力，保证润滑。因低温季节气温低，液压油粘度加大，液压泵吸油负压增大，造成供油不足，影响执行元件的操作准确性和灵敏性，所以也要选用规定型号的液压油。 7.5.2做好施工机械的预热工作 对发动机来说，低温下启动时因机油粘度大，会造成润滑油短时内不足、不 12 能遍布各润滑点，这时若发动机高速运转，轻则造成曲轴、凸轮轴及摇臂轴等磨损加剧，重则会造成拉缸、烧瓦等严重事故。所以，发动机启动后要怠速运转一段时间，待水温上来后再加负荷。液压系统预热也是如此。温度过低，液压油粘度大，使吸油困难，泵油量不足，影响执行元件动作的力度和灵敏性。若这时加负荷，因负压太大，也可能会使柱塞泵柱塞铜铰拉坏，造成大的事故。同时因液压件润滑也是依靠液压油，因泵油量不足，润滑不良，会大大影响泵和马达的寿命。所以启动发动机后，应先不加负荷使各液压部件运转几次，让所有的执行元件都动作几下，确保各个液压元件都有液压油经过，避免因控制阀发生卡滞造成施工事故。 7.5.3加强设备的保养及维修 1、在进入冬季前对所有机械设备做全面的维修和保养，作好油水管理工作，结合机械设备的换季保养，及时更换相应牌号的润滑油；对使用防冻液的机械设备确保防冻液符合当地防冻要求；未使用防冻液的机械设备要采取相应的防冻措施（采取停机后及时排放冷却水的措施）； 2、各种车辆使用的燃油，要根据环境气温选择相应的型号，冷车起步时，要先低