混凝土冬季施工及养护措施的选择与实施

李艳萍

1 工程概况

全国第一条铁路入地石家庄六线隧道主体工程于 2009年 3月18日正式开工修建，工程历时 715 d，由于工程采用明挖法施工，而且要跨越两个冬季施工作业，如何选择合理的冬季施工方法和措施成为保证混凝土耐久性质量的关键环节。

2 混凝土的冬季施工关键技术措施

2.1 混凝土冬季养护仪器仪表准备

1)大气温度测量:木制百叶箱，最高最低温度计;2)外加剂浓度测量:比重计;3)混凝土测温:棒形温度计、电子测温元件等;4)室内测温:干湿温度计;5)各种测温表格及文具。

2.2 冬季混凝土施工方法选用

选择混凝土冬期施工方法时，应考虑的主要因素是:自然条件、结构类型、结构特点、原材料情况、工期限制、能源状况和经济指标等。

根据热源条件和所使用的原材料，我国《建筑工程冬期施工规程》中给出的各种施工方法可分为两大类，即混凝土养护期间不加热的方法和加热的方法。混凝土养护期间不加热的方法包括蓄热法、综合蓄热法、负温养护等;混凝土养护期间加热的方法包括蒸汽加热养护法、暖棚法、电加热法等。

当室外日平均气温为-10℃，最低温度不低于-15℃时，地面以下工程或表面系数(结构冷却的表面积与结构体积之比)M≤5的结构，优先采用蓄热法养护。

根据石家庄市气候情况、六线隧道施工特点及计算结果，冬期混凝土施工选用蓄热法养护。蓄热法是指混凝土灌注后，利用原材料加热储存的热量及水泥水化热的热量，通过适当保温延缓混凝土结构物温度的降低，使混凝土结构物表面温度降至 0℃前达到预期强度的施工养护方法。

2.3 冬季混凝土拌制措施

1)水的加热。利用蒸汽锅炉直接向水箱内通蒸汽加热，加热温度为 60℃～80℃，水箱四面及顶口用岩棉被保温。

2)砂、石料的上料及保温措施。砂、石料的上料均采用皮带输送机分别从砂、石料暖棚内直接输送到拌合站的砂、石料自动计量料斗内，整个输送带焊接钢筋骨架，进行全封闭保温。砂、石料暖棚设置在离拌合站最近的地方，以减少热量的损失及保温材料的用量。在骨料中，不应夹杂有冰屑、雪团和冻块。若室外温度太低，导致砂、石料等骨料达不到拌合配比要求，可采用在料棚内设置热源的升温方式;或采用直接加热法，即在料堆内插入蒸汽花管，直接向砂堆排放蒸汽。

3)外加剂罐采用保温棉包裹，并搭设保温棚，罐外设置两根蒸汽管道进行加温。其中，若是采用直接加热法，需注意要规范加热管道，杜绝发生蒸汽伤人的事故。另外，在加热完成后要重新测定骨料的含水率，确认在符合配合比要求后方可使用。

4)拌合楼的温度控制措施。拌合楼主体用彩钢板进行全封闭，拌合设备室采用蒸汽管道加温，保证温度不低于 10℃。控制室内采用空调加温，避免设备因为温度过低造成计量精度或者其他方面出现故障影响施工。同时也改善了工作的环境温度。

5)混凝土的拌合。混凝土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→细掺料→水泥→高效减水剂。拌制混凝土前用热水冲洗搅拌机，搅拌时间较常温混凝土施工延长50%。

2.4 冬季混凝土运输措施

混凝土的输送采用混凝土运输车进行，混凝土输送车全部安装保温罩，可使混凝土温度在室外温度 0℃以下的情况下，每小时温度降低不超过 5℃～6℃。合理安排行车路线，使到达施工现场的时间尽量最短，保证混凝土浇筑时入模温度不低于 5℃。

2.5 冬季混凝土浇筑措施

1)混凝土浇筑前，将模板上冰、雪清扫干净，必要时利用热风枪进行融化清除并对模板、钢筋进行预热。2)混凝土从上料拌合及输送到浇筑地点灌注，每小时混凝土的灌注量不低于 30m3，尽快浇筑，减少热量损失。3)混凝土浇筑时，各项准备工作充分，并设有应急保障措施。4)混凝土采用机械振捣分层连续浇筑，分层厚度40 cm左右，已浇筑层的混凝土温度，在被上层混凝土覆盖前，不得低于 2℃。5)保证混凝土的入模温度不低于 5℃。6)冬季施工混凝土振捣应用机械振捣，振捣时间应比常温时有所增加，但不可过振导致混凝土离析。

3 冬季混凝土养护措施

1)本工程采用蓄热法进行冬季混凝土施工，即先采用塑料薄膜覆盖，再加盖一层岩棉被。其中侧墙保温养护考虑两个阶段，第一阶段，在侧墙模板台车未拆除以前，在钢模板背后设置一层岩棉被;第二阶段，在侧墙模板台车移走以后，采用薄膜覆盖在墙上，然后再搭设岩棉被覆盖层。

2)混凝土养护测温方法。隧道衬砌混凝土测温孔布设以底板为例(见图1)，在浇筑结构对称轴线的半条轴线上，各布置四个测温孔。墙与拱测温孔的布置方式同底板。

3)测温管理。设置专人负责测温，测温应按测温孔布置图的孔位布置进行，将每节段的测温孔均编号，测温采用预埋电子测温元件进行，测温时要尽量缩短混凝土面的暴露时间，保证混凝土的养护温度。每次测温数据均按照孔位编号绘制温度曲线，当测温数据发生变化时及时采取措施。在拌合站的拌合楼、料棚以及基坑内施工现场悬挂温度计，随时监测天气情况，指导冬季施工。混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试，测温具体项目及频次见表 1。

表1 测温项目及测量频次

4)混凝土受冻临界强度的控制。a.作业队现场设置标养室，及时进行混凝土试块的养护，并按期送混凝土试块至中心试验室检验混凝土是否达到受冻临界强度;或按成熟度值来推算混凝土是否达到受冻临界强度值。b.混凝土未达到受冻临界强度前不得拆除保温设施(受冻临界强度为设计强度的 30%)。

4 冬季施工混凝土试验和管理

1)冬季混凝土施工外加剂技术指标应符合相应的质量标准，并有产品合格证。通过试验确定外加剂的掺加量，并应满足相关规范要求。

2)由技术人员现场测定的混凝土养护温度及中心试验室提供的成熟度数据，检定出混凝土的强度，确定混凝土是否达到受冻临界强度(设计混凝土强度的30%)。

3)冬季施工混凝土试件为混凝土拆模和确定养护期提供依据。需要考虑比常温下多做 3组 ～5组试件，随时用于混凝土强度检验，为现场养护施工、拆模等提供原始依据。

4)同条件养护试件应放置在混凝土浇筑处，采用同结构混凝土相同的保温措施。同条件养护试件应做出醒目的标识，以免被搬动、破坏。同条件抗压试件检测报告应附同条件养护试件法养护温度记录表。

5 冬季施工混凝土的实施效果

在石家庄六线隧道施工过程中，根据冬季施工的特点及石家庄市的环境气候条件，我们加强了低温条件混凝土质量控制措施的落实力度，并严格按以上措施做好各个生产环节的工作。经过对标准养护抗压试件、同条件养护抗压试件的检测和对主体结构混凝土强度、抗渗等耐久性指标的检测，各项技术指标符合铁路相关验收标准要求，保证了隧道主体结构混凝土的质量。

[1] 党向荣.浅谈混凝土的冬季施工方法[J].山西建筑，2010，36(35):132-133.