关于东北严寒地区冬季地铁车站混凝土施工保温措施及质量控制的介绍

艾建科

[摘要]随着国家十三五计划的实施，大型基础实施建设全面开花，特别是国内城市地铁交通工程几乎在二线城市全部大规模的开展建设，我公司积极响应国家号召，在哈尔滨地铁3号线二期工程2015年中标并于次年正式开工，但是由于地铁建设周期长，大部分地铁车站需跨越1-2个冬季进行施工，而为了尽量降低工程造价，缩短工期，这样冬季施工就成了不可避免的情况。哈尔滨又是我国极北城市之一，冬季极为寒冷而且漫长，从11月至翌年3月份长达5个月之久，每年12月中旬至2月上旬是一年中最冷的时段，平均气温低于-15。，平均最高气温低于-9。，平均最低气温低于- 20。。因此对于混凝土冬季施工的保温措施就显得尤其重要，如何做好冬季混凝土施工的保温措施将关系到工程质量的合格与否。本文就以哈尔滨轨道交通3号线土建工程海河东路站底板、中板为例，对冬季混凝土施工的保温措施及质量控制等方面进行介绍。

[关键词]车站底、中板；混凝土拌合运输浇筑；蓄热法；暖棚法；电加热法；质量控制

文章编号：2095 - 4085（ 2018） 02 - 0086 - 02

当室外日平均气温持续5日低于5°时就表示已进入冬季施工期，混凝土工程的冬季施工要防止混凝土在达到临界受冻强度过程中受冻，而且车站底板面积大、中板上下透风，必须采取保温措施。如果在运输浇筑过程中受冻，水结成冰后的体积就增加9%，同时水泥的水化作用以及粉煤灰的二次水化都停止进行，当后来达到正温开始养护后，会使水泥浆体中的孔隙率比正常凝结的混凝土显著增加，从而使混凝土的各项物理力学性能全面下降，其抗压强度将损失月50%，抗渗等级几乎为零。混凝土与钢筋的握裹力也大幅度降低，因此从保证混凝土工程全面质量出发，在冬季施工中必须了解温度变化走向、温度最低值以及风雪气象灾害的情况，提前做好保温材料、施工组织工作、温度测量、取暖设备等，让其尽早获得强度。

1 混凝土拌合运输浇筑

由于车站主体结构混凝土质量要求高，耐久性指标必须全部合格，因此，首先混凝土配合比应满足冬季施工的条件，拌合时提前将砂石料、水等加温备好，混凝土罐车外罩防寒棉，运输时应尽量避开车流高峰期，选择最佳运距和路线，浇筑地点要合理安排泵车放置，保证混凝土的卸出时间，浇筑时严格按照施工组织方案步骤进行。

2 蓄热法养护

当室外最低温度不低于-15°时，地面以下的工程或表面系数不大于5m2的结构，比较适宜采用蓄热法养护，提前跟商砼站进行技术交底，选用强度高、水化热较大的普通硅酸盐水泥，将混凝土的组成材料进行加热后按照先后顺序投入搅拌，在经过运输、振捣后仍具有一定温度，浇筑后的混凝土面用保温材料严密覆盖，采取措施是，混凝土表面先覆盖一层塑料薄膜保持混凝土内原有水分，同时起隔离作用；然后加盖两层导热系数小、价格低廉而且可以再利用的珍珠岩，须保证其不潮湿、不透风；再加盖一层防水且可以再利用的棉毡；对于边棱、角、新旧混凝土连接处必要时采取局部加热措施。该方法主要是利用预加材料的热量和水泥的水化热量，使混凝土缓慢冷却，并在冷却过程中逐渐让其凝结，当混凝土温度降至0°前可达到受冻临界强度或预期的强度要求。其具有经济、简便、节能、最终强度损失小，耐久性较好等优点，但也有缺点就是强度增长较慢。

3 暖棚法养护

暖棚是以架设好的钢支撑为骨架，用聚丙烯编织布和薄膜复合而成的复合布覆盖围挡成相对比较密封的棚子，能源采用燃燒甲烷环保型锅炉（4t）将蒸汽通过焊接好的钢管管道输送到各个暖风机，然后吹热风使棚内空气保持正温，混凝土的浇筑与养护都在棚内进行，该养护法适用于地下结构工程和结构比较集中的工程，而海河东路站底、中板就是属于这种结构物。若进入冬季寒冷期日平均温度低于-10°时，还须配合蓄热法（一层塑料膜俩层珍珠岩一层棉毡）共同保温养护。本方法施工操作与常温无异，具有劳动条件好、工作效率高，不易发生冻害等优点，但是也有缺点就是设备的费用比较高。

4 电加热法养护

这里主要介绍的是车站中板采用电加热法其中的一种——电热毯法，电热毯是由四层玻璃纤维布中间夹以电阻丝制成，其几何尺寸为1.2m×1.4m，电热毯的电压为220V，功率为50W，布置时在结构物表面先铺设一层塑料薄膜，然后连续布毯，养护通电持续时间根据测量气温及养护温度确定，一般是按照通电3h，间断30min的工序进行。由于中板浇筑时上下隆空，浇筑期间平均温度低于-15°，因此与蓄热法（一层塑料薄膜俩层珍珠岩一层棉毡）和暖棚法共同进行保温养护。该方法对混凝土质量要可靠保证，缺点就是用电方面有一定的危险。

5 质量控制

（1）首先按照施工讲度每昼夜浇筑作业面在混凝土的边缘、角部、中部及集水坑等部位布置1个测位，再根据混凝土的厚度每个测位布置3个测点，分别位于混凝土的表层、中心、底层，表层测点布置在距混凝土表面50mm处，底层的温度测点宜布置在混凝土浇筑体底面以上50 - lOOmm处，温度传感器直接埋入混凝土内，传感器和传输线采用自锁式塑料扎带固定在钢筋之间，传感器不能与钢筋直接接触，否则不能准确反应混凝土内部温度，对于露出混凝土外面的导线接头要用金属管套保护，然后对埋设好的测位、测点、逐一编号、绘制布置图，测量结果要写入正式记录，包括量测混凝土拌合物温度，入模温度，环境温度，表里温差和降温速率，其中混凝土人模温度的测量频次每台班不应少于2次，浇筑后混凝土内部温度60min测量记录1次。当出现降温速率、表里温差超过规定时，应及时调整和优化温控措施；当混凝土的降温速率和表里温差满足控制值的下限值且混凝土最高温度与环境最低温度之差连续3d小于25°时，可停止温度监测。温度监测结束后，绘制各测点的温度变化曲线，见附图。

在冬季施工过程中，经过对海河东路站（14 -17）轴、（17 - 20）轴、（20 -25）轴底板；（1-4）轴中板温度的监测，数据结果汇总如下（表1）。

由以上结果可以直接看出，冬季采用综合蓄热法保温措施最佳效果为覆盖一层塑料膜俩层珍珠岩一层棉毡，详细测温记录数据和折线图（见图1）。

（2）在混凝土施工过程中，还应在浇筑地点随机取样并根据图纸和规范要求制作试件，包括有抗压强度、抗裂性能、抗渗性能、抗冻性能、混凝土密实度（电通量、氯离子扩散系数）等，其中抗压强度试件每次取样应制作6组，3组在温度（20°±2°）、湿度> 95%标准条件下养护至28d试压，1组与结构物同条件养护，在混凝土温度降至0°时试压用以检查混凝土是否达到受冻临界强度；2组与结构物在同条件下养护至等效龄期时，也就是达到该混凝土的成熟度时试压，试验结果合格后做为评定依据。

6 结语

通过在东北地区混凝土冬季施工，海河东路站底板、中板经第三方检测混凝土质量全部合格，采用上述保温养护方法对混凝土尽早达到强度效果显著。但随着科学技术的发展，还应不断摸索更好的冬施工法，继续优化施工组织方案，在严寒地区冬季施工经济成本实现更加有效的控制和操作方面更加简单方便。

参考文献：

[1] DB23 - 2003，黑龙江省地方建筑工程施工质量验收规范[S].