简述严寒条件下桥涵施工技术和质量控制

张瑞领

中铁十四局集团海外工程公司 山东 济南 250013

前言

严寒条件下桥涵施工，要根据施工环境、施工条件，结合施工内容，采取合适的施工材料、施工机械、施工技术措施，制定出切实可行的施工方案。施工过程要科学管理，严格控制，确保施工质量满足各项技术标准。2019～2021年我参加了中铁十四局海外公司卡麦公路项目的建设，在严寒条件下桥涵施工方面取得了一些经验和见解，现形成文字，以期在以后相似环境施工中对大家有所借鉴和帮助。

1 工程概况

卡麦公路属于哈萨克斯坦，项目起点是东哈萨克斯坦州中部城市卡尔巴套，终点是麦卡普沙盖，全长415.2km，共分为10个标段。我们施工段为第9标段，全长55.2km，全段分布着80多座涵洞和6座桥梁，现浇混凝土8000多立方米。这些涵洞和桥梁成为制约工期的关键因素。哈萨克斯坦为大陆性气候，冬季漫长严寒，每年的12月份到来年的4月气温在0℃至-40℃之间。为确保项目按期完成，开展冬季施工，加快涵洞、桥梁的施工建设，成为项目必须实施的工作。

2 施工技术和质量控制

2.1 施工前准备工作

（1）现场准备

进入冬季，施工便道做好填筑、维护和保养，及时清理路面冰雪，确保行车安全。施工车辆及时更换带伤轮胎，安装防滑链；更换适合冬季使用的机油、润滑油、燃油；检查维修刹车、转向、车灯，确保机械不带病作业。

（2）拌和站准备

1）材料储备。储备符合规范标准的砂石料、水泥和防冻剂。碎石的CBR值和沙的含泥量要重点控制；水泥采用普通硅酸盐水泥。防冻剂在气温0℃至-15℃时使用，可以使混凝土低温下正常水化，促进混凝土早期强度提升。

2）建造锅炉。锅炉用于加热拌和用水，提升混凝土拌和温度。锅炉供水管道埋入冻土层以下，对于冻土层以上和露在外面的管道用保温棉和棉絮做好保温措施，确保冬季水管畅通。

3）建造砂石料暖棚。砂石料暖棚用于对砂石料进行加热保温。暖棚大小根据施工需要确定，采用彩钢瓦全封闭建设，两侧及后面放置集装箱进行防风保温。棚内用d40mm钢管做循环水管道，地面、四周全铺设，管道间隔40cm。加热采用电锅炉加热法，保证循环水的温度。

（3）技术措施准备

根据设计文件、规范标准、技术文献，结合其他单位的成功经验，我们制定了切实可行的冬季桥涵施工技术方案，并提前和施工班组进行了书面交底。在混凝土施工配合比，材料标准，投料顺序，温度要求，添加剂的使用，拌和时间，成品混凝土技术指标，运输要求，浇筑方法，养护措施等方面都做了具体的说明。冬季桥涵施工技术方案为冬季桥涵的施工质量提供了有力保证。

2.2 混凝土施工过程控制

（1）混凝土拌和

我们采用JS750强制式拌和机，每次拌和量为0.5m³。拌和前，把拌和用水加热到60℃至80℃。初次拌和，拌和机首先启动，加入少量热水，冲洗搅拌机。然后加入砂石料和水进行拌和，最后投入水泥、防冻剂，搅拌2至3分钟并观察混凝土和易性状态。出料后由实验人员及时检测出料温度和坍落度数值。

（2）混凝土运输

混凝土运输采用罐车，罐体外面覆盖保温被[1]。每天初次用热水湿润罐体，然后把水倒掉，灌入混凝土，并尽快运送到施工现场。

（3）混凝土浇筑

混凝土浇筑前使用热风机清除模板、钢筋上的冰雪，并使模板、钢筋温度得到提升；用热风机对基层碎石进行加温，以防止基层温度过低对混凝土强度产生影响[2]。混凝土入模温度最低不能低于5℃，入模后及时振捣。混凝土振捣要符合作业规范，不能漏震和过震，表面高程控制严格，收浆抹面要符合规范要求。凝土浇筑应连续进行，间断时间最长不能超过0.5h。间断时间超过0.5h，按施工方案留施工缝或由项目技术部批准做废弃处理。

注意事项如下：①加热拌和用水锅炉要24h不断加热，防止水结冰或温度过低，用水时加热时间过长，影响现场施工。②混凝土骨料按配合比提前无水拌和好，放在加热棚内不间断加热，保温。保温棚温度要达到10℃至20℃。③水泥和防冻剂要避免和80℃以上热水直接接触，防止高温失效。④出料温度达到6℃以上，入模温度控制在5℃以上，坍落度控制在16到20cm。

（4）混凝土的养护

1）养护准备工作。严寒条件下混凝土养护有传统暖棚养护法和电阻丝内部加热养护方法，以及两种方法相结合的养护方法。相应措施需要的设备、材料在施工前运抵现场，进行必要的搭建和组装。

2）暖棚混凝土养护。暖棚养护首先要搭建好保温棚。保温棚用帆布搭建，外面覆盖毛毡、棉被。保温棚要确保严密不透风，保温效果良好。我们使用暖风炮进行加温，作业时暖风炮和保温棚要保持安全距离，并注意出风口朝向，杜绝保温棚引燃隐患。这种方法适用于外部气温高于-10℃，较薄混凝土结构，操作简便，易于掌握，但是热损失大，不够经济。

3）电阻丝加热混凝土养护。电阻丝加热混凝土养护工艺原理：380V交流电压经电加热器变压成45v、65v、85v、100v的低电压。电阻丝连接导线、电缆和电加热器连接，接通电源后，电阻丝把电能转化为热能，对混凝土起到加热养护作用，促进混凝土早期强度的提升。

电阻丝加热养护工艺，要提前在模板内布设电阻丝。电阻丝布设要根据混凝土的体积、形状，电阻丝的规格，需要提升的温度确定电阻丝的总长度和布置密度。根据电加热器的功率确定负荷电阻丝的最大长度，从而确定需要电加热器的台数。对于30cm厚涵洞底板混凝土，我们采用20cm间隔纵向设置，分底上两层，两层间隔10cm。桥台、耳墙，可利用内部钢筋作为支点布置电阻丝。混凝土经过收浆抹面工序后，要及时覆盖塑料薄膜，保温保湿，及时给电阻丝通电，开始养护。电阻丝加热养护是已经成熟的混凝土冬季施工工艺，具有操作简便，效果显著，经济效益明显等优点。比传统暖风炮暖棚养护节约成本15%左右。

注意事项如下：①电阻丝布设应均匀、整齐，利于混凝土浇筑施工，利于混凝土受热均匀。②电阻丝加热禁止电加热器超负荷运转，以免影响加温效果。③混凝土升降温度变化不易过快，以5℃/h为宜。④电阻丝外露混凝土面不大于10cm，防止绝缘层熔化。⑤电阻丝熔断后应及时维修，以防混凝土受冻损坏。⑥通电养护前三天通过开关电闸控制混凝土温度在15℃至30℃之间，每隔4小时检测一次。⑦混凝土强度达到设计强度的50%时方可撤除电加热设备[3]。⑧拆除加热设备后，要继续覆盖毛毡、稻草进行保温养护。

（5）混凝土质量检测

混凝土检测采用标准试块试压和回弹仪检测两种方式进行。标准试块分同条件养护7d和持续养护28d强度两组，检测数值应符合规范要求。混凝土强度上升结束后，回弹仪检测数值应符合设计要求。

2.3 预制件安装

我们项目的涵洞，多为地板混凝土现浇，主体预制拼装的圆管涵。分单孔和双孔，管径1～1.5m。冬季吊装作业，吊装设备容易出现不能启动，突然熄火，转动部件失灵等问题。施工前做好检查，及时维修，规范操作。预制件之间按设计设置施工缝，防止夏季热胀损坏构件。

2.4 台背回填施工

涵洞安装完成，做好防水，经检查验收后，应及时进行台背回填。台背回填采用天然级配沙砾土，严格按照标准分层填筑，分层压实，两侧对称施工。每层均要检测压实度，监理验收后进行下一层施工。当天运输到的填筑料，当天填筑、压实。防止上冻、结块。

3 结束语

严寒条件下桥涵施工，必须做好准备工作，创造合适的施工条件，采取切实可行的施工工艺，才能保证施工质量。经过四个多月的冬季施工，我们克服困难，完成了30座涵洞，2座桥梁的基础施工任务。经检测质量全部合格，为后期路基施工创造了条件，节约了工期，并且取得了显著的经济效益，值得以后相似施工条件的工程项目借鉴、推广。