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1、风区高速铁路高性能混凝土施工养护技术研究报告风区高速铁路高性能混凝土施工养护技术研究报告第一章 项目总体情况介绍一、工程概况1、线路概况新建兰新铁路第二双线西宁至张掖段LXS-15标段路基起讫里程为DK899+077.6DK904+812.33，线路长度5.734km，线路跨越耕地、林地及多处灌溉支渠，线路左侧为玉门镇农田水利灌溉的西干渠及乡村土路，沿道路有高压电网通过。疏勒河特大桥DK904+782.32-DK915+000段长度约为10.22km，由中铁十九局集团兰新铁路（甘青段）项目经理部二工区负责施工，位于酒泉地区玉门市内，大致平行既有兰新铁路南侧布线，穿越安西极旱荒漠国家级自然保护区
2、。2、 主要技术标准正线主要技术标准见表2-2-1表2-2-1 主要技术标准序号项目正线技术标准序号项目正线技术标准1铁路等级级5牵引种类电力2正线数目双线6到发线有效长度650m3最小曲线半径3500m7列车运行控制方式自动控制4最大坡度一般13,困难188行车指挥方式综合调度3、主要工程内容和数量我工区施工区间路基土方474050m3、级配碎石101070.7m3、B组填料310597m3,沥青砼2040 m3 , 路基附属混凝土及砌体23181圬工方疏勒河特大桥0#314#桥墩部分，此范围内孔跨结构为42-32m+1-24m+66-32m+2-24m+22-32m+2-24m+11-32
3、m+1-24m+17-32m+3-24m+147-32m本范围内疏勒河特大桥桥墩主要采用圆端形实体墩，墩高大于等于15米为空心圆端型桥墩。桥台为矩形空心台。全桥墩台均采用钻孔桩基础，简支箱梁桩基础桩径采用1.0m或1.25m。本桥1.0m桩基延长56576米，1.25m桩基延长10103米，墩台315个，线下部分总计混凝土约13.044万方，钢筋约7879.33吨。表2-3-1 主要工程数量表序号工程项目数量混凝土钢筋1疏勒河特大桥DK904+782.32DK915+00066679延长米2桩 基2521根56804.1m33284.1t3承 台315个42387.5 m32479.2t4墩
4、台314个30219.3 m31960.7t5桥 台1个311.3 m324.33t6垫 石315个墩台724.5 m3131.0t合计130446 m37879.33t4、征地拆迁数量、类别，特殊拆迁项目情况征拆工作的首要任务是保证控制性工期按期开工，依次解决影响线下工程、架梁通道和电气化施工的迁改问题。拆迁工作的主要原则是突出重点，系统解决、一次到位，避免发生重复拆迁。征地拆迁数量类别情况如下：临时用地160亩，永久征地129亩，房屋拆迁57户。二、 水文、地质1、地形地貌线路走行于疏勒河冲洪积平原区及绿洲交替，地下水丰富，区内内城镇较多，交通便利，地表为第四系松散沉积层覆盖。2、工程地质
5、2.1地层岩性地层主要为第四系全新系统、上更新统洪积粉质黏土、粉土、砂类土、圆砾土等，基岩为侏罗系砂岩、震旦系片麻岩、华里西期石英闪长岩等。2.2不良地质及特殊岩土地层不良地质主要为风蚀，特殊岩土主要为松软土、盐渍土、湿陷性黄土。3、水文地质河流均为内陆河，主要有疏勒河，疏勒河发源于祁连山，先自东南向西北而后折向西南呈潜流汇入塔里木盆地，为常年流水河流，流量随季节变化而变化。地下水主要为第四系孔隙潜水，沿线在冲、洪积平原区内的河沟、滩地和地势低洼处汇集的孔隙潜水，受大气降水、高山融雪水及河水补给。4、地质构造本段位于河西走廊沉降带祁连褶皱系的西段，包括祁连山以北和北山、龙首山以南的狭长凹陷地带
6、。整个沉降带又为龙首山-青石岭隆起所分隔，进一步分出酒泉盆地和踏实盆地，盆地中充填了巨厚层中生代、新生代沉积物。在沉降带内无论是隆起还是盆地，延伸方向都反映了向北凸的弧形特征，总的构造线方向及盆地的展布方向与山脉的展布方向一致，呈北西西向。新构造运动在沉降带内以差异性升隆运动为主，具体表现在一些区域内的盆地有相对沉降运动，造成山前漫流区纵坡陡、坡降大，洪水季节往往显示出较强烈的冲刷作用，盆地中部则显示出强烈的淤积作用，第四系沉积物巨厚。三、气象特征属中温带干旱大陆性气候区，气候干燥、降雨量小、冰冻期长，昼夜温差变化较大，春、秋多风，夏季短促而炎热，冬季漫长且严寒为其主要特征。DK904+782
7、.32DK915+000最大冻结深度116cm。本段为安西风区，10m高度年平均大风日数33.9，年平均风速3.39m/s，主导风向W、E；10分钟最大风速25.0 m/s，主导风向WNW，10分钟平均最大风速年最大风速18.5m/s；2分钟最大风速28.0m/s，风向WSW。四、地震参数根据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001图A1）及中国地震动反应谱特征周期区划图（GB18306-2001图B1），DK869+140DK930+345.40段地震动峰值加速度值为0.10g（相当于地震基本烈度七度），地震动反应谱特征周期0.45s。五、工程特点与难点及立项的必要性1、工程特点
8、1.1、技术新、标准高高速铁路技术新、标准高，需要以全新的思路、理念、方法、措施组织项目施工，以实现主体工程质量“零缺陷”，并需满足高速列车开行高安全性和高舒适性的要求。“桥隧混凝土结构使用寿命不低于100年，无碴轨道使用寿命不低于60年”，对高性能耐久性混凝土的材料、配合比设计、施工工艺、质量控制提出了更高要求。1.2、工程任务重、工期紧张本项目工程量大，工程艰巨，施工环境考虑，征地拆迁难度大，并受架梁及无碴轨道施工制约，工程任务重与施工工期短的矛盾尤为突出。为满足工期要求，应对各专业工程进行周密组织、合理安排、协调施工，确保工期目标。1.3、环境保护任务重、责任大本线环保要求高，工程施工过
9、程中务必自始至终做好弃土（渣）、污水排放等工作，努力把工程施工对周围环境的影响降至最小。1.4、疏勒河特大桥工程量大，标准高本桥具有技术含量高、施工复杂的特点。桥梁的沉降变形要求十分严格，高性能混凝土的应用，新工艺研究与应用。无砟轨道对桥梁墩台沉降和相邻墩台的差异沉降、桥梁上部结构的线型稳定提出了严格的要求，施工中必须采取严格的技术、工艺保证措施，以控制墩台沉降和梁部收缩徐变引起的结构线型变化，施工期间要对墩台沉降进行系统的观测。1.5、兰新铁路第二双线设计运行时速为350km，而线路穿越的安西风区气候环境极为恶劣，主要表现在：1.5.1、在10m高度年平均大风日数33.9，年平均风速3.39
10、m/s，主导风向W、E；10分钟最大风速25.0 m/s，主导风向WNW，10分钟平均最大风速年最大风速18.5m/s；2分钟最大风速28.0m/s，风向WSW。1.5.2、严重干旱缺水，年降水量为162mm，而蒸发量达2000mm以上，且地表水极其稀缺。1.5.3、季节、昼夜温差大。夏季最高气温48C，冬季最低气温一41 ，白天太阳直射气温高，晚上又辐射冷却加之受大风影响，气温低，故气温昼夜差大。春、秋多风，夏季短促而炎热，冬季漫长且严寒为其主要特征。DK904+782.32DK915+000最大冻结深度116cm。2、工程的技术难点及立项的必要性由于安西风区自然环境恶劣，因此，对高性能混凝
11、土配合比的设计及施工后的养护要求较高。混凝土结构施工完成后，若不采用合理、有效的养护方式，势必会导致混凝土内部水分大量向外散失，从而影响胶凝材料的水化，致使混凝土的强度增长缓慢。另外，由于水分的大量散失，混凝土产生较大的干燥收缩，导致其表面产生大量的干缩裂纹，裂纹的产生使得混凝土结构抗冻性、抗渗性、抗化学腐蚀性以及抗风蚀性等耐久性指标严重降低。由于当地水源稀缺，传统的洒水养护很难进行，为此，很有必要对配合比和养护方式开展现场试验研究，在保证按实际配合比施工的混凝土不产生裂纹的同时，尽可能降低经济成本。六、工程进度安排：1、工期目标及开竣工日期计划开工日期为2010年6月15日，竣工日期为201
12、3年12月31日，总工期43个月。满足业主工期要求。2、总体施工安排和主要阶段工期总体施工进度安排表序号阶段名称具体内容1施工准备阶段2010年4月15日-2010年6月15日，主要完成施工便道、供水、供电、生产生活用房、交接桩和线路复测及控制测量、复核技术资料、混凝土配合比的选择及进场材料的实验、办理征地拆迁以及组织机械设备、人员、材料进场，大临工程开始建设等。2下部结构施工阶段2010年6月15日2011年7月31日，主要完成桥梁下部结构桥梁工程施工进度指标表序号项 目施工周期1.桩基旋挖钻成孔砂砾地层： 小直径桩基：2根/天 大直径桩基：1.5根/天2.扩大基础、承台10天/座3.实体墩
13、15m以下10天/座、15m 以上为15天/座4.空心墩采用翻模，平均3天/节。桥梁工程进度计划桥梁下部及特殊结构施工进度计划安排表序号工 程 名 称开工时间完工时间有效天数1.疏勒河特大桥疏勒河特大桥DK904+782.32DK915+0002010-6-152011-7-31277第二章 关键技术领域的国内外现状高性能混凝土是在常规混凝土工作性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，除水泥、水、集料外，通过掺加足够数量的活性细掺合料(如矿物超细粉或硅粉等)和高效外加剂，实现混凝土良好的高工作性能、高强度和高耐久性为主要特征的一种新型高技术混凝土；活性细掺合料不但改善混凝土的亚微观结
14、构，提高粗骨料与砂浆之间的界面强度，而且可填充混凝土内部的毛细孔，起到改善新拌混凝土的工作性、降低混凝土的温升、增强、密实、提高抗腐蚀能力的作用；高性能高效减水剂是高性能混凝土的必要组分，其性能使水泥起到分散作用，以改善混凝土的和易性、减少水化热、降低混凝土自反应热峰值点，推迟自反应热峰值时间，减少混凝土的自收缩，提高混凝土的密实性，进而提高混凝土的耐久性。高性能混凝土是通过科学地选择组成材料、优化混凝土配合比参数，再通过良好的生产、浇捣和养护等各施工环节严格控制所获得的。第三章 研究课题一、研究内容项目于疏勒河特大桥DK908+100处选用96敦、97敦、98敦、99敦4个试验墩，分别采用普
15、通混凝土+普通养护，普通混凝土+双层养护，添加抗裂剂混凝土+普通养护，添加抗裂剂混凝土+双层养护4种方法，并在试验墩浇筑混凝土前埋入温度测试元件和混凝土应变计。 通过直接观察、同条件试件试验、预埋元件测试数据等方式了解添加抗裂剂的抗裂作用，同时对养护方式进行评定，为在保证质量前提下的优化提供依据。通过各种测试元件，掌握混凝土浇筑后水化过程及养护期间混凝土内外不同部位的温度变化、混凝土应力变化等情况和规律；通过对混凝土内外温差的实时监控，判断是否会产生较大温度应力而产生裂纹。二、研究过程1、风区现场试验测试仪器 1.1、裂纹测试仪器采用DJcK一2裂纹洲宽仪测裂纹宽度，采用DJCS一05裂纹测深仪测裂纹深度，采用皮尺测裂纹长度。1
