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1、鉴定技术文件之三 严严寒山区隧道施工技寒山区隧道施工技术术 严严寒寒山山区区隧隧道道 混混凝凝土土施施工工技技术术东边东边道白和道白和铁铁路路课题组课题组2007 年年 6 月月 20 日日和和龙龙目目 录录一、工程概况1二、方案确定1三、主要技术措施1四、混凝土冬季施工注意事项7五、拌合站暖棚的修建8六、实施效果91严严 寒寒 山山 区区 隧隧 道道 混混 凝凝 土土 施施 工工 技技 术术一、工程概况一、工程概况东北东部铁路白河至和龙段共有七座隧道，其中南山和荒沟为两座长隧道，中长隧道三座、短隧道两座。隧道总延米长 18440m，其中两座特长隧道南山隧道 7566m，荒沟隧道 6620m。
2、混凝土量约 20 万方，其中在冬季施工约 7 万方。隧道位于东北寒冷地区，最冷月平均气温-12.69，最低气温-33.2，地面冻结深度大于 1.5 米，土壤最大冻深 1.5m。给冬季施工造成很大困难。二、方案确定二、方案确定解决砼施工的关键技术是冬季施工，即在极低的温度下如何保证砼的拌合、输送及灌筑。南山隧道出口用蒸汽锅炉和火炉对暖棚和砂、石料等进行加热。为减少冬季砼施工热量散失，采用输送灌车保温和二衬台车加热进行砼养生。二次衬砌采用全液压自行式整体模板台车，以确保模具的强度和施工质量。三、主要技术措施三、主要技术措施（一）衬砌台车设计与操作要求1、台车的技术性能要求由于砼由高压泵直接泵送入模
3、，且速度较快，因此台车需有足够的刚度和强度，面板厚度不少于 10mm。台车采用长 10.5m 的 2 台和长 12m 的 2 台，台车面板按衬砌厚度0.8m 压力强度设计，液压系统压力 025Mpa，油泵流量 Q=14.6L/min，电机功率 P=7.5KW。2、操作要求反复循环立模、注浆、脱模、行走这四个工作过程，就形成了钢模板2台车的整个作业。操作要求：注浆时，混凝土最大下落高度不能超过 2500mm；钢模板台车前后混凝土高度差要求不超过 600mm；左右砼高度差要求不超过 500mm。油缸收缩时，必须分次收缩，切忌一次性强制脱模。每一个工作循环前要校对钢轨是否平直，钢轨中心距与衬砌中心距
4、是否对齐，检测钢轨牢固性。台车就位前，一定要把钢轨铺直，严禁基础支撑不能撑于钢轨上这一现象发生。每一个工作循环后要检查各部位螺栓、铰销的松紧状态，对各种联接件重新检查紧固。台车行走机构、丝杆千斤顶要定期打黄油，减速电机要定期加注齿轮油。液压系统应无泄漏现象，液压油应清洁，工作时应随时观察系统压力的波动情况。钢模板台车行走时，下模板下端与地面间不得有风管、水管等障碍物，严防台车行走时有拖带现象。台车工作时，卡轨器要夹紧钢轨，防止台车在砼施工时移动。（二）混凝土输送根据施工方案的选定，混凝土由拌合站集中拌和，由混凝土输送灌车运至泵口处。经过有效的泵送计算，本工程选用三一重工产的 60E 泵进行施工
5、。1、管路布置要求以减少泵送反作用力对管道的影响，其它弯头处均应设立支撑固定。在管道达到台车后，管道尽量不要与台车直接接触，以减少反作用力对台车的振动。由于砼输送距离有时会较长，水份损失严重，避免管道内砼过干而堵3塞，管道连接时，一定要使密缝圈密不透水，损坏件应及时更换。砼输送到台车后，为减少管道换接时间和砼在管道中的停留时间，应设立两组管道接口或滑槽，分别进行左右边墙施工。2、砼泵送施工操作要点严格控制砼配合比，满足泵送需求；由于泵送距离较长，管道中有大量砼，因此每次施工时，应严格计算砼量，尤其是封顶阶段，防止砼量不足引起空洞或量大产生跑模现象。做好试泵和润管工作，每次泵送前，应先检查输送泵
6、是否运转正常，先加入适量水进行润管，再泵送适量砂浆，减少磨擦阻力。开始泵送时，混凝土慢速均匀泵送，运转顺利后，才可正常泵送。发现堵管后，应立即停止泵送，查清堵管位置，排除堵塞物。泵送完毕后，用海棉球清洗管道，确保管道内壁光滑无水泥残渣。（三）混凝土的配制该隧道砼施工有两大技术难点，一是泵送，混凝土坍落度是施工关键；二是冬季混凝土在管道中输送热量较易散失，因此对混凝土的配制质量要求较高。1、水泥：根据混凝土设计强度，从经济性，耐久性、施工性方面，选用“届岭”牌 P42.5 水泥。2、粗骨料的粒径和级配：当砼水平输送距达到 200m 以上时，对混凝土粗骨料要求较高，该隧道施工采用两种粗骨料，一种是
7、 1631.5mm 连续级配碎石，主要以 2030mm 的碎石为主，针片状粗骨料控制在 5%以下，此种骨料占用量 60%左右；一种是 520mm 粒径小米石，主要是增加混凝土的泵送性，占用量 40%左右。两种碎石按比例掺配成 5-31.5mm 的连续级配，其含泥量、针片状、压碎等各项时标符合 GB/T14685-2001 技术要求。43、细骨料的控制：颗粒级配合理，采用中粗砂。4、砂率：为确保混凝土质量和泵送效果，在满足强度等级前题下，根据泵送距离远近，合理调整砂率，调整范围为 39%41%。泵送混凝土添加了一定量粉煤灰，以改善混凝土泵送性能、粘稠度，以及提高砼抗渗、抗冻能力和混凝土的后期强度
8、。采用吉林市产级粉煤灰。5、混凝土外加剂在冬季砼施工中，当室外温度低于 5，为提高混凝土抗冻性，加入水泥用量 4%的 MNF-1 高效防冻剂；为提高混凝土的可泵性，加入水泥用量 1%YSP-II 高强泵送剂。6、混凝土的坍落度混凝土泵送效果的好坏与坍落度选择至关重要，隧道混凝土冬季施工的两大技术难点，一是泵送，在设计配合比时，从坍落度上考虑，当水平距离大于 200m 时，坍落度设计为 18020mm。根据南山隧道施工生产水平及现有条件，设计坍落度选定为 14020mm，这样可提高混凝土的光洁性又能满足现场施工要求。二是混凝土输送泵管较容易散热，必须在施工环境与原材料热量损耗上进行保温措施。该隧
9、道施工经验为：泵送距离小于 300m 时，坍落度值 120140mm。（四）混凝土浇筑1、混凝土浇筑起始，应从距离基础上约 1.52m 处的作业窗开始浇筑，并注意倒换浇筑位置，防止局部受力过大引起变形。严禁由拱顶的浇筑口直接浇筑。2、浇筑混凝土的速度应不大于 67m3/h。特别是冬季施工时，混凝土凝固慢，浇筑时速度也要放缓。3、当浇筑到拱肩（起拱线部）时，应设专人在拱部端头处观察排气口，以防灌满后过度泵送压坏模型板。54、浇筑过程中，采用振动棒捣固即可，在拱顶部可以安装使用平板式振荡器。（五）冬季砼施工保温技术冬季混凝土施工要素有：原材料的储备，原材料的热处理，混凝土配比及拌合，混凝土的运输，
10、混凝土的拆模与混凝土的养护。1、原材料的储备（以南山隧道为例）冬季施工用料量：隧道成洞按 120m/月计，冬季施工 6 个月。则三个口共需石料 23400 方，砂子 16700 方，水泥 10405 吨。材料来源：水泥直接用汽车运至工地。由于施工主便道为林场林木运输主道，冬季维护及时能够保证通行。石子利用现有的生产场和地方石场作为料源。砂子有地方料源。储备场：进口利用已有的拌合站场地和路基。出口利用拌合站和石场作为料场，青山里拌合站、松下坪拌合站和个别路基可作为材料储备地。确保冬季有料可用，用料之前，运至搅拌站内部保暖料场进行预热后再使用。地材储备时利用石棉瓦和盖布做好防雨、防雪措施。同时由专
11、人负责防止雨雪侵入材料。材料倒运时选在在无雪的天气进行，同时对车箱进行覆盖。2、原材料的热处理搅拌站料场，根据施工需要备足 1011 循环施工所用的砂、石料；砂、石料场底部用混凝土硬化，加高隔墙和围护墙。在隔墙和围护墙上用钢构件做屋梁，屋梁上铺设双层保温彩钢瓦做成屋顶保温防雪。在砂、石料场围护棚内安装热鼓风机，混凝土拌合前对砂石料进行预热。63、混凝土外加剂及拌合混凝土按负温混凝土设计，其温度按-10 度控制，掺加 DZ 系列低温早强高性能混凝土外加剂。在暖棚内修建一个 2t 蒸汽锅炉房供热，在拌合站内设二座 4m3拌合水加热池，水温控制在 5060；由锅炉房引出几条管道分别对水泥库、搅拌棚供
12、热。管道连接应顺畅，确保安全。投料进行二次拌合，投料顺序为砂、水、碎石、水泥，各项指标要求如下：砂石料温度拌合水温水泥拌合时间砼出机温度砼入模温度101550605812min10158104、混凝土输送方式混凝土输送采用输送罐车。罐车外包盖布进行保温。5、混凝土养护措施及要求确保洞内温度不低于 10；混凝土入模前温度达到 810；C30 铺底混凝土施工完后，采用蓄热法覆盖塑料薄膜，利用混凝土水化热，提高养护速度。台车上混凝土养护采用蒸养：在台车上设置烧水器和水箱，布设蒸气管进行养护。拆模后需要养护地段采用蒸养：加工简易台架，上设烧水器和水箱布设蒸汽管对混凝土进行养护。四、混凝土冬季施工注意事
13、项四、混凝土冬季施工注意事项（一） 、砼冬期施工原材料要求：1、水泥宜选用普通硅酸盐水泥，其存放期超过 3 个月时，使用前必须进行强度检验，合格后方可使用；2、粗、细骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物及易冻裂的物质；73、储存液体防冻剂的设备应有保温措施。（二） 、砼冬期施工搅拌注意事项：1、严格控制防冻剂的掺量；2、试验人员应及时测量水泥、粗、细骨料、外掺料、水、液体防冻剂等原材料的温度，并进行砼热工计算，用于指导水加热的温度，确保砼拌合物的出机温度（严寒地区不得低于 15，寒冷地区不得低于 10） ，入模温度（严寒地区不得低于 10，寒冷地区不得低于 5） ，砼冬期施工测温项目和次数测温
14、项目测温次数室外气温及工地环境温度每昼夜不少于 4 次，此外还需测最高、最 低气温搅拌机棚温度每一工作班不少于 4 次水，水泥，砂，碎石及外加 剂溶液温度每一工作班不少于 4 次混凝土出机、入模温度每一工作班不少于 4 次3、气温低于-5时，可用热水拌合混凝土，水加热温度不宜高于80，施工人员需及时注意温度变化加以控制，以避免过热的水导致水泥假凝；合理的投料顺序为：先投入骨料和加热的水，搅拌一定时间后，再投入水泥和外加剂（复合防冻剂） ，继续搅拌至规定时间，加入防冻剂的砼，搅拌时间应比常温搅拌延长 50；4、气温低于-15时，骨料可移入暖棚或采取加热措施，骨料冻结成块时须加热，加热温度不得高于
15、 65，并应避免灼烧，如用蒸汽直接加热骨料，由蒸汽带入骨料的水分，应从拌合水中扣除。（三） 、掺防冻剂混凝土的养护，应符合下列规定：1、在负温条件下养护，不得浇水，混凝土浇筑后，应立即用塑料薄8膜及保温材料覆盖；2、初期养护温度不低于防冻剂规定温度，当达不到规定温度时，应采取保温措施；3、当混凝土温度降到规定温度时，混凝土强度必须达到抗冻临界强度；当最低气温不低于-10时，混凝土抗压强度不得小于 3.5MPa；当最低气温不低于-15时，混凝土抗压强度不得小于 4.0MPa；当最低气温不低于-20时，混凝土抗压强度不得小于 5.0MPa；4、混凝土与环境的温差不得大于 15，当温差在 10以上，
16、但低于15时，拆除模板后的混凝土表面宜采取临时覆盖措施；（四） 、掺防冻剂混凝土的质量控制：1、采用的保温措施应使混凝土的温度下降到 0以前达到抗冻临界强度；2、混凝土浇筑后，在结构最薄弱和易冻的部位，应加强保温防冻措施，保温材料应保持干燥。结构的边棱隅角应加强覆盖保温，迎风面应采取防风措施；并留置相应测温孔，测温测头，埋入深度应为 100150mm，也可为板厚的 1/2 或墙厚的 1/2。在达到抗冻临界强度前应每隔 2h 测定一次，以后应每隔 6h 测一次，并应同时测定环境温度；3、当混凝土达到 TB10210-2001 规范第 5.13.1 条的强度要求，并符合抗冻临界强度后，方可拆除模板；4、检测混凝土温度时，测温计不应受外界
