冬季施工方案新.docx

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冬季施工方案新

泃河辛撞节制闸除险加固工程

合同编号：

JHXZZSG/HT-2013-01

冬

期

施

工

方

案

天津市津水建筑工程公司

2013年11月19日

一、工程概况

1.工程概况

泃河发源于河北省兴隆县，流经天津市蓟县北部山区、北京市平谷县、河北省三河市后进入天津的宝坻和蓟县，在九王庄与州河汇合后称蓟运河。

为减小泃河对蓟运河的洪水压力，1973年开挖了引泃入潮分洪道，使泃河洪水大部分通过引泃入潮分洪道泄入潮白新河。

辛撞节制闸为引泃入潮起点第一座建筑物，位于蓟县辛撞村南引泃入潮口泃河左堤7+130处，属海河治理引泃入潮配套工程，其主要作用是拦截泃河洪水，使洪水改道进入潮白河，减轻蓟运河洪水对下游的威胁。

二、施工方案

1冬施部位

根据相关资料，天津地区11月15日至次年3月15日间，将进入冬期施工阶段（实际以日平均气温低于零下5℃为准）。

根据施工进度计划，本工程主体处于冬施期间，因此必须十分重视，冬期施工方法必须采用相应可靠措施，必须采取可靠的保证措施。

2主要施工方法

依据本工程施工进度计划，主体结构工程采用大棚保温蓄热法施工。

3冬期施工准备

3.1冬期大气温度控制

由于冬施期间长期天气预报尚未获得，所以本方案按常年冬季气温编制，如发现冬施气象预报与常年有较大差异时，需对本方案及时调整，并做好准备工作。

冬施阶段温度控制：

1、当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，或出现当日最低气温低于0℃时，即转入冬期施工。

2、当次年初春室外日平均气温连续5天稳定高于5℃时，即转入常温施工。

3、日平均气温是一天内2、8、14、20时等4次室外气温观测结果的平均值，测温处应设在距地面以上1.5米处，并远离热源的地方。

3.2施工现场的准备工作

1、排除现场积水，对施工现场进行必要的修整，截断流入现场的水源，做好排水措施，消除施工现场用水造成的场地结冰现象。

2、施工现场积雪清扫后，不应堆放在机电设备、物件堆放场地附近。

3、对整个现场进行彻底检查，对易燃区及时整改，消灭火灾隐患，保证消防道路的畅通。

4、认真做好现场动力机械维修、保养，及时更换防冻润滑油，确保冬施机械设备正常运转。

3.3冬施技术准备

1、现场成立以项目经理为首的冬施领导小组，负责安排、管理、落实、检查冬施工作。

2、对有关干部与班组进行冬施培训。

●施工员、技术员、试验员等参加公司的统一培训。

●试验工、测温工、保温工等参加项目经理部培训。

以上人员均需通过培训，考核合格后方可上岗。

3.4冬施热源：

本工程应急措施需要热源，拟采用暖棚法作为应急措施，热源考虑采用煤油炉。

3.5设施保温

1、高压泵水箱间用电取暖器采暖。

2、管线保温：

地上架设的施工用水立管，用岩棉管保温，埋地管上覆土层厚度不应低于80cm，砼泵管另覆盖草帘被，以减少输送过程中砼热量的散失。

3、要求砼搅拌站认真做好砼的保温工作，控制砼的热量散失在允许范围之内，确保砼的入模温度。

3.6材料准备

材料部门应按材料计划（计划员按月编报、组织、落实材料进场），属冬施准备阶段用料应提前在10月底以前进场，保温材料一般在11月上旬进场就绪。

材料名称

单位

用量

备注

塑料薄膜

m2

3000

草帘被

条

2000

温度计

支

10

-20～100℃

4混凝土冬期施工措施

4.1化学外加剂的选择：

采用无氯低碱新型防冻剂。

（进入冬施后上报质检报告及准用证）

4.2水泥：

混凝土采用P.O42.5#普通硅酸盐水泥拌制。

4.3项目技术员应在砼搅拌前，对所用的水泥、砂、石及有关的外加剂作质量检定试验和同强度等级混凝土配合比试验，并将试验报告及资料提交项目部。

水泥、砂、石、外加剂等同时还应符合环保要求。

4.4认真做好委托工作：

在委托时，要注明所需砼的种类、强度等级、用量、初凝时间、坍落度要求、供应时间和部位。

为确保砼的质量，每次浇筑砼时。

具体要求为：

坍落度控制在160～180mm以内；初凝时间不小于6小时；终凝时间不大于12小时；砼的到场最长时间间隔不超过3小时；结构施工时，不得出现分层离析现象，不符合上述要求的砼到场后应坚决退回。

4.5砼的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。

4.6砼浇筑前，浇筑部位若有积雪或冰屑，应清扫干净。

特别要注意墙体模板支设前应时刻注意天气情况，如遇大雪天气应停止墙模支设，防止大雪入内不好清理。

如局部墙模内有积雪的话，应采用热水浇化后浇筑混凝土的办法。

4.7砼的保温

1、保温措施

●现浇楼板：

在楼板砼浇筑完毕后，表面覆盖一层塑料薄膜，并在其上加两层阻燃草帘被，阻燃草帘被必须用脚手板或钢管压牢。

●墙体：

外挂阻燃草帘被，用铁丝绑牢，以防被风吹落。

●浇筑混凝土部位的外脚手架上用彩条布围挡，下层结构的门窗用草帘被悬挂封闭，以减小风的入侵。

●当砼强度达到4.0Mpa（以同条件养护试块试压为准），经技术员同意后方可拆除保温。

2、保温覆盖要求

●砼的覆盖保温是蓄热法施工的关键，保温材料必须按本方案执行，操作时要覆盖均匀，边角接槎部位要严密，并要压牢。

●保温完毕，值班工长要认真检查，遇有大风天气，要留专职值班人员检查保温覆盖情况，并负责修复被风吹坏的保温层。

3、特殊天气的应急处理措施：

气候突然变冷时，新浇筑楼面混凝土采用加温养护：

在楼面上用钢管及防燃彩料布搭设加温棚，加温棚应与外脚手架形成密封的空间，采用煤油炉加热，设置数量为50平方/个。

4.8测温工作

1、从11月1日起进行在大气温度测记，11月中旬开始配合砼的施工进行规定项目的测记，各项测点内容均按规定执行。

2、冬施测温范围

●大气温度：

测温时间为2、8、14、20时等4次，测温处应设在距地面以上1.5米处，并远离热源的地方。

对测温资料应统计出最高、最低及平均温度三项。

●砼的温度、入模温度二项，每台班测四次，每次间隔2小时。

●砼的养护温度：

砼的养护温度测量间隔时间，从浇筑完毕至达到4MPa前，每隔2小时测一次；达到4MPa后，每隔6小时测一次，至与外界温度持平时止，停止测温的时间由技术员另行通知。

3、砼的测温孔均应编号，并由技术员绘制测温孔平面图。

4、测温员必须认真做好测温记录，要求字迹清楚，项目填写齐全，不能弄虚作假，不得遗漏，以备资料归档，若发现砼温度过高或过低的情况，应及时通知技术员，查找原因采取措施。

5、测温员每天早上8:

00必须把冬施测温记录交技术员审阅。

6、测温员除应注意有关测温安全事项外，测温后必须将测温孔用保温材料覆盖好，夜间测温上岗，不得少于4人。

7、测温孔平面布置图中带圆圈数字的为楼板测温孔，不带圆圈数字的为墙、柱的测温孔点的编号，墙、柱测温孔设置在墙柱顶部，孔深15cm；楼板测温孔与砼表面成45度角设置，孔深10cm，也可垂直设置，孔深为楼板厚度的1/2。

测温时，温度计应留置在孔内不少于3min。

（测温记录及平面布置另详）

4.9混凝土试块制作

每浇筑一段，每一台班，每一种强度等级的砼不少于4组试块，其中一组标准养护，一组同条件养护，一组冬转常（转常时留设），一组备用，特殊情况另增试块组数，同条件试块的试压时间，由技术员进行通知。

5钢筋工程冬期施工措施

1、对负温下使用的钢筋，施工时应加强检验。

凡发现有损伤的钢筋一律严禁使用。

2、钢筋冷拉调直温度不宜低于-20℃，冷拉时采用控制冷拉率的方法进行施工，冷拉率的确定与常温下相同，可在常温下由试验确定，测定钢筋冷拉率时，钢筋的试样不得少于4个，并取其试验结果的平均值作为该钢筋实际应用的冷拉率，对Ⅰ级D≤12mm的钢筋测定同炉批钢筋冷拉率的冷拉应力应310MPa左右。

3、在负温下冷拉调直后的钢筋，应逐根进行外观质量检查，其表面不得有裂纹和局部颈缩。

4、当气温低于-15℃时，不得进行钢筋的各种焊接作业。

6各项保证措施

6.1质量保证措施

1、混凝土未达到受冻临界强度，均不得拆除保温。

2、所有停用的机械设备应在入冬前将设备内存水放净，并挂“无水”牌，其它各种机械设备每天使用后，也要在放净水后，挂“无水”牌，防止冻坏机器设备。

6.2安全保证措施

1、冬期要做好防滑、防冻、保温工作，脚手架、上人马道要采取防滑措施。

霜雪天要及时清扫，大风雪后及时检查脚手架和安全网的牢固性，防止高空坠落事故发生。

2、现场所有的电器和机电设备按规定接零、接地。

风、雨、雪后要检测无短路后方可使用。

3、冬施期间应对塔式起重机的基础进行一次普查，防止地基冻融沉陷造成倾斜倒塌。

4、六级以上大风停止塔吊的吊装作业，下雪后应清除塔吊各部位的积雪后，方可进行吊装作业。

6.3消防保证措施

进入冬期以前应对消防器材的性能进行一次全面检查，对库房等重点防火部位进行重点检查，消除火灾隐患。

1、严格现场用火管理：

现场作业需使用明火时，必须事先办理动火证，并有专人值班看火，主管人员定期检查。

电气焊时应采用有效的防止火花飞扬措施，并派专人携带消防器材看火，遇5级以上大风时严禁露天电气焊作业，严禁现场吸烟。

2、氧气瓶如有冻结现象，禁止使用明火烘烤或铁器猛击气阀。

3、按消防规定准备好足够的消防器材，水源要充足，做好消火栓的保温，消防道路要通畅。

4、易燃物要集中堆放并及时清除，保证冬施现场安全、文明。

5、变电室、配电室必须保持干燥通风，禁止用明火取暖。

6.4其它有关冬施及日常安全消防措施按公司有关规定执行。

八、热工计算

本计算所涉及的自然条件，即冷却期间的平均气温和结构表面系数均满足《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104-97）的7.3.2规定要求，即冷却期间平均气温不低于-12℃，结构表面系数5≤M≤15。

本计算的参数、系数等取值，均与冬施方案中即定的封闭保温措施一致，即外脚步手架四周外侧用彩条布封闭挡风；现浇板模板，板上用一层塑料覆盖，上满铺一层或二层阻燃草帘被保温保湿养护。

本计算考虑掺加早强复合抗冻剂，按《建筑工程冬期施工规程》之7.1.1.2要求，当室外最低气温不低于-15℃时，其受冻临界强度不得小于4.0N/mm2（4MPa）。

本计算所涉及的水泥用量等参数，是参考商品砼搅拌站提供的“C30砼冬季施工配合比”，其水泥用量比同强度等级砼“C30砼春秋季配合比”增加约50Kg，从实际意义上讲，相当于砼等级已提高一级，并且配合比的主要性能指标均满足《建筑工程冬期施工规程》之7.1.3的规定要求。

即“普通硅酸盐42.5#水泥，最少水泥用量不应少于300Kg/m3，水灰比不应大于0.6”。

本计算所采用的公式、参数以及公式中的符号所代表的意义，将尽可能明细化，不明之处请参阅《建筑工程冬期施工规程》JGJ104-97（以下简称规程）《冬期施工手册》中说明与解释。

3、基本参数取值

（1）C30冬期施工配合比（普通硅酸盐42.5号水泥）

水泥（kg）

水（kg）

砂（kg）

石（kg）

I级粉煤灰（kg）

水灰比（kg）

砂率（kg）

JD-10（%）

346

183

796

1017

58

0.46

44

2-4

（2）表面系数

楼板的板厚为120，表面系数M=2/0.12=16.7m-1，已超出《建筑工程冬期施工规程》规定的15m-1的上限要求，须加强保温措施。

（3）气象资料

根据《建筑施工手册》和近年来施工经验，并通过气象台咨询确定如下：

时间

平均气温

三天平均气温

十二月中旬

-2.4℃

-5℃

一月上旬

-4.7℃

一月中旬

-5℃

-8℃

一月下旬

-4.2℃

（4）保温材料的热工参数

阻燃草帘被：

导热系数λ1=0.046w/mk厚度：

d1=28.4mm

竹胶合板：

导热系数λ2=0.17w/mk厚度：

d2=12mm

聚苯阻燃泡沫塑料板：

λ3=0.03w/mk厚度：

d3=50mm

4、综合蓄热法热工计算

（1）保温层总传热系数kk=（k1+k2）/2

楼板上表面传热系数k1：

楼板上表面覆盖塑料布一层，阻燃草帘一至二层

R01=R1+RW

式中：

R01—表面覆盖材料的总传热阻（m2k/w）

R1—保温材料的热阻（m2k/w）

RW—模板保温层表面热阻（m2k/w）

R=d/λ

R11=d1/λ1=0.0284/0.046=0.6174m2k/w（覆盖一层草帘被）

R12=2d1/λ1=2×0.0284/0.046=1.235m2k/w（覆盖二层草帘被）

RW=0.043m2k/w

则R01=0.6174+0.043=0.66m2k/w（覆盖一层草帘被）

R01`=1.235+0.043=1.278m2k/w（覆盖二层草帘被）

K11=1/R01=1.52W/m2k

K12=1/R01`=0.81W/m2k

楼板下表面传热系数K2（分两种情况：

A竹胶板一层：

B竹胶板一层，草帘被二层）

R021=R2+RW

R022=R2+R3+RW

R2=d2/λ2=0.012/0.023=0.052m2k/w（竹胶板）

R3=d3/λ3=2*0.0284/0.046=1.235m2k/w（覆盖二层草帘被）

RW=0.043m2k/w

则R021=0.052+0.043=0.095m2k/w（一层竹胶板）

R022=0.052+1.235+0.043=1.33m2k/w（覆盖二层草帘被）

K21=1/R021=10.52W/m2k（或10.52×3.6=37.9KJ/m2.h.k）

K22=1/R022=0.75W/m2k（或0.75×3.6=2.7KJ/m2.h.k）

K总1=（K11+K21）/2=（5.47+37.9）/2=21.68W/m2k（楼板上部覆盖一层草帘被,下部不保温）

K总2=（K11+K22）/2=（5.47+2.7/2=4.09W/m2k（楼板上部覆盖一层草帘被,下部保温）

K总3=（K12+K22）/2=（2.91+2.7）/2=2.8W/m2k（楼板上部覆盖二层草帘被,下部保温）

考虑保温层在使用过程中有损坏，以及局部有漏风的作用，为安全起见，对K的取值宜乘以大于1的系数（取1.5）

K总1=21.68×1.5=32.52KJ/m2.h.k

K总2=4.09×1.5=6.135KJ/m2.h.k

K总3=2.8×1.5=4.2KJ/m2.h.k

综合蓄热法施工可行性计算

Tm，a≥1/b×ln（L/a）

式中：

Tm，a—砼冷却阶段平均气温

L—L=K×M

K—总传热系数

M—表面系数

a，b—系数，查表a=193b=0.115

80~81#23至29层\82#23~28层结构施工

L1=KM=K总1×16.7=32.52×16.7=543KJ/m2.h.k.>200KJ/m2.h.k（方案不可行）

L2=KM=K总2×16.7=6.135×16.7=102.45KJ/m2.h.k.<200KJ/m2.h.k（方案可行）

Tm，a≥1/b×ln（L/a）=1/0.115×Ln（102.45/193）=-5.5℃,低于12月中旬的三天平均气温-5℃,高于<<规程>>允许的-12℃,满足要求。

（2）28层以上结构施工

L=KM=K总3×16.7=4.2×16.7=70.14KJ/m2.h.k<200KJ/m2.h.k（方案可行）

Tm，a≥1/b×ln（L/a）=1/0.115×Ln（70.14/193）=-8.8℃,低于1月中旬三天的平均气温-8℃,高于<<规程>>允许的-12℃,满足要求。

冷却时间及平均温度计算

气温条件与参数

施工早期前三天平均气温Tm，a=-8℃；结构表面系数M=16.7m-1；保温层总传热系数K=4.2KJ/m2.h.k；普通硅酸盐水泥用量mce=346kg/m3；水泥积累最终总放热量Qce=330kJ/kg；水泥水化速度系数Vce=0.013h-1；砼比热容Cc=0.96kJ/kg；砼密度ρc=2500kg/m3；透风系数ω=1.30；砼入模温度To=7℃。

计算所需三个参数

θ=（ωKM）/（VceCcρc）=（1.3*4.2*16.7）/（0.013*0.96*2500）=2.92

φ=（VceQcemce）/（VceCcρc-ωKM）=（0.013*330*346）/（0.013*0.96*2500-1.3*4.2*16.7）

=-24.75

η=TO-Tm，a+φ=7-（-8）+（-24.75）=-9.75

将砼θ、φ、η代入如下公式，计算砼冷却至0℃时间t0。

T=ηe-θVcet-φe-θVcet+Tm，a=-9.75e-2.92*0.013t+24.75e0.013t-8

当t=84h时,T=-0.09℃≈0℃

结论:

当t=84h时,即当砼浇注90h后,砼温度达到0℃.砼浇注时间约为6小时。

计算冷却过程平均温度

Tm=（φe-θVcet-ηe-θVcet/θ+η/θ-φ）/Vcet+Tm，a

Tm={-24.75e-0.013*84+（-9.75e-2.92*0.013*84/2.92）-9.75/2.92+24.75}/（0.013*84）-8

=（-24.75*0.34-9.75*0.041/2.92+24.75）/1.092-8=6.8℃

用成熟度法推算达到0℃时的临界强度

M=∑（T+15）△tf=kae-b/M

式中:

M—砼的成熟度

T—砼养护温度

△t—养护时间

f—砼强度

K—系数，取0.9

a、b—经验回归系数，查表a-25.63,b=850.1

则:

M=（6.8+15）*84=1831.2

f=0.9*25.63*e-850.1/1831.2=14.49（MPa）

超过<<建筑工程冬期施工规程>>所规定的临界强度4.0Mpa的要求。

结论：

完全满足《建筑工程冬期施工规程》要求

砼入模温度Tm的验算

砼泵送施工，在大气温度在-5℃至0℃时，泵管用一层草帘被包裹保温，大气温度低于-5℃时用两层草帘包裹保温。

（1）砼泵送的温度损失按下列计算

Ts=0.01208K△Tt

Ts砼在泵送过程的温度损失

K泵管的保温传热系数（KJ/m2hk）:

△T=T0-Tm，a

T0砼自罐车中倾出时的温度:

Tm，a施工时平均温度

K=1/R0

R0=R1+R2+RW

泵管λ1=58W/mkd1=0.01R1=0.01/58.2=0.00017

两层草帘被保温R2=1.235RW=0.043

R0=0.00017+1.235+0.043=1.278

K=1/1.278=0.782*3.6=2.82KJ/m2hk

△T=T0-Tm，a=15-（-10）=25℃

t—砼在泵管中的停留时间（min）,取3

Ts=0.01208*2.82*25*3=2.55℃

（2）砼浇筑过程的温度损失,查<<冬期施工手册>>在砼拌合物温度与环境温度差在25℃时TJS=3℃

（3）砼的入模温度

Tm=TO一TJS=15-2.55=9.45℃

满足假定砼入模温度7℃的要求。

即在最冷季节施工时，砼的出罐温度最低应控制在13℃以上，才能保证入模温度7℃的要求。

5.2.3.5计算结果综合性结论

通过对本工程综合性蓄热法有关热工计算表明,本工程所采取的技术措施方案可满足<<建筑工程冬期施工规程>>要求，施工期间环境温度，砼的临界强度均能满足冬施砼的施工质量。