冬期施工专项方案.docx

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冬期施工专项方案

1.编制依据1

2.编制原则1

3.编制范围2

4.工程概况2

5自然条件3

6.主要工程特点5

6.1总体特点5

6.2.路基工程5

6.3.桥梁工程6

6.4.隧道工程6

6.5.轨道工程7

7、冬期施工计划8

8、冬期施工总体方案8

9、冬期混凝土热工计算9

9.1原材存放9

9.2热工计算公式9

9.3混凝土施工配合比及各种因素11

9.4计算12

10、冬期施工要求15

10.1拌合站15

10.2钢筋加工17

10.3混凝土施工17

11、冬季施工措施19

11.1冬期施工前的措施19

11.2冬期施工过程中的措施20

11.2.1桥梁桩基工程20

11.2.2隧道工程21

11.3冬期施工成品半成品保护措施23

12、冬期施工所需的物资设备23

13、冬期施工组织管理24

13.1人员组织24

13.2测温管理24

14、冬期施工安全、防火25

14.1冬期施工安全教育25

14.2冬期施工防火措施及消防管理27

15、冬期施工安全注意事项29

16、冬期施工质量保证措施30

冬期施工专项方案

1.编制依据

1.1国家有关方针法律法规和国家、原铁道部有关标准规范、规程和验标：

（1）《铁路隧道技术规范》（TB10120-2002）

（2）《铁路隧道设计规范》10003—2005

（3）《铁路隧道超前地质预报技术指南》

（4）《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设【2010】241号；

（5）《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010；

1.2新建蒙西至华中地区铁路煤运通道土建工程施工组织设计；

1.3施工图纸及相关设计文件；

1.4新建蒙西至华中地区铁路煤运通道工程项目管理规定；

1.5国家、中国铁路总公司（原铁道部）现行的铁路工程建设施工规范、验收标准、安全规则等；

1.6我单位现场调查报告、施工能力及类似工程施工工法、科技成果和经验；国内外相关铁路的施工工艺及科研成果；我单位为完成本标段工程拟投入的管理人员、专业技术人员、机械设备等资源；

2.编制原则

⑴遵循招标文件的原则。

严格按招标文件要求的工期、质量、安全、环水保、文明施工等目标编制施工专项方案，使建设单位的各项要求均得到有效保证。

⑵遵循设计文件的原则。

在编制施工专项方案时，认真阅读核对所获得的技术设计文件资料，了解设计意图，掌握现场情况，严格按设计资料和设计原则编制施工专项方案，满足设计标准和要求。

⑶遵循“安全第一、预防为主”和“管生产必须管安全”的原则。

严格按照铁路施工安全操作规程，从制度、管理、方案、资源方面制定切实可行的措施，确保施工安全，服从建设单位指令，服从监理工程师的监督检查，严肃安全纪律，严格按规程办事。

⑷遵循质量为先的原则。

履行合同约定义务，建立健全质量管理自控体系，严格落实各项质量管理规定，确立“百年大计，质量第一”的理念。

⑸遵循“科技是第一生产力”的原则。

学习使用国内外铁路建设的成功经验和新技术，充分应用“四新”成果，配备精干高效的技术骨干力量和专业化的施工作业队伍，充分发挥科技在施工生产中的先导保障作用。

⑹遵循施工生产与环境保护“三同步”的原则。

把全标段建成一流的资源节约型、环境友好型铁路。

3.编制范围

本标段拟进行冬季施工的部分桥梁桩基和隧道工程。

4.工程概况

4.1.线路概况

本标段为新建蒙西至华中地区铁路煤运通道土建工程**标段，位于陕西省**市**县境内。

施工起讫里程:

DK**，正线长度35.83km。

4.2.技术标准

⑴铁路等级：

国铁Ⅰ级（重载铁路）；

⑵正线数目：

浩勒报吉南至陶利庙南为单线，陶利庙南至三门峡为双线；

⑶最小曲线半径：

一般1200米、困难地段800米；

⑷限制坡度：

浩勒报吉南至纳林河段6‰，纳林河至襄阳段下行6‰、上行13‰；

⑸牵引种类：

电力；

⑹牵引质量：

浩勒报吉南至襄阳段10000吨、部分5000吨；

⑺到发线有效长度：

浩勒报吉南至襄阳段1700米；

⑻闭塞类型：

浩勒报吉至岳阳段自动闭塞；

⑼设计活载：

桥涵设计列车竖向静活载采用1.2倍ZH活载（2005）。

4.3.主要工程数量

本标段路基土石方120.3万立方；桥梁工程16座，共计2846.07延米，其中大桥2522.84延米/11座，中桥323.23延米/5座；涵洞工程574.89延米/16座；公路桥1座；隧道工程23938.56延米/10座；铺设无砟道床52120米，安装弹性支承块15.6万块、铺道碴3.2万立方米。

5自然条件

5.1.地形地貌

本标段DK***～DK**+000为梁塬宽谷区，是毛乌素沙漠和黄土高原的过渡区，由北向南地势逐渐升高，海拔1136～1400.0m，塬面起伏不大，分布黄土残丘，局部为黄土梁，丘间洼地及黄土残丘局部表层零星分布风积沙。

部分冲沟深切，部分沟深达100m以上。

DK**+000～DK289+922为黄土高原梁峁区，地貌以峁为主，冲沟发育，切割深度100～400m，大的冲沟沟底一般沟底深入基岩。

梁峁顶面海拔高程800-1400m。

5.2气候特点

本标段属高原大陆性季风气候区,主要灾害气候有干旱、霜冻、冰雹等。

受季风环流、地理位置和地形的综合影响，春季干旱多风，有寒流出现；夏季温热、干旱、雨涝相间，多雷阵雨，秋季凉爽多雨，气温下降快，霜期早；冬期寒冷干燥，持续时间长；全年主导风向为东南风，占年频率的24%。

年平均风速2.21m/s,1.59m/s。

年平均气温9.4℃/9.6℃，最冷月平均气温-11.3℃/-11.6℃，极端最高气温36.4℃/38.3℃，极端最低气温-27.3℃/-25.5℃，年平均降水量388.7/520.9mm，年平均蒸发量2001.5mm/1674.6mm，最大积雪厚度120mm/140mm，最大季节冻土深度统计值120cm/91mm。

按照对铁路工程影响气候分区,本标段为寒冷地区，各气象要素（2001年至2010年）如表1。

表1标段气象要素表

项

目

地

名

历年年平均气温

历年极端最高气温

历年

极端

最低

气温

历年最冷月平均气温

历年

年平

均降

雨量

历年

年平

均蒸

发量

累年

平均

风速

历年

最大

风速

主导

风向

历年平均相对湿度

最大

积雪

深度

（℃）

（mm）

（m/s）

（%）

（cm）

9.4

36.4

-27.3

-11.3

388.7

2001.5

2.21

13.0/N

W\SSW

50.3

9.6

38.3

-25.5

-11.6

520.9

1674.6

1.59

15.3/NNW

N\NNW

60.0

根据收集的有记录的气象资料，本标段标准冻结深度1.0m，最大冻结深度如表2。

表2本标段土壤冻结深度表

里程段落

最大冻结深度（m）

行政区划

1.20

0.91

6.主要工程特点

6.1总体特点

⑴本标段线路长、桥隧相连，桥隧比重大，地形起伏较大、施工场地狭小，现场施工组织、调度指挥要求高。

⑵本标段地处陕北地区，除隧道工程外，其他工程每年均需考虑冬休时间，结合铺架到达时间，年有效工期短，施工任务重。

⑶本标段隧道工程地质条件复杂、铺架时间早，线下工期紧张、不良地质发育，软弱围岩比重大，施工安全风险高。

⑷本标段桥梁上部结构采用支架法现浇箱梁，悬臂浇筑连续箱梁。

⑸本标段穿越环境敏感点，临时工程、路基的施工对环境影响较大，因此本工程对环境保护、水土保持和文物保护要求较高。

6.2.路基工程

⑴全线路基工点共21处，其中深路堑工点2处，共计510.71m；高路堤工点4处，共计787.22m，路堑坡面防护工点9处，共计2059.8m，路堤坡面防护工点2处，共计375m，无砟轨道路基工点4处，共计339.53m。

⑵地基处理复杂：

有换填灰土、柱锤冲扩桩、水泥搅拌桩、水泥土挤密桩、钻孔灌注桩和冲击碾压等处理形式。

⑶无砟道床基底要求高：

无砟与有砟轨道过渡多，桩板结构多，要进行堆载预压，并至少经历一个雨季或一年的沉降期。

⑷湿陷性黄土严重：

本段位于黄土高原区，地层多以新黄土、老黄土及碎石类土为主，湿陷性黄土严重。

6.3.桥梁工程

⑴本标段桥梁工程共计16座，总长2846.07m。

下部结构主要采用钻孔灌注桩基础，桩径采用φ1.0m、1.25m、1.5m，钢筋混凝土承台；桥墩采用双线圆端形实体桥墩及双线圆端形空心桥墩和矩形桥台。

上部结构形式复杂，主要有20m、24m、32m双线简支T梁；24m、32m双线简支箱梁，采用满布支架法现浇施工；（32+48+32）连续箱梁，采用挂篮悬臂浇筑法施工；48+48m“T”构，采用挂篮悬臂浇筑法施工。

⑵本标段桥隧相连工点较多，施工时需统筹兼顾，避免因施工组织失误造成工期延误。

⑶上部结构满布支架法施工现浇箱梁、悬臂浇筑法施工连续箱梁数量多，施工过程中需统筹资源配置，合理安排施工顺序。

⑷空心薄壁高墩多，施工安全要求高，施工难度大，工艺复杂。

6.4.隧道工程

⑴本标段共有隧道10座，共计23938.56延米，占本标段的77.4%，隧道比重大。

其中**隧道7223.54m，设置2座斜井作为辅助施工坑道；**隧道5625.11m，设置1座斜井作为辅助施工坑道；**隧道1225.53m，在隧道出口段设置平导救援站。

⑵隧道穿越区存在游离态有害气体逸出可能，为确保施工和运营安全，施工期间应加强有害气体调查，查明有害气体逸出位置、浓度等，并根据有害气体的具体情况在施工和运营期间采取必要的防护和应急措施。

⑶本标段隧道白垩系砂岩成岩差，风化严重，岩质软弱，施工过程极易发生塌方危险，安全风险高。

当隧道位于全风化白垩系砂岩段，采用密排小导管超前支护；施工工法采用CD法施工。

白垩系含水砂岩段必要时采取超前洞内排水措施。

对超前地质预报、围岩监控量测及施工过程控制要求高。

开挖过程中，需做好安全防护等工作，防止发生坍塌。

⑷隧道洞口或洞内需要进行加固处理，主要采用钢管桩、水泥土挤密桩上填灰土垫层进行处理。

⑸隧道洞身存在较多的新黄土、老黄土、基岩之间的土土和土石分界面，接触面处地层地下水含量较高，施工中易发生坍塌。

雨季随降雨入渗，含量较高地层范围会加大。

⑹**隧道、**隧道采用斜井辅助施工，斜井进入主洞后分别向两个方向同时施工，洞内空气质量差，施工通风要求高。

⑺隧道湿陷性黄土等特殊岩土分布范围较大，遇水易崩解、坍塌，施工时要进行超前地质预报、围岩监控量测。

黄土隧道施工过程控制要求高。

开挖过程中，需做好安全防护及排水等工作，防止洞顶或侧壁产生坍塌破坏。

⑻**隧道进口及两个斜井工作面均无机动车道，交通极不便利，施工准备期要新修施工便道通往作业面洞口；隧道出口附近有乡村道路到达，交通便利，施工准备期需对乡村道路进行加固修复；隧道出口附近分布有窑洞，爆破施工需严格控制，防止扰民。

6.5.轨道工程

本标段采用无砟道床结构。

隧道内采用弹性支撑块式无砟道床,其他路基、桥梁段采用长轨埋入式无砟道床，技术难度大，控制精度高。

7、冬期施工计划

根据《铁路混凝土工程施工技术指南》,当工地昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃时，混凝土与砌体施工应按冬期施工办理。

据2013年11月-2014年3月、2014年11月-2015年3月冬期温度统计分析，本标段冬期施工的时间约为2015年11月初-2016年3月末，2016年11月初-2017年3月末。

2017年11月初-2018年3月末。

计划冬期施工项目为标段内的部分桥梁桩基，隧道施工。

8、冬期施工总体方案

根据本标段冬期施工计划安排，计划冬期施工项目为标段内的部分桥梁桩基和隧道工程。

因此本方案仅针对混凝土（冬期施工的部分桥梁桩基和隧道）的拌和、运输、浇筑、养护以及钢筋加工及安装。

冬期施工期间混凝土拌合站采用外部热源加热暖棚法对原材料进行加热，料仓内采用全封闭保温材料及烧煤炉，拌合机采取彩钢板封闭空调加热升温，隧道洞口挂门帘封闭，洞内热风机辅助加热保温。

施工机械停放在暖棚车库内，并采取防冻保温和防滑措施。

施工前对搅拌设备、运输罐车、混凝土泵及管道用热水或蒸汽进行预热。

运输罐车采用防水棉被包裹。

隧道内温度较低时，在洞口挂门帘保温措施，必要时在洞口设保温棚。

洞口段衬砌及洞门施工应避开冬期施工。

隧道洞外高位水池、外露供水管和输水管及进洞150米范围内管道应采用管道外包裹棉布的保温措施进行保温。

桥梁桩基在水下混凝土灌注完毕后，要采用土覆盖，覆盖厚度超过冻结线深度。

冬期钢筋加工需对加工棚采取保温措施，为满足钢筋焊接质量，在钢筋加工棚四周搭设钢管支架，四周挂防水棉被包裹，钢筋加工时在棚内烧煤炉提升环境温度。

9、冬期混凝土热工计算

混凝土冬期施工，无论采用哪种方法保温，都要按规程要求，进行混凝土的热工计算。

热工计算主要是混凝土搅拌、运输、浇筑温度的计算，一直计算到浇注完毕养护前。

为保证冬季施工的正常进行，确保混凝土入模温度满足混凝土质量验收标准要求（≥5℃），采取冬季施工措施，主要措施以加热拌合用水为主，辅以骨料、外加剂的保温，拌合用水的加热温度不宜高于80℃。

9.1原材存放

混凝土原材置于料仓内，料仓全封闭，且仓内设置取暖设施，保持原材料温度在5℃以上。

安排人员测量并记录仓内材料的表面及表面以下各部位的温度，每一米深测量一处。

混凝土搅拌在暖棚内进行，棚内设暖气片设施，保持棚内温度不低于10℃。

输水管、送料带、运输罐车采取遮蔽、包裹等保温措施，尽量减少中间倒运环节缩短运输时间，减少混凝土施工过程中的热量散失。

9.2热工计算公式

混凝土冬季施工热工计算依据《建筑工程冬季施工规程JGJ104-2011》

（1）混凝土拌合物的理论温度：

T0=[a（Tsms+Tgmg+Tcmc）+4.2Tw（mw-wsms-wgmg）+c1（wsmsTs+wgmgTg）-c2（wsms+wgmg）]÷[4.2mw+a（mc+ms+mg）]

式中T0——混凝土拌合温度

ws、wg——砂、石的含水率（%）

ms、mg、mc、mw——砂、石、水泥、水的质量（kg）

Ts、Tg、Tc、Tw——砂、石、水泥、水的温度（℃）

a——水泥及骨料的比热，取值为0.92

c1、c2——水的比热容[kJ/（kg*k）]及熔解热（kJ/kg）

当骨料温度＞0℃时，c1=4.2,c2=0

当骨料温度≤0℃时，c1=2.1,c2=335

（2）混凝土拌合物的出机温度：

T1=T0－0.16（T0－TP）

式中T1——混凝土拌合物的出机温度（℃）

T0——混凝土拌合物的理论温度（℃）

TP——搅拌机棚内温度（℃），取10℃

（3）混凝土拌合物经运输到浇注时的温度：

T2=T1－（at+0.032n）（T1－Tm）

式中T2——混凝土拌合物经运输到浇注时的温度（℃）

T1——混凝土拌合物的出机温度（℃）

a——温度损失系数，当采用罐车时采用a=0.25

t——混凝土拌合物自运输到浇注时的时间（h）

Tm——外界温度（℃），取值-10℃

n——混凝土的倒运次数，取1

（4）考虑模具的吸收影响，混凝土浇注成型时的温度：

T3=（CcmcT2+CsmsTn）/（Ccmc+Csms）

式中T3——模具的吸收影响，混凝土浇注成型时的温度（℃）

mc、ms——每立方米混凝土重量、与每立方米混凝土相接处的模板、钢筋重量（kg）

Cc、Cs——混凝土、模具的比热容[kJ/（kg*k）]

混凝土取1kJ/（kg*k）钢材取0.48kJ/（kg*k）

Tn——模具的温度未预热时可采用当时环境温度（℃）

9.3混凝土施工配合比及各种因素

隧道混凝土等级有C30、C35、C40，桥梁桩基混凝土有水下C35、C40。

本方案取C35作为代表进行热工计算，其他等级混凝土参照执行。

C35混凝土配合比为水泥：

碎石:

砂：

水：

外加剂=455:

891:

892:

182:

20.48。

搅拌站每盘方量为1m3，因此所用原材质量：

水泥455kg，碎石891kg，砂892kg，水182kg，外加剂20.48kg。

砂石的含水率分别取3.4%、0%。

材料温度：

取最低温度水泥、砂、石为0℃，水温度待定。

搅拌楼内温度为10℃，混凝土用罐车运输，运输时间定为60分钟，外界气温假定为-10℃。

混凝土每立方米重量2450kg，与每立方米混凝土接触的模具的重量为400kg，预热到10℃。

9.4计算

要求混凝土入模温度≥5℃，现场浇注温度控制在8～10℃。

因水温待定，已知现场入模浇注温度控制在8～10℃，即T3=8℃，因此采用倒推法求加热水温度。

已知T3=（CcmcT2+CsmsTn）/（Ccmc+Csms）=8℃代入数据

（1×2450×T2＋0.48×400×10）/（1×2450+0.48×400）=8℃

求得：

T2=7.84℃

已知T2=T1－（at+0.032n）（T1－Tm）=7.84℃代入数据

T1－（0.25×1+0.032×1）[T1－（－10）]=7.84℃

求得：

T1=14.85℃

已知T1=T0－0.16（T0－TP）=14.85℃代入数据

T0－0.16（T0－10）=14.85℃

求得：

T0=15.77℃

T0=[a（Tsms+Tgmg+Tcmc）+4.2Tw（mw-wsms-wgmg）+c1（wsmsTs+wgmgTg）-c2（wsms+wgmg）]÷[4.2mw+a（mc+ms+mg）]=15.77℃代入数据

[0.92（0×892+0×891+0×455）+4.2×20.48×0.85×0+4.2×Tw×（182－0.034×892－0×891）+4.2×（0.034×892×0+0×891×0）-0×（0.034×892+0×891）]÷[4.2×182+4.2×20.48×0.85+0.92×（455+892+891）]=15.77℃

求得Tw=72℃

为了保证冬季施工正常进行，保证混凝土浇注入模温度在8～10℃范围内，必须做好原材料的温度控制保证原材料不低于5℃，拌合用水不低于75℃，温度控制在75～80℃之间。

根据近几年冬期气温调查，周边环境温度最低为-19度。

以砂、碎石含水率分别为2%、0，材料温度为5℃考虑，水加热从45℃-80℃，搅拌棚温度Ti设定为10℃，材料温度水泥为5℃，其它材料以0℃考虑，搅拌楼主机温度Ti设为10℃，热工计算得出在温度0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃混凝土拌合、出机、入模温度：

混凝土拌合、出机、入模温度表

气温

材料加温

环境温度

0℃

水泥温度

砂子温度

碎石温度

粉煤灰温度

外加剂温度

水温度

混凝土拌合温度T0

8.49

9.57

10.66

11.75

12.83

13.92

15.0

16.09

混凝土出机温度T1

8.73

9.63

10.55

11.47

12.37

13.29

14.2

15.11

混凝土入模温度T2

7.8

8.6

9.43

10.25

11.05

11.87

12.68

13.5

混凝土拌合、出机、入模温度表

气温

材料加温

环境温度

-5℃

水泥加温

砂子加温

碎石加温

粉煤灰温度

外加剂温度

水加温

混凝土拌合温度T0

8.49

9.57

10.66

11.75

12.83

13.92

15.0

16.09

混凝土出机温度T1

8.73

9.63

10.55

11.47

12.37

13.29

14.2

15.11

混凝土入模温度T2

7.26

8.07

8.89

9.71

10.52

11.34

12.15

12.96

混凝土拌合、出机、入模温度表

气温

材料加温

环境温度

-10℃

水泥加温

砂子加温

碎石加温

粉煤灰温度

外加剂温度

水加温

混凝土拌合温度T0

8.49

9.57

10.66

11.75

12.83

13.92

15.0

16.09

混凝土出机温度T1

8.73

9.63

10.55

11.47

12.37

13.29

14.2

15.11

混凝土入模温度T2

6.7

7.53

8.36

9.18

9.98

10.8

11.62

12.43

混凝土拌合、出机、入模温度表

气温

材料加温

环境温度

-15℃

水泥加温

砂子加温

碎石加温

粉煤灰温度

外加剂温度

水加温

混凝土拌合温度T0

8.49

9.57

10.66

11.75

12.83

13.92

15.0

16.09

混凝土出机温度T1

8.73

9.63

10.55

11.47

12.37

13.29

14.2

15.11

混凝土入模温度T2

6.2

7.82

8.65

9.45

10.28

11.09

11.9

混凝土拌合、出机、入模温度表

气温

材料加温

环境温度

-20℃

水泥加温

砂子加温

碎石加温

粉煤灰温度

外加剂温度

水加温

混凝土拌合温度T0

8.49

9.57

10.66

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