巴朗山隧道工程进口段冬季施工方案TJ1.docx

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巴朗山隧道工程进口段冬季施工方案TJ1

省道303线巴朗山隧道工程项目土建施工

TJ1合同段

巴朗山隧道工程项目进口段冬季施工方案

编制：

审核：

审批：

华通路桥集团有限公司巴朗山项目部

二O一一年七月

省道303线巴朗山隧道工程项目

施工技术方案报审单

承包单位：

华通路桥集团有限公司合同号：

TJ1

监理单位：

四川省公路工程监理事务所编号：

监表2

工程名称及工程部位

巴朗山隧道进口段

设计图名称

相关规范、文件

桩号

主洞（K99+180-K103+300）

平导（PK99+180-PK103+300）

图号

/

致监理工程师：

现报上《巴朗山隧道工程项目进口段冬季方案》

详细说明见附件，请予审查及批准。

附件：

《巴朗山隧道工程项目进口段冬季施工方案》。

技术负责人（总工）签字

年　　　月日

承包人（项目经理）签字

年　　　月日

专业监理工程师意见：

签名：

年　　　月日

总监理工程师审定意见：

签名：

年　　　月日

巴朗山隧道进口段冬季施工方案

一、工程简介

我标段承担巴朗山隧道进口段主洞和平导长均为4120m。

平导起始里程为PK99+180～PK103+300，进口PK99+180～PK99+273.646段位于直线上，PK99+273.646～PK100+138.919进口位于R=1300m的平曲线上，PK100+138.919～PK103+300段位于直线上。

主洞起始里程为K99+180～K103+300，进口K99+180～K99+262.851段位于直线上，K99+262.851～K100+128.124段位于R=1300m的平曲线上，K100+128.124～PK103+300段位于直线上。

平导明暗交接处里程为PK99+200，明洞长20m；主洞洞口里程为K99+180,无明洞。

平导位于两个坡上，从进口至PK99+760位于1.44%的上坡段，PK99+760～PK103+300位于0.63%的上坡段。

主洞也位于两个坡上，从进口（K99+180）至K99+750位于1.44%的上坡段，K99+750～PK103+300位于0.63%的上坡段。

二、气候因素

项目区总的气象特征为由东向西，随地面高程的递增气温降低，降水量由多至少，垂向温差大，高程3200～4400米，积雪期半年以上，4400米以上常年冰雪覆盖（但近年因全球气温的升高，在夏季山顶已少见冰雪覆盖），多年平均气温5℃以下，年降水量最高1225毫米，多年平均降水量500～600毫米。

白天多为晴天，傍晚多风，夜间多雨，雨期集中于6～8月，11月开始降雪，直至次年4月底开始解冻。

测区附近的东部映秀至卧龙保护区一带，潮湿多雨，植被繁茂（森林区）；随着高程的不断增加，植被由森林区过渡到灌丛区（邓生至塘房）、高原草甸区（塘房至日隆）。

而测区巴朗山气候条件最为恶劣，期南东坡大雾日为18.1天，冬天的雾天能见度很低。

其气象要素资料见表下表巴朗山气象资料表。

巴朗山气象资料表

海拔

要素

3000m

3200m

3400m

3600m

3800m

4000m

4100m

4200m

年平均气温（℃）

4.8

3.4

2.0

0.6

-0.9

-2.3

-3.0

-3.7

最冷月平局气温（℃）

-6.1

-7.5

-8.9

-10.3

-11.8

-13.2

-13.9

-14.6

历年极端最高气温（℃）

30.4

29.0

27.6

26.2

24.8

23.4

22.7

22.0

历年极端最低气温（℃）

-2.72

-32.0

-36.8

-41.7

-46.5

-51.4

-53.8

-56.2

年内负温天数（天）

106

126

144

162

184

204

214

224

全年降雪日数（天）

112.3

三、施工特点

　　1、冬季施工由于气温低，空气干燥，容易造成工程因冻受损，同时，风、雪天气较多，施工条件及环境恶劣，是工程质量事故的多发季节，尤以混凝土工程居多。

　　2、质量事故出现的隐蔽性、滞后性。

即工程是冬天干的，大多数在春季才开始暴露出来，因而给事故处理带来很大的难度，轻者进行修补，重者重来，不仅给工程带来损失，而且影响工程的使用寿命。

四、施工规定

　　当施工现场昼夜平均气温（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，混凝土工程必须采取冬季施工措施。

五、施工准备工作

　　1、收集气象资料：

预先收集当地气象台（站）历年气象资料，及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，以利于安排施工，做好预防准备工作。

建立观测制度，设置工地气象观测点，自室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时，圬工工程即进入冬季施工阶段。

　2、根据工程的具体情况，确定冬季施工需要采取防护的具体工程项目或工作内容，制定相应的冬季施工方案和防护措施，并在冬季来临前对相关管理和作业人员进行冬季施工技术交底、相关安全知识培训。

　3、在进入冬季前准备好足够的保温物资、供热能源，为冬季施工的正常进行打下良好的基础；对冬季施工的计量系统、机械、设备、管线等进行全面检修，更换老化元器件，备用一定量的易损零配件；结合机械设备的换季保养，及时更换润滑油；对使用防冻液的机械设备确保防冻液符合当地防冻要求，未使用防冻液的机械设备采取停机后排放冷却水等防冻措施。

4、确定保温方法：

保温分洞外保温和洞内保温。

①洞外保温：

拌合站为洞外主要保温对象。

砂石料贮料仓、车库、班和楼均搭设暖棚，暖棚骨架为钢结构，棚顶及四周用彩钢瓦封闭，暖棚四周内侧在挂设一层棉被围挡，棚顶用帆布覆盖密封，保证不漏风，机械出入口安电动门帘；拌合站供暖均采用锅炉，除贮料仓采用地暖形式外，其余车库、操作间等部位均用暖气片制造暖气供暖，保证暖棚内温度不低于5℃；混凝土采用罐车运输，多装快运，少停留，少倒运，混凝土罐采用特制材料包裹保温；洞内出渣车、装载机挖机等设备夜间主要停放在洞内。

②洞内保温主要采取洞口挂保温门帘方法，保证不让洞外的冷空气持续进入洞内。

罐车进出洞口时，安排专人开启保温门帘，尽量减少门帘开启时间，避免冷空气进入洞内。

为了防止洞内输水管路受洞外的影响导致堵塞或不畅通，保证掌子面正常施钻，洞外输水主管路均采用保温材料包裹，高压水池须采取覆盖保暖措施。

　5、提前选择并储存适应冬季施工的原材料，如水泥、砂石料、钢材、外加剂等，选定合适的配合比。

　　6、检查住房及仓储用房是否达到过冬条件，及时按照冬季施工保护措施施作保温棚，准备好加温及烤火器件。

当采用煤炉和暖棚施工时，作好防火、防煤气中毒措施，棚内必须安设通风口，保证通风良好，并准备好各种抢救设备。

　7、在进入冬季前，施工现场提前作好防寒保暖工作，对施工便道和作业场所采取防滑措施。

　　8、成立精干、高效、责权明确的冬季施工领导小组，由项目经理任组长，项目副经理、总工程师任副组长，各部门负责人为成员，负责冬季施工的组织和管理。

明确各部门各岗位职责和权限，制定考核奖惩办法，确保冬季施工顺利实施。

六、施工措施

混凝土工程冬期施工从整个施工过程的各个环节都要采取相应的保温、防冻、防风、防失水措施，尽量给混凝土创造室温养护环境，使混凝土能不断凝结、硬化、增长强度。

早期混凝土强度的增长是抵抗冻害的关键。

由于受气温的影响，混凝土强度的增长取决于水泥水化反应的结果，当气温低于5℃时，与常温相比混凝土强度增长缓慢，养护28d的强度仅达60%左右，这时混凝土凝结时间要比15℃条件下延长近3倍，当温度持续下降低于0℃以下时，混凝土中的水开始结冰，其体积膨胀约9%，混凝土内部结构遭到破坏，强度损失。

因此冬期施工混凝土，使其受冻前尽快达到混凝土抗冻临界强度是至关重要的。

为了给冬期浇注混凝土创造一个正温养护环境，必须采取一系列措施，应从混凝土配合比的设计，原材料的加热，混凝土拌合、运输及浇注过程的保温，养护期间的防风、供热等方面考虑。

1、拌合站冬季施工

　全封闭砂石料存放区。

在浇筑场地砼时预先布设好地暖预留槽，在槽底层铺设隔热板，隔热板上部以砼埋设加热管道。

加热采用锅炉供热，锅炉为5吨高压锅炉，冬季该锅炉供拌和站拌的生产供热。

具体见采暖布置附图1及附图2。

（1）冬季施工混凝土对原材料的要求

　1）水泥优先选用低碱普通硅酸盐水泥，应注意其中掺合材料对混凝土抗冻、抗渗等性能的影响，水泥采用P.O42.5散装及袋装水泥，掺入I级粉煤灰，其掺入量根据混凝土配合比确定。

2） 混凝土所用骨料必须清洁，不得含有冰雪等冻结物及易冻裂的矿物质。

3） 在冬季浇筑的混凝土工程，根据施工方法，合理选用外加剂，注意含氯盐外加剂对钢筋的锈蚀作用，宜使用无氯盐防冻剂。

4） 拌合水为保温管引水，保温池蓄水。

为了减少冻害，将配合比中的用水量降低至最低限度。

办法是：

控制塌落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。

5）拌和站设一个4T水暖锅炉，用于加热砂石料和供应拌合用热水，加热温度根据热工计算和实际试拌情况确定，保证混凝土拌和物的出机温度不宜低于15℃。

水的加热温度不高于80℃，混凝土拌和料的投料顺序为砂、粗骨料、水搅拌均匀，然后加入水泥、矿物掺合料和外加剂进行搅拌。

锅炉的容量和加热能力满足最大用水量要求。

6）粗细骨料存放于贮料仓内，我拌和站料仓为全封闭砂石料存放区，骨料加热为地暖供热，保证骨料使用时的温度高于0℃，骨料级配良好，质地坚硬，保持清洁，骨料中不得含有冰雪和冻块，也不宜含有较多的水份。

7） 拌和站冬季施工供暖设置 

A、供暖计划

拌和站安装4T高压水暖锅炉，布设水暖管道，冬季施工中可以为拌和站、全封闭砂石料存放区、办公生活区同时供暖。

确保冬季能够正常施工。

B、全封闭砂石料存放区蒸汽管道布设方法

贮料仓隔墙四周地暖预留槽底部铺设隔热板，隔热板上部铺设加热管道。

加热采用锅炉供热，锅炉为4吨高压锅炉，冬季该锅炉供拌和站拌和生产同时供暖。

C、当工地昼夜平均气温（每天6、14、21时所测室外温度的平均值）连续3天低于+5℃或最低气温低于-3℃时（室外放置温度计，并有记录指导施工），砼工程按冬季施工处理。

D、施工前及时掌握天气预报的气象变化趋势及动态，并安排专人记录，以利于安排施工，做好预防准备工作。

（2）混凝土的拌制

1）外加剂

A、外加剂的选择

冬季施工中，外加剂选择中已考虑：

改善混凝土或砂浆的和易性，减少用水量，提高拌合物的品质，提高混凝土的早期强度；降低拌合物的冻结冰点，促使水泥在低温或负温下加速水化；促进早中期强度的增长，减少干缩性，提高抗冻融性；在保证质量的情况下，缩短工期，降低成本；外加剂的选择时要注意其对混凝土后期强度的影响、对钢筋的锈蚀作用及对环境的影响等。

严禁使用含氯盐类防冻剂，严禁在现场将减水剂与防冻剂混合使用。

冬季衬砌混凝土：

必须选择减水率高、早强效果好、降低冰点能力强的复合防冻剂。

应满足以下要求：

防冻剂：

0～－20℃能防冻；减水率≥8％；3天强度提高20％以上；含气量1～3％；泌水率≤95％；对钢筋无锈蚀；掺量≤5％。

根据不同时段的温度确定不同的掺量，且应不大于说明书和试验值。

喷射混凝土：

选择超早强抗冻型STC粘稠剂，在喷嘴处加入，严禁提前掺加在混凝土混合料中。

粘稠剂应满足：

0～－20℃能防冻；粘稠成分1～3％；速凝成分2～5％；早强成分1～4％；掺量≤10％；R1d≥5Mpa；初凝时间≤4min。

B、外加剂的试验

冬季施工所有的外加剂，其技术指标必须符合相应的质量标准，应有产品合格证。

对已进场外加剂性能有疑问时，须补做试验，确认合格后方可使用。

外加剂成分的检验内容包括：

成分、含量、纯度、浓度等。

常用外加剂的掺加量在一般情况下，可按有关规定使用。

遇特殊情况时要根据结构类型、使用要求、气候情况、养护方法通过试验，确定外加剂掺加量。

C、外加剂的管理

冬季施工搅拌混凝土和砂浆使用的外加剂配置和掺加设专人负责，认真做好记录。

外加剂溶液应事先配成标准浓度，再根据使用要求配成混合溶液。

各种外加剂要分置于标识明显的容器内，不得混淆。

每配置一批溶液，最少满足一天的使用量。

外加剂使用时要经常测定浓度，注意加强搅拌，保持浓度均匀。

　　外加剂的保温采用两种方法保温：

方法1：

外加剂的存储灌保温采用双层保暖，首先采用棉被包裹，其次采用电热毯包裹，最后再用棉被包裹电热毯，达到双层保温作用，确保外加剂正常使用。

方法2：

外加剂的存储设备放置在全封闭仓内，在封闭仓内布设暖气供热，保证温度在15°以上，确保外加剂正常使用。

3）混凝土的拌制

A、混凝土拌和站

a、将混凝土搅拌主楼全部采用彩钢瓦房封闭，房内通过预埋地暖管道升温，保证温度不低于15℃，防止搅拌机受冻。

搅拌混凝土前及停止搅拌后，应用热水冲洗搅拌机滚筒。

b、向搅拌机投料时，砂、石、热水先搅拌，后加胶凝材料进行搅拌，避免胶凝材料直接与热水接触发生假凝现象。

冬季施工时混凝土搅拌时间一般较常温施工时延长50%左右。

B、拌合设备

a、拌合站输送带等设备应全部采用暖棚保温，平时使用的工具作到不淋雨雪，妥善保管即可；

b、定期检查电力设施，防止电线硬化破损后因雨雪导致漏电现像。

3） 室外设备，如罐车、装载机等统一入暖库（车库）做好覆盖及防冻工作，使用冬季用柴油采用-30#。

C、混凝土生产

a、混凝土搅拌站严格按照试验室发出的配合比通知单进行生产，不得擅自修改配合比。

搅拌前先用热水冲洗搅拌机10min。

搅拌时投料顺序为砂→石→水→水泥和掺合料→外加剂。

生产期间，派专职负责骨料仓的下料，以清除砂石冻块。

保证水灰比不大于0.55，从拌和水中扣除由骨料带入的水分，严格控制粉煤灰最大取代值。

随时测量拌和水的温度，水温控制在50±10℃，砂子温度控制在10～20℃，保证水泥不与温度≥80℃的水直接接触。

保证混凝土的坍落度不超过200mm。

b、各种原材料的加热温度优先考虑水的加热，拌和用水加温至40℃～60℃，保证混凝土出机温度不低于10℃。

c、制定合理的投料顺序，使砼获得良好的和易性和使拌合物湿度均匀，有利于强度发展。

其投料顺序：

先投入砂和碎石，干拌均匀再投入加热的水，等搅拌一定时间后,水温降至40℃以下时投入水泥和外加剂，拌合均匀。

搅拌时要绝对避免水泥遇到过热出现假凝现象。

砼的搅拌时间应比常温延长50％并符合有关规定。

d、骨料中的冻块难于在搅拌机内短时融化将影响混凝土的质量。

因此，当骨料中含有冻块时不得投入搅拌机。

e、混凝土出盘前用热水将运输车冲刷，以提高温度。

f、砼搅拌好后，应及时运到浇灌地点，在运输过程中，加强运输工具的保温覆盖。

保证砼入模温度10℃左右，最少不低于5℃。

g、由于冬季路况较差，须做好施工便道的维护工作，保证运输线路畅通。

2、混凝土的运输

泵送混凝土的管道采取保温材料包裹，保证混凝土在运输中，不得有表层冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度损失等现象。

保证运输中混凝土降温度速度不得超过5℃/h，保证混凝土的入模温度不得低于10℃。

严禁使用有冻结现象的混凝土。

（1）混凝土热工计算

  1）混凝土拌合物的温度按下式计算：

<<混凝土结构工程施工及验收规范>>（GB50204—92）

To=[0.9（WcTc+WsTs+WgTg）+4.2Tw（Wg-PsWs-PgWg）+c1（PsWsTs+ PgWgTg）-c2（Ps×Ws+PgWs）]÷[4.2Ww+0.9（Wc+Ws+Wg）]

式中：

To——混凝土拌和物的温度（℃）；

Ww、Wc、Ws、Wg——水、胶凝材料、砂、石的用量（kg）；

Tw、Tc 、Ts、Tg——水、胶凝材料、砂、石的温度（℃）；

Ps、Pg——砂、石的含水率（％）；

c1、c2——水的比热容（kJ／kg．K）及溶解热（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）混凝土拌和物的出机温度

 　　按下式计算：

T1=To－0.16（To－Tb）

式中：

T1一混凝土拌和物的出机温度（℃）；

Tb一搅拌机棚内温度（℃）。

3）混凝土拌合物经运输至浇筑成型完成时的温度按下式计算：

T2=T1-（at+0．032n）（T1-Ta）

式中：

T2——混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度（℃）；

t——混凝土自动运输至浇筑成型完成的时间（h）；

n——混凝土运转次数； 

Ta——运输时的环境气温（℃）； 

a——温度损失系数（hm—1）。

当用混凝土搅拌输送车时，a=0.25；

当用开敞式大型自卸汽车时，α=0.20；

当用开敞式小型自卸汽车时，α=0.30；

当用封闭式自卸汽车时，α=0.1；

当用手推车时，α=0.50。

计算示例1：

（环境温度为零下30℃时各种数据取值）

Wc —— 500kg  Tc—— -30℃ C1—— 取4.2

Ww —— 161.5kg    Tw—— 70℃   C2—— 0

Ws —— 693kg      Ts—— 6℃     PS—— 3％

Wg —— 1040kg     Tg—— 6℃     Pg—— 0.2％

Tb —— -10℃      t —— 0.5

混凝土拌和物温度：

　　T。

=[0.9×（500×（－30）+693×6+1040×6）+4.2×70×（161.5－693×0.03－1040×0.002）+4.2×（0.03×693×6+0.002×1040×6）－0×（0.03×693+0.002×1040）]÷    [4.2×161.5+0.9×[500+693+1040]]=16.1 ℃

出机温度：

T1=16.1－0.16×（16.1+10）=11.9℃

入模温度：

T2=11.9-（0.25×0.5+0.032×1）×（11.9+30）=5.3℃

　　从上面的验证可看出混凝土的入模温度在采取了上述措施后是可以达到冬季施工要求的。

　　计算示例2：

（环境温度为零下20℃时各种数据取值）

 　　Wc —— 500kg      Tc—— -20℃       C1—— 取4.2

　　Ww —— 161.5kg    Tw—— 60℃        C2—— 0

　　Ws —— 693kg      Ts—— 5℃         PS—— 3％

　　Wg —— 1040kg     Tg—— 5℃         Pg—— 0.2％

　　Tb —— 0℃      t —— 0.5

　　混凝土拌和物温度：

　　T。

=[0.9×（500×（－20）+693×5+1040×5）+4.2×60×（161.5－693×0.03－1040×0.002）+4.2×（0.03×693×5+0.002×1040×5）－0×（0.03×693+0.002×1040）]÷    [4.2×161.5+0.9×[500+693+1040]]=12.7 ℃

　　出机温度：

　　T1=12.7－0.16×（12.7+0）=10.7℃

　　入模温度：

　　T2=10.7-（0.25×0.5+0.032×1）×（10.7+20）=5.9℃

　　从上面的验证可看出混凝土的入模温度在采取了上述措施后是可以达到冬季施工要求的。

　　计算示例3：

（环境温度为零下10℃时各种数据取值）

  　　Wc —— 500kg      Tc—— -10℃       C1—— 取4.2

　　Ww —— 161.5kg    Tw—— 50℃        C2—— 0

　　Ws —— 693kg      Ts—— 5℃         PS—— 3％

　　Wg —— 1040kg     Tg—— 5℃         Pg—— 0.2％

　　Tb —— 10℃      t —— 0.5

　　混凝土拌和物温度：

　　T。

=[0.9×（500×（－10）+693×5+1040×5）+4.2×50×（161.5－693×0.03－1040×0.002）+4.2×（0.03×693×5+0.002×1040×5）－0×（0.03×693+0.002×1040）]÷    [4.2×161.5+0.9×[500+693+1040]]=12.2 ℃

　　出机温度：

　　T1=12.2－0.16×（12.2-10）=11.8℃

　　入模温度：

　　T2=11.8-（0.25×0.5+0.032×1）×（11.8+10）=8.4℃

　　从上面的验证可看出混凝土的入模温度在采取了上述措施后是可以达到冬季施工要求的。

　　随着环境温度变化，胶凝材料，搅拌机棚温度会改变（胶凝材料温度与环境温度相同，搅拌机棚温度比环境温度高20℃），砂、石、水的温度是可控的（砂、石温度始终为5℃），外加剂量很小，计算时忽略不计。

随着环境温度变化，混凝土拌合温度保持在10℃以上，可以计算水的温度。

3、混凝土浇筑

（1）冬期要注意在模板各接缝、棱角部位加强缝的嵌塞保温。

（2）进行混凝土浇筑前应清除模板和钢筋上的冰雪及污垢，浇筑前应采取防风、防冻保护措施，必要时搭设棚架。

（3）冬期混凝土的振捣要采用机械振捣，振捣要快速，保证混凝土的均匀性和密实性，要保证结构的整体性，尺寸准确性，钢筋、预埋件位置正确，拆模后混凝土表面平整、光洁。

（4）为浇筑混凝土振捣密实，混凝土应分层浇筑，每层厚度不得超过30cm。

已浇筑层的混凝土温度不得低于2℃。

　　（5）喷射混凝土作业区的环境气温和进入喷射机的材料温度不应低于5℃。

已喷射混凝土的强度未达到5Mpa前不得受冻。

《喷射混凝土冬季施工工艺流程框图》见图6-1。

　　（6）在洞内采用“小太阳”取暖器使环境升温，任何情况下，混凝土的浇注温度均不得低于5℃。

（7）《衬砌混凝土冬季施工工艺流程框图》见图6-2。

4、混凝土养护与拆模

　　混凝土开始养护时的温度应按施工方案通过热工计算确定，但不得低于5℃。

混凝土与环境温差不得大于15℃。

当温差在10℃以上，但低于15℃时，拆除模板后的混凝土表面采取临时覆盖措施。

拆模时，混凝土强度要满足设计及规范的规定。

混凝土与环境的温差不得大于15℃，当温差在10℃以上但低于15℃时，拆除模

板后的混凝土表面宜采取临时覆盖措施。

采用外部热源加热的混凝土，当养护完毕后的环境气温仍在0℃以下时，应待混凝土冷却至5℃以下且混凝土与环境之间的温差不大于15℃后，方可拆除模板。

每道工序采用固定的养护人员，并配备温度计，对要养护的混凝土进行每两小时测量温度一次。

以上的措施一般持续到混凝土达到50%强度后。

可拆除棉被和彩条布，进行循环使用。

5、温度检测及监控

　气温、原材料和砼温度的测量工作应按如下规定执行：

（1）气温的测量，每昼夜8、12、14、20点共测4次。

（2）对拌和材料和防冻剂温度的测量，每工作班不少于3次。

（3）对出搅拌机的时砼拌和物的温度，至少每2h测量一次。

（4）对灌筑前和振捣完毕的温度，至少每2h测量一次。

（5）对养护期间砼温度的测量：

在终凝前，前三天每2h测一次，以后每昼夜进行2次测温。

（6）为了测量砼内部的温度，应在浇灌砼时预埋一些一端封的闭温管，并立即加以覆盖，以免受外界气温影响，温度计在管中停留5分钟