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我部承建的福平铁路管段起于福州市火车站,穿新苔井山隧道,过山重特大桥,止于新鼓山隧道内(鼓山隧道全长8199m,我部修建5875米,二公司修建2324m),新鼓山隧道DK9+220处设置横洞一座,全长400m;施工正线起讫里程DK0+000~DK10+970,,其中DK0+000~DK3+,。相应配建福州站至樟林站沿海铁路联络线:
下行联络线(单线):XLDK0+881~XLDK4+300,;
上行联络线(单线):SLDK0+875~SLDK4+300,。
上下行联络线从福州站方向引出,线位走行于既有沿海铁路联络线两侧,以隧道的形式经东山站接既有沿海铁路联络线至樟林站,设计标准时速为120km/h。
该项工程所处福州市属典型的亚热带季风气候,因而其具有亚热带季风气候夏季炎热,雨水较为充足等特点,据调查显示福州市每年最热月7~8月,平均气温高达33~37℃(℃);又因福州市临近海洋,因此雨水较为充足,台风挥动较为频繁,台风活动集中期主要在7~9月。
二、编制目的、依据及适用范围
我部承担建设福平铁路FPZQ-1标管段地处福州市,夏季温度高且持续时间较长。夏季高温施工时混凝土凝结速度加快,不但对混凝土施工带来极为不利的影响,而且造成混凝土强度降低,表面出现裂缝等不良现象。为保证混凝土施工质量,最大限度地克服高温给混凝土施工带来的危害,特此编写此方案。
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《铁路混凝土工程施工技术指南》铁建设【2023】241
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2023
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》TB10005-2005
《铁路隧道工程施工质量验收标准》TB10417-2003
《铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10415-2003
《铁路路基工程施工质量验收标准》TB10414-2003
《高速铁路隧道工程施工技术规程》Q/CR9604-2023
《高速铁路桥涵工程施工技术规程》Q/CR9603-2023
FPZQ-1标段实施性施工组织设计
适用于新苔井山隧道、新鼓山隧道、山重特大桥等在夏季施工的混凝土工程。
三、夏季混凝土施工特点及施工控制措施
夏季混凝土施工最显著的特点是环境温度高、相对湿度小,这些对于新拌合物及凝结后的混凝土产生许多不利影响。
夏季混凝土施工过程中,温度较高,易加速水化反应,对混凝土拌制、运送、浇筑等均不利;
在高温下拌制混凝土,因原材料温度较高,水分蒸发快等诸多因素会导致新拌
混凝土温度较高,运送过程中坍落度损失较大,混凝土到达施工地点时难以保证设计所需坍落度,这些都有可能导致混凝土强度、抗渗等级以及耐久性降低。同时对于在高温下,混凝土内减水剂会因温度较高导致挥发,降低混凝土的含气量,使混凝土性能变得不稳定,含气量难于控制,使混凝土塌落度的控制变得较为困难。
夏季混凝土浇筑过程中因为温度较高,新浇筑混凝土凝结速度较快,施工操作时间变短,容易因捣固不良造成蜂窝、麻面以及“冷缝”等问题,从而影响混凝土质量。
较高温度下的混凝土早期强度增长较快,极易出现因水化热过大导致混凝土开裂,对于大体积混凝土尤其如此。同时浇筑完成后混凝土表面水分蒸发、散失较快,会导致干缩裂缝,最终导致混凝土质量受到影响。
夏季混凝土浇筑完成后,混凝土养护难度加大,这些均导致混凝土混凝土收缩加大,同时出现开裂的可能性加大。
1、对拌和站的料仓进行检查,对防雨和防晒彩钢顶棚进行加固及修补,防止阳光直射骨料而导致原材料温度升高,同时对拌和机的配料机生防晒雨棚也进行修补加固;
2、对于胶凝材料采取在罐体外涂刷反光涂料,减少罐体的吸热性能,或在罐体外包裹防晒布的方式进行遮阳,外加剂等罐体采取覆盖遮阳处理;
3、施工用蓄水池顶部的遮阳防晒顶棚进行加固及修补,防止太阳暴晒,保证拌合用水温度不受影响;必要时在水池内加放冰块,降低拌合用水水温
,若蓄水池内水温不能保证拌合温度时,直接用井水拌合(拌合之前对井水进行检测,确保满足要求)。
4、严格进场材料检验,主要控制地材(砂石)的含泥或粉尘含量,减水剂的性能等,保证混凝土本身质量。
混凝土的拌制控制措施
为了控制混凝土的出仓温度,混凝土拌制时应采取措施控制混凝土的温升,并一次控制附加水量,减小坍落度损失,减少塑性收缩开裂。在混凝土拌制过程中采取以下措施。
1、对施工配合比进行设计优化,使用减水剂或以粉煤灰取代部分水泥以减小水泥用量;最大可能的降低混凝土自身的水化热;
2、施工前进行拌合系统计量设备的标定,保证各种原材料计量准确;防止出现计量不准而影响砼本身质量;
3、严格按照配合比进行施工,严禁擅自调整施工配合比;
4、严格按照混凝土施工操作规程,先投细骨料和外加剂,加水搅拌均匀后再投粗骨料,为保证混凝土拌合均匀,水化充分,混凝土的搅拌时间不得少于120s;
5、在进行混凝土的搅拌生产前,除对用于混凝土生产的原材料进行常规检验外,还需对各种原材料进行温度测试,详细测出原材料的温度,如水泥、粉煤灰、碎石、水、外加剂等原材料的温度。在首盘混凝土试拌前必须对拌合物的温度进行计算,初步确定拌合物的岀机温度T1。
根据原料温度推算拌合后混凝土的温度可按下式进行:
T1=〔S(Ta*Wa+Tc*Wc)+C(Tt*Wt+Tm*Wm)〕/〔S(Wa+Wc)+C(Wt+Wm)〕
式中:
T─混凝土拌合物的出料温度(℃);
S─固体材料(水泥及骨料)的平均比热(kJ/kg.℃),;
Wa─骨料重量(kg);
Ta─骨料温度(℃);
Wc─水泥重量(kg);
Tc─水泥温度(℃);
C─水的比热(kJ/kg.℃),;
Wt─骨料表面含水量(kg);
Tt─骨料表面水温度(℃);
Tm─混凝土拌合用水量(kg);
Wm─混凝土拌合用水温度(℃)
上式估算出的温度,未考虑水泥水化热和搅拌过程中机械能转化为热能的影响,得出的温度比实际出料温度要低。
由上式看出,要降低混凝土拌合料的温度,首先应降低原材料的温度,特别是降低比热最大的水和用量最多的骨料的温度。因此,所采取的措施是:一是采取遮阳措施防止混凝土骨料温度升高,二是降低拌合用水温度。在炎热季节或大体积混凝土施工时,可以用冷水或掺加冰块来代替部分拌合水,达到有效的降低拌合料的温度;
6、根据混凝土岀机后经过输送(或运输)环节过程产升的温升(经验统计值),计算混凝土的入模温度T2。将混凝土的入模温度和规范要求的最高不超过
30℃,进行比较。当T2<30℃时无需采取措施,即可进行首盘混凝土的试拌,并对首盘混凝土的温度进行测试,当测试温度及其他试验指标合格后方可进行混凝土的搅拌生产和浇注;当T2>30℃时,必须采取冷却水进行混凝土的试拌。在试拌前同样按上述的步骤进行拌合物的温度计算和比较;
7、在施工过程中及时对计算的拌合物岀机、入模温度、实测的拌合物岀机、入模温度和原材料的温度、气温进行对比和分析,以便更好的掌握和控制混凝土的温度。对大体积混凝土拌和物的出机温度、浇筑温度及浇筑时的气温应进行监测,至少每2h应测一次。
混凝土的运输
混凝土的运输包括从拌和站至入模过程,在炎热的夏季,外界气温和阳光将使混凝土在运输过程中吸热升温和造成坍落度损失而加快水化引起凝结。需采取必要的措施减少运输过程中的混凝土坍落度损失,具体措施如下:
1、对于高温季节里长距离运输混凝土的情况,可以考虑搅拌车的延迟搅拌,以2-4r/min转速搅拌,使混凝土到达工地时仍处于搅拌状态;
2、混凝土运输车罐体外必要时采用遮光材料包裹,增强罐体表面的反射能力,避免运输过程中日晒导致升温过高;
3、加强设备检查,保证混凝土的运输能力,同时保证施工便道平坦通畅;缩短运输时间;
4、使用输送泵进行混凝土浇筑时,必要时在现场搭设混凝土输送车使用的遮阳棚;混凝土泵管上包敷
30mm厚土工布、海绵等保水材料并喷水保持湿润,以减少混凝土拌合物因运输而造成的温度回升。
混凝土的浇筑
1、加强施工组织,合理配置资源,根据运距合理安排罐车数量和施工人数,加快施工速度,保证在砼初凝前完成,同时较少外界环境的影响时间。
2、作好施工计划,合理安排浇筑时间,以避免在日最高气温时浇筑混凝土。在高温干燥季节,晚间浇筑混凝土受风和温度的影响相对较小,且可在接近日出时终凝,而此时的相对湿度较高,因而早期干燥和开裂的可能性最小。混凝土必须在夜间气温较低时浇筑,即在夜间18:00时以后开盘,早晨6点前结束。
3、加强混凝土施工过程控制。完善相应的砼记录表格,对砼性能测试记录、砼灌注记录、砼拆模和养护记录等内容要进行全过程监控和记录,记录资料作为质量控制的重要资料保管和存档。
4、混凝土浇筑前检查降温设备和温控措施是否落实到位,如不到位坚决制止混凝土灌注施工。
5、夏季混凝土浇注前及过程中加强对拌和物坍落度、含气量、入模温度、水胶比、泌水率等性能进行测试并记录砼的性能指标,首盘混凝土必须测量,以后每隔2小时测量一次。不满足要求的不浇注入模。夏季混凝土浇注时间不得超过初凝时间。
6、砼到达现场后,在卸料前使罐车高速旋转20~30s,将拌合物搅拌均匀,然后下料。
7、与砼接触的各种工具、设备和材料等,如浇筑溜槽、输送机、泵管、砼浇筑导管、钢筋和手推车等,不要直接受到阳光曝晒,必要时应洒水冷却。
8、,;同时根据混凝土流动度合理布置布料管,保证布料均匀;
9、控制砼的一次摊铺厚度不大于60cm,,分层连续进行,中间停顿时间不得超过90min;
10、加强混凝土的振捣,保证混凝土均匀密实。混凝土浇筑后,随即振捣,振捣时间要合适。;与侧模应保持5-10cm的距离,插入下层混凝土5-10cm,使上下层混凝土结合牢固;振捣以混凝土表面停止沉落,或沉落不显著,呈现平坦、泛浆,振捣不再出现显著气泡,或振动器周围无气泡冒出为度;
11、在旧混凝土表面浇筑新砼时,除对旧混凝土表面凿毛处理外,用水将旧混凝土结构冷却,使混凝土接触面温度低于30℃,与新浇混凝土温度基本相当;
12、承台、墩身以及梁体等结构物混凝土浇筑前,在模板表面包裹一层土工布或棉毡,并在其上洒水保湿;条件许可时搭设保温棚保温,同时对钢筋、预埋件等进行洒水降温。对于大体积混凝土在必要时合理布置散热管,降低砼的内部温度。冷却水管路采用“几”字形布置,冷却水管采用直径50mm钢管。自砼开始灌注时,即对散热管通水,进、出水口汇于同一水池内;在降温过程中,应调整水温和流速,以充分利用混凝土的自身温度,即中部温度高、四周温度低的特点,在循环过程中自动调节温差,产生良好的降温效果。通水时间根据砼内外温差进行确定,至少不小于12天。
混凝土的修整措施
在炎热气候条件下浇筑砼时,砼应精心计划,应连续、快速的浇筑并及时进行修整。
1、要求配备足够的人力、设备和机具,以便及时应对突发不利情况。
2、准备一定的遮挡材料(篷布、土工布等),在砼浇筑完成后搭设遮阳棚;防止在修整过程中表面凝固过快而影响修整质量,防止可能出现的干缩开裂。
3、混凝土浇筑完成后根据混凝土的凝固程度及时对结构物外露部分进行抹面压光处理,要求去除表面浮浆,抹面不少于三次,防止表面干缩裂缝的出现。抹面过程中严禁采取洒水抹面和掺加水泥收面。
夏季混凝土的养护措施
夏季浇筑的混凝土,由于外界环境温度较高,如养护不当,会造成混凝土水化加快而导致强度降低和温度裂缝产生。同时表面水分过快蒸发而出现塑性收缩裂缝,最终将影响混凝土结构安全。
研究表明:/(m2/h)时就可能出现塑性收缩裂缝;/(m2/h)就需要采取适当措施,如冷却砼,向表面喷水或采用防风措施等,以降低表面蒸发速度。
1、在修整作业完成后,混凝土早期养护可使用喷雾器喷洒或养生液养护,避免表面过量洒水;使用覆盖物时,不得直接接触混凝土表面;
2、砼初凝后立即进行养护,混凝土养护优先采用蓄水养护方法,连续养护。水温与混凝土表面温差不得大于15℃,并应严格遵守国家标准规定的养护龄期,不少于14天。
3、对于承台等基础结构,模板未拆除前,由于侧面在浇筑前就采用棉毡或土工布包裹,可直接洒水保湿,有条件的基坑采取满灌水保温养护;顶面采取铺设土工布和顶部灌水保湿养护相结合;模板拆除后,立即进行基坑回填灌水保湿养护,顶面仍采取铺设土工布并定期洒水养护;墩身结构在分段施工过程中采取模板外包棉毡或土工布洒水保湿养护,墩身成型后并拆模后,立即在墩身表面外包塑料薄膜,同时养护采用在顶部用水桶装水,***环向滴水管的方法进行养护。环向滴水管沿着墩身环向缠绕一周,滴水孔间距10cm。在墩身外围始终形成一环向水幕;对于梁体结构,顶面采取覆盖棉毡或土工布洒水保湿养护,侧面及底板在拆模后采取喷洒养护液进行养护;对于其他混凝土结构,根据实际情况采取覆盖和保湿养护方式。
4、加强混凝土的测温工作,每个工作班测温不少于3次,对于气温35℃以上时应加大测温频率,及时采取措施保证混凝土的质量。
5、未达一定强度不应承受荷载:,不得使其承受行人运输工具、模板、支架及脚手架等荷载。
模板的拆除控制措施
1、夏季混凝土结构要严格控制拆模时间,尽可能晚拆模。
2、根据测量的混凝土内部温度与测量的外界气温的差值来确定拆模时间,直至气温与混凝土内部温度两者差值小于20℃时间才可以拆模。,并注意混凝土表面及棱角不至于因拆模而受损伤。