隧道混凝土冬期施工技術(shù)

　　摘要：對(duì)隧道冬期混凝土施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)，為類似工程提供參考。 

　　關(guān)鍵詞：隧道混凝土 冬期 溫度 防凍 技術(shù) 
　　 
　　某隧道位于山東省魯中地區(qū)，冬季最低氣溫-13℃，冰凍期長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月，在冬季進(jìn)行了混凝土二次稱砌及噴射混凝土施工。 
　　 
　　一、響隧道混凝土冬季施工的主要因素 
　　 
　?。ㄒ唬┗炷猎O(shè)計(jì)抗凍標(biāo)號(hào)偏低：決定混凝土抗凍能力的重要指標(biāo)就是混凝土的抗凍標(biāo)號(hào)。 

　?。ǘ┎牧掀焚|(zhì)對(duì)混凝土凍融破壞的影響：組成混凝土的材料品質(zhì)與抗凍性決定著混凝土抵抗凍融破壞的能力，另外抗凍性要求較高的混凝土可采用加氣劑提高抗凍標(biāo)號(hào)。 

　?。ㄈ┗炷猎谑┕さ闹饕绊懸蛩兀喝缗浜媳炔粐?yán)、水灰比過大、人工拌合不均、振搗不密實(shí)等等。上述諸因素是互相關(guān)聯(lián)，互相制約的，這些因素綜合起來決定著混凝土凍融破壞的程度和速度。 
　　 
　　二、混凝土受凍的原因及危害 
　　 
　　溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。大氣氣溫低于零度時(shí)，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹力；同時(shí)混凝土凝膠孔中的過冷水引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強(qiáng)度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%－50%。 

　　混凝土在澆筑過程中受凍，會(huì)導(dǎo)致混凝土硬化時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)強(qiáng)度降低，受凍時(shí)間越長(zhǎng)，溫度越低，強(qiáng)度損失越大；混凝土在硬化過程受凍，會(huì)導(dǎo)致混凝土嚴(yán)重破壞，因?yàn)榇藭r(shí)混凝土強(qiáng)度很低，混凝土中水分子凝結(jié)成晶體后體積膨脹會(huì)輕易造成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞；混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后反復(fù)凍融也會(huì)造成混凝土的破壞。 

　　配合比、水灰比，最優(yōu)砂率及含氣量對(duì)混凝土的抗凍性都有影響。其中影響最大的是水灰比。因?yàn)樗磻?yīng)所需水分只占水泥重量的25-30%，但為了滿足施工和易性的要求，常常將水量加大到50-70%，或更大，用水量大大超過水泥水化反應(yīng)的實(shí)際水量，而且是游離存在于混凝土中，游離水越多，孔隙就越多，密度就越小，因而會(huì)降低混凝土的抗凍能力，甚至結(jié)冰。冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)，一定要掌握好砂率，控制好水灰比，一般不宜超過0.6。 
　　 
　　三、混凝土防凍措施 
　　 
　　要提高混凝土的抗凍能力，尤其應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)施工質(zhì)量控制。針對(duì)以上論述和分析，從混凝土的原料選擇、配合比、澆筑三個(gè)環(huán)節(jié)著重考慮： 

　　（一）提高溫度包括?；炷涟韬衔锉旧頊囟鹊奶岣吆褪┕きh(huán)境溫度的提高。 

　　1.混凝土拌合物主要是砂、碎石、水泥、水等的混合物，按規(guī)范規(guī)定水泥不能加熱，因此提高拌合物的溫度主要考慮骨料和水的加溫。 

　　在上料斗內(nèi)側(cè)壁焊上2－3道鋼管，管壁下側(cè)鉆孔，管與蒸汽鍋爐相連，水蒸氣從料斗底往上升時(shí)，骨料被100e的水蒸氣包圍，達(dá)到了加熱的目的。這種加熱方法熱利用律率高，溫度升高的快，安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單，但要對(duì)骨料的含水量進(jìn)行測(cè)定調(diào)整骨料稱重量，尤其是細(xì)集料，水可以加熱到100e，混凝土拌合提前2h，利用大水箱裝水，水箱以下爐火加熱至100e，一箱水不夠時(shí)，可在使用中再加水加溫，箱內(nèi)熱水用水泵泵送到攪拌機(jī)中。 

　　混凝土拌和料的投料順序:(1)砂石料進(jìn)拌和機(jī)加90%的水進(jìn)行攪拌1min；(2)水泥、外加劑進(jìn)拌和機(jī)進(jìn)行攪拌1.5min以上并補(bǔ)充剩余10%的水分；砂石料與水泥、外加劑分開進(jìn)料斗，必須以此防止水泥、外加劑接觸熱水發(fā)生水泥“假凝”現(xiàn)象；拌和時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)，以防止出現(xiàn):(a)混凝土顏色不均勻、外觀質(zhì)量問題；(b)防止材料間熱交換時(shí)間過短，混凝土和易性和施工性能差。 

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　　噴射混凝土在施工時(shí)一般采用潮噴法，混合料同樣采用二襯混凝土的加溫方法拌和，噴射混凝土在現(xiàn)場(chǎng)加入的熱水，采用在附近放置加熱水箱的辦法，水溫一般控制在60e左右，過高的溫度會(huì)對(duì)拌和料中的水泥產(chǎn)生不良影響。 

　　2.提高環(huán)境溫度。洞口設(shè)雙層保溫簾（間隔10－20m），盡量減小洞內(nèi)外空氣直接對(duì)流，阻擋冷空氣深入洞內(nèi)，在雙層保溫簾后設(shè)水暖鍋爐和暖氣片組，使進(jìn)入隧道的冷空氣預(yù)熱，鍋爐煙氣要通過管路直接排出洞外，防止流入洞內(nèi)污染洞內(nèi)空氣。 

　　襯砌臺(tái)車距洞口20m以內(nèi)時(shí)，臺(tái)車附近的環(huán)境溫度會(huì)〈5e，可以用點(diǎn)鎢燈在臺(tái)車內(nèi)側(cè)照射鋼模板，提高臺(tái)車周圍的溫度。 

　　冬期施工的混凝土按規(guī)范要求要減小水灰比，減小水的用量，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)要考慮加入減水劑；為減小養(yǎng)護(hù)過程中可能出現(xiàn)的凍傷，應(yīng)盡量快速提高混凝土早期強(qiáng)度，縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可以采用水化熱較高的早強(qiáng)水泥；水泥不允許加熱，但在高寒地區(qū)，需要在散裝水泥罐外用隔熱層包裹；拌合站采取保溫措施并建在鋸洞口近的位置，減小運(yùn)輸時(shí)的熱量散失。 

　?。ǘ┨岣呋炷量箖鳇c(diǎn)。為提高混凝土抗凍點(diǎn)，一般采用摻加防凍劑的方法增強(qiáng)混凝土自身的抗凍能力，防凍劑選用具有防凍、引氣、減水等功能的復(fù)合性外加劑，滿足現(xiàn)場(chǎng)冬季施工的需要。 
　　 
　　四、混凝土冬期施工質(zhì)量控制要點(diǎn) 
　　 
　?。ㄒ唬┗炷炼臼┕さ牟牧蟽?chǔ)備保溫。砂石料應(yīng)在入冬以前進(jìn)行蓋上10cm以上的草袋以及棉氈或采取其他措施，保證砂石料不受凍、溫度在0℃以上，同時(shí)防止出現(xiàn)冰雪、冰凍進(jìn)入攪拌機(jī)內(nèi)，給混凝土溫度帶來損失；防止過大的凍塊堵塞砂石料輸送帶；防止部分冰凍塊進(jìn)入攪拌機(jī)內(nèi)會(huì)很難被粉碎、溶化，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量；水泥、外加劑應(yīng)在庫房或暖棚內(nèi)進(jìn)行保溫，禁止對(duì)其進(jìn)行直接加溫；冬季溫度過低，應(yīng)提前作好水源儲(chǔ)備并防止污染。 

　?。ǘ┗炷涟韬土系募訙?。才對(duì)攪拌站進(jìn)行搭設(shè)溫棚保溫、砂石料保持正溫的情況下，混凝土拌和料要加溫，拌和水加熱溫度根據(jù)混凝土拌和物混合溫度和計(jì)算控制。 

　　（三）混凝土的拌和。 

　?。ㄋ模┗炷恋倪\(yùn)輸。各種混凝土運(yùn)輸車、混凝土輸送泵以及管道在使用前必須用熱水清洗加溫；保證運(yùn)輸過程順暢、運(yùn)輸速度快速；混凝土泵安裝后要加保溫采暖棚，管道用棉氈包裹保溫；管道在使用前后用熱水沖洗干凈，防止混凝土殘料在管道內(nèi)凍結(jié)、影響暢通。 

　?。ㄎ澹┗炷恋臐仓?。模板、鋼筋均必須采取有效措施如暖棚進(jìn)行加溫至10℃以上方可進(jìn)行混凝土澆筑；盡量減少因施工操作引起的混凝土拌和物溫度損失，如減少混凝土暴露時(shí)間、及時(shí)對(duì)混凝土予以保溫。 

　?。┗炷恋臏囟缺O(jiān)控。建立溫度檢測(cè)制度、指定專人負(fù)責(zé)，建立完整的檢測(cè)記錄。 　 原作者： 張玉麗