青藏铁路某段混凝土及砌体工程施工有关问题的解决办法

青藏铁路某段混凝土及砌体工程施工有关问题的解决办法青藏铁路某段位于青藏高原腹地，跨越青海、西藏2省区，途经纳赤台、五道梁、沱沱河沿、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内，该段具有独特的冰缘干寒气候特征，线路经过的地区海拔高、空气稀薄、气压低。海拔高程4500m，年平均气压为58.0kPa，唐古拉山口最低气压为54.4kPa，年平均气温-2～-6℃，极端最低气温-36～-45℃。高寒、高原缺氧不仅给人与机械工作效率降低，且给铁路混凝土及砌体工程施工带来不利的影响。1湿喷混凝土技术在秦岭隧道的使用情况XXX在秦岭隧道率先采用湿喷混凝土技术。喷射机械是XXX研制的TK—961型混凝土湿喷机，配用液体速凝剂。后来在东秦岭隧道施工中使用了几台，与干喷机混合使用(随气候变化选择喷射工艺，气温低时或是有渗水的围岩面采用干粉速凝剂或粘稠剂，即潮喷；气温高并且干燥的围岩面再改用液体速凝剂，即湿喷)。通过2个工点的应用，我们有如下体会：（1）在春秋冬三季节中，环境气温较低，液体速凝剂变稠，甚至冻结，运到工地已倒不出来了，需要在暖室内融解1星期才能使用，运输、保管都需要在暖棚内进行，低温条件下配用液体速凝剂，使用不方便。（2）施喷作业时遇到渗水或光石板岩面，拟多增加剂量调节混凝土快凝来解决问题，由于湿喷混凝土本身就较稀（坍落度8～16cm），与岩面的渗水混在一起会产生流淌；液体速凝剂也是稀的，掺少了不起作用，掺多则是更稀，流淌更严重，结果喷不上去，回弹量大，喷射质量差。（3）液体速凝剂价格高。根据以上情况(主要是在低温条件下)，在青藏高原高寒地区采用液体速凝剂喷射混凝土行不通。建议选用配用干粉速凝剂(或粘稠剂)的STX系列湿喷机，该机结构简单，机型小，使用和维修方便。2喷射混凝土低温施工的难点及解决办法低温条件下喷射混凝土的难点在于：（1）输水管及喷头注水冻结，无法喷射；（2）混凝土不凝，喷上去的混凝土成片脱落；（3）围岩面冷，喷混凝土粘不上，易受冻害。解决办法：（1）选择配用干粉速凝剂的STX系列湿喷机，操作时喷头处注干粉剂，不存在受冻的问题，且干粉剂运输、保管都不受低温影响；（2）拌和混凝土的地点搭设保温棚，用热水或蒸汽拌和混凝土；（3）保持混凝土入喷射机温度达到15～25℃，必要时喷射机位置搭设保温棚，或在喷射机混凝土输料筒边安设暧气管，给混凝土输料筒补助加热。（4）配制超早强抗冻型STC粘稠剂，从喷头处注入喷射混凝土中，使其在低温下几分钟内(未冻结前)即凝结硬化，达到抗冻临界强度。超早强抗冻型粘稠剂掺量随环境气温变化选用。见表1表1不同温度条件配制抗冻型粘稠剂掺量%种类气温（℃）常温低温＞2525～1515～55～-5-5～-15-15～-200复合超早强粘稠剂掺量4568.59.511其中含粘稠成分1.522.52.52.52.5含速凝成分2.533.53.545含早强抗冻成分——————2.533.5（5）混凝土配合比①使用材料水泥：宜用抗压强度等级为42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，有利于早期强度的增长。水泥各项技术指标符合现行水泥国家标准。外加剂：采用改进的超早强抗冻型STC型粘稠剂。掺入混凝土中，其强度能在-20℃条件下迅速增长达到抗冻临界强度，并持续增长。砂子：中砂，细度模数2.5～3.0之间，含泥量小于3%，其它技术指标符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ-52）规定。碎石：宜用级配5～10mm的米石，含泥量0，其它技术指标符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ-53）规定。②组分配合比控制：水灰比：0.45～0.50；砂率：50%～60%；水泥用量：不小于400kg/m3，并可掺高效减水剂和活性掺合料；坍落度：8～12cm。混凝土喷射后在负温下自然养生24h抗压强度应不低于6Mpa。3模筑混凝土施工混凝土冬期施工，当混凝土灌筑后长时间处于5℃以下的环境气温时，硬化很缓慢，灌筑后可能1星期，甚至半个月也拆不了模，影响模板周转和施工进度。冬期混凝土施工的常规方法，是掺加防冻剂。防冻剂有2种类型，一是含氯化钙和氯化钠的快硬防冻剂，这种防冻剂对钢筋有锈蚀作用，钢筋混凝土不允许掺。二是无氯防冻剂，如硝酸盐、亚硝酸盐类，掺量可到8%，胺水和尿素掺量可到4%，碳酸钾掺量可到10%。这种防冻剂对钢筋不产生锈蚀，需掺量大，且只能做到混凝土灌筑后不受冻，强度增长达到设计要求还需等到开春后气温回升到15℃以上，并再养生1个月才能实现。某段有些地段春秋季节日最高气温也不过5℃，因此，掺防冻剂不是好办法，不但费用高，也影响施工进度。最佳方法是蒸养，结合低温早强措施能有效的解决混凝土受冻和改善强度迅速增长问题。需要备有移动蒸汽锅炉、活动保温棚，拌制混凝土时可掺些早强剂，蒸养升温至40～45℃，养护一定的时间即可达到设计强度的90%。一台移动蒸汽锅炉，既可以供蒸汽搅拌混凝土，又可供蒸汽养生混凝土，2d可完成一个循环，省事、省时、省资金。灌筑后不用拆模的小体积无筋混凝土，可采取冷方法施工，防冻剂溶液的配制方法参照冷砂浆（见表2）。少筋并施工后不用拆模的小体积混凝土，可掺加阻锈防冻剂。高原地区缺水，气候干燥，蒸养混凝土当停止蒸养后表面立即干燥，虽然强度已经达到设计强度的90%，但过早受到干燥，对混凝土后期强度增长及耐久性不利，所以，停养后在混凝土表面未完全干燥之前，应及时喷养护剂进行保湿。因此，应提早对养护剂的料源及质量进行调查。4砌筑砂浆砌筑砂浆按《铁路混凝土与砌体工程施工与验收规范》(TB10210—2001)规定允许采用掺盐法作为防冻剂，让砂浆在负温下强度持续增长。盐有2种，CaCI2和NaCI。CaCI2有速凝效果，纯掺CaCI2砂浆会产生急凝，纯掺NaCI砂浆强度也能在负温下持续增长，但很缓慢，故根据环境气温情况2种盐应配合使用，其适宜掺量见表2。表2拌和冷砂浆盐水浓度掺量最低环境气温（℃）拌和冷砂浆盐水水浓度拌和冷砂浆盐水水的温度控控制0～55%NaCII5℃以下-6～-103%CaCII2+6%%NaCCI0℃以下-11～-1556%CaCII2+77%NaaCI-5℃以以下-16～-2009%CaCII2+99%NaaCI-10℃以下拌和冷砂浆应注意以下几点：（1）拌和冷砂浆盐水溶液的浓度，应通过现场试验确定，配成的拌和冷砂浆盐水溶液在当时的环境气温条件下不冻结，说明用此溶液拌制的冷砂浆也不会冻结。（2）拌和冷砂浆盐水溶液的温度控制，即是拌和