铁路客运专线站前工程冬季施工措施

铁路客运专线站前工程冬季施工措施1.1冬期施工的工艺要求1.1.1混凝土材料选择及要求配制冬期施工的混凝土，应优先选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥标号不应低于425号，最小水泥用量不宜少于300kg，水灰比不应大于0.6。使用矿渣硅酸盐水泥，宜采用蒸气养护；使用其它品种水泥，应注意其中掺合材料对混凝土抗冻、抗渗等性能的影响。冬期浇筑的混凝土，宜使用无氯盐类防冻剂。对抗冻性要求高的混凝土，宜使用包括引气减水剂或引气剂在内的外加剂，但掺用防冻剂、引气减水剂或引气剂的混凝土施工，应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》的规定。如在钢筋混凝土中掺用氯盐类防冻剂时，应严格控制氯盐掺量，且一般不宜采用蒸气养护。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，在掺用含有钾、钠离子防冻剂的混凝土中，不得混有活性骨料。1.1.2混凝土材料的加热冬期拌制混凝土时应优先采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热，水及骨料的加热温度应根据热工计算确定，但不得超过下表的规定。拌和水及骨料最高温度项目拌和水骨料低于525#的硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥80℃60℃大于等于525#的硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥60℃40℃1.1.3混凝土的搅拌搅拌前应用热水或蒸气冲洗搅拌机，搅拌时间应较常温延长50%。投料顺序为先投入骨料和已加热的水，然后再投入水泥，且水泥不应与80℃以上的水直接接触，避免水泥假凝。混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。对搅拌好的混凝土应常检查其温度及和易性，若有较大差异，应检查材料加热温度和骨料含水率是否有误，并及时加以调整。在运输过程中要有保温措施以防止混凝土热量散失和被冻结。1.1.4混凝土的浇筑混凝土在浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢；且不得在强冻胀性地基上浇筑混凝土，当在弱冻胀性地基上浇筑混凝土时，基土不得遭冻；当在非冻胀性地基土上浇筑混凝土时，混凝土在受冻前，其抗压强度不得低于临界强度。当分层浇筑大体积结构时，已浇筑层的混凝土在被上一层混凝土覆盖前，其温度不得低于按热工计算的温度，且不得低于2℃。对加热养护的现浇混凝土结构，混凝土的浇筑程序和施工缝的位置，应能防止在加热养护时产生较大的温度应力；当加热温度在40℃以上时，应征得设计同意。1.2冬期养护方法混凝土冬期养护方法有蓄热法、蒸气加热法、电热法、暖棚法以及掺外加剂法等。但无论采用什么方法，均应保证混凝土在冻结以前，至少应达到临界强度。1.2.1蓄热法蓄热法是利用原材料预热的热量及水泥水化热，通过适当的保温，延缓混凝土的冷却，保证混凝土能在冻结前达到所要求强度的一种冬期施工方法。适用于室外最低温度不低于-15℃的地面以下工程或表面系数（指结构冷却的表面积与其全部体积的比值）不大于15的结构。蓄热法养护具有施工简单、不需外加热源、节能、冬期施工费用低等特点。因此，在混凝土冬期施工时应优先考虑采用。只有当确定蓄热法不能满足要求时，才考虑选择其它方法。蓄热法养护的三个基本要素是混凝土的入模温度、围护层的总传热系数和水泥水化热值。应通过热工计算调整以上三个要素，使混凝土冷却到0℃时，强度能达到临界强度的要求。采用蓄热法时，宜采用用标号高、水化热大的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、掺用早强型外加剂、适当提高入模温度、外部早期短时加热等措施，同时应选用传热系数较小、价廉耐用的保温材料，如草帘、草袋、锯末、谷糠及炉渣等。此外，还可采取其他一些有利蓄热的措施，如地下工程可用未冻结的土壤覆盖或生石灰与湿锯末均匀拌合覆盖，利用保温材料本身发热保温以及充分利用太阳热能等措施。1.2.2蒸气加热法蒸气加热养护分为湿热养护和干热养护两类。湿热养护是让蒸气与混凝土直接接触，利用蒸气的湿热作用来养护混凝土，常用的棚罩法、蒸气套法以及内部通气法等就属这类。而干热养护则是将蒸气作为热载体，通过某种形式的散热器将热量传导给混凝土使其升温，如毛管法和热模法就属这类。（1）棚罩法是在现场结构物的周围制做能拆卸的蒸气室，如在地槽上部盖简单的棚盖或在预制构件周围用保温材料（木材、砖、篷布等）做成密闭的蒸气室，通入蒸气加热混凝土。本法设施灵活、施工简便、费用较小，但耗气量大，温度不易控制。适用于加热地槽中的混凝土结构及地面上的小型预制构件。（2）蒸气套法是在构件模板外再用一层紧密不透气的材料（如木板）做成蒸气套，气套与模板间的空隙约150㎜，通入蒸气加热混凝土。此法温度能适当控制，加热效果取决于保温构造，设备复杂、费用大，可用于现浇柱、梁及肋形楼板等整体结构加热。（3）内部通气法是在混凝土构件内部预留直径为13～50㎜的孔道，再将蒸气送入孔内加热混凝土。当混凝土达到要求的强度后，排除冷凝水，随即用砂浆灌入孔道内加以封闭。内部通气法节省蒸气、费用较低，但入气端易过热产生裂缝。适用于梁柱、桁架等结构件。（4）毛管法是在模板内侧做成沟槽（断面可做成三角形、矩形或半圆形），间距200～250㎜，在构槽上盖以0.5～2㎜的铁皮，使之成为通蒸气的毛管，通入蒸气进行加热。毛管法用气少，但仅适用于以木模浇筑的结构，对于柱、墙等垂直构件加热效果好，而对于平放的构件，其加热不易均匀。（5）蒸汽热模法它是利用钢模板加工成蒸汽散热器，通过蒸汽加热钢模板，再由模板传热给混凝土。一般蒸汽养护制度包括升温、恒温、降温三个阶段。整体浇筑的混凝土结构，混凝土的升温和降温速度不得超过有关规定，以减少加热养护对混凝土强度的不利影响，防止混凝土产生裂缝。1.2.3暖棚法它是在被养护的构件和结构外围搭设围护物，形成棚罩，内部安设散热器、热风机或火炉等作为热源，加热空气，从而使混凝土获得正温的养护条件。由于空气的热辐射低于蒸汽，因此，为提高加热效果，应使热空气循环流通，并应注意保持暖棚内有一定的湿度，以免混凝土内水分蒸发过快，使混凝土干燥脱水。当在暖棚内用直接燃烧燃料加热时，为防止混凝土早期碳化，要注意通风，以排除二氧化碳气体。采用暖棚法养护混凝土时，棚内温度不得低于５℃。并必须严格遵守防火规定，注意安全。1.2.4电热法利用电能作为热源来加热养护混凝土的方法。这种方法设备简单、操作方便、热损失少、能适应各种施工条件。但耗电量较大，冬期施工附加费用较高。按电能转换为热能的方式不同电热法可分为：电极加热法、电热器加热法和电磁感应加热法。（1）电极加热法它是在混凝土构件内安设电极（Φ6～12钢筋），通以交流电，利用混凝土作为导体和本身的电阻，使电能转变为热能，对混凝土进行加热。为保证施工安全和防止热量损失，通电加热应在混凝土的外露表面覆盖后进行。所用的工作电压宜为50V～110V。在养护过程中，应注意观察混凝土外露表面的湿度，防止干燥脱水。当表面开始干燥时，应先停电，然后浇温水湿润混凝土表面。电极加热法的优点是热效率较高，缺点是升温慢，热处理时间较长，电能消耗大，电极用钢量大。对密集配筋的结构，由于钢筋对电热场的影响，使构件加热不均匀，故只宜用于少筋或无筋的结构。（2）电热器加热法它是将电热器贴近于混凝土表面，靠电热元件发出的热量来加热混凝土。电热器可以用红外线电热元件或电阻丝电热元件制成，外形可成板状或棒状，置于混凝土表面或内部进行加热。由于它是一种间接加热法，故热效率不如电极加热法高，一般耗电量也大，但它不受构件中钢筋疏密与位置的影响，施工较简便。在大模板工程中，采用电热毯电热器来加热混凝土也可取得较好效果。电热毯是由四层玻璃纤维布中间夹以电阻丝制成。根据大模板背后空档区格的大小，将规格合适的电热毯铺设于格内，外侧再覆盖保温材料（如岩棉板等），这样在保温层与电热毯之间形成的热夹层能有效地阻止冷空气侵入，减少热量向外扩散。（3）电磁感应加热法它是利用铁质材料在电磁场中会发热的原理，将产生的热量传给混凝土，以达到加热养护混凝土的目的。它可分为工频感应模板加热法与线圈感应加热法。①工频感应模板加热法在钢模板外侧焊上管内穿有导线的钢管，便形成工频感应模板。当频率为50Hz（工频）的交流电在钢管内导线中通过时，由于电磁感应作用，使管壁上产生感应电流。这种感应电流为自成闭合回路的环流，成旋涡状，故称为涡流，涡流产生的热效应使钢管发热，热量传给钢模板，再传给混凝土，从而对混凝土进行加热养护。工频感应模板加热法设备简单，只要导线和钢管，加热易于控制，混凝土温度比较均匀，适用在日平均气温为-5℃～-20℃条件下的冬期施工。②线圈感应加热法当交流电通入线圈中时，在线圈内及周围会产生交变磁场。若线圈内放有铁芯，则在铁芯内会产生涡电流而使铁芯发热。如果在梁、柱构件钢模板的外表面缠绕上连续的感应线圈，线圈中通入工频交流电，则处在线圈内的钢模板和钢筋中也会因电磁感应产生涡流而发热，从而将热量传给混凝土，对其进行加热养护。线圈感应加热法适用各种负温环境，对于表面系数大于5且钢筋密集的梁、柱构件的加热养护以及对钢筋和钢模板的预热等最为有效，其温度分布均匀，混凝土质量良好。（4）远红外线养护法是利用远红外辐射器向新浇筑的混凝土辐射远红外线，使混凝土的温度得以提高，从而在较短时间内获得要求的强度。这种工艺具有施工简便、升温迅速、养护时间短、降低能耗、不受气温和结构表面系数的限制等特点，适用于薄壁结构、大模板工艺、装配式结构接头等混凝土的加热。产生远红外线的能源除电源外，还可用天然气、煤气、石油液化气和热蒸气等，可根据具体条件选择。1.2.5掺外加剂法在冬期施工混凝土中掺入适量的外加剂，使混凝土强度迅速增长，在冻结前达到要求的临界强度，或降低水的冰点使混凝土能在负温下凝结硬化，它不仅可简化施工工艺、节