国家高速沪陕线西安至商州高速公路（第二通道）
路基、桥隧工程施工第16合同段。
编制。审核。
审批。中铁十七局集团一公司。
西商高速公路第十六合同段项目经理部。
二〇〇九年八月三十日。
冬季施工方案。
一、编制依据。
1、《公路隧道施工技术规范》
2、《公路桥涵施工技术规范》
～2023年气象资料。
4、lj-16标实施性施工组织设计。
二、施工地冬季气象。
根据2023年、2023年施工气象记录，进入11月当地天气阴冷潮湿，12月份开始降霜下雪，历史最低温度可降至-18℃。
三、冬期采取的质量保证措施。
根据《公路隧道施工技术规范》、《公路桥涵施工技术规范》中冬期施工的规定：当工地昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于-3℃，混凝土和砌体按冬期施工组织。
冬季混凝土施工受冻问题分析及温度与砼强度的关系
混凝土捣拌浇灌后之所以能逐渐凝结和有较高的温度，是由本身水化作用的结果。而水泥水化作用的速度除与混凝土组合材料和配合比有关外，主要是随着温度的高低而变化。当温度升高时，水化作用加快，强度增长也快；而当温度降至 0℃时，存在于混凝土中的游离水有一部分开始结冰，逐渐由液相变为固相，这时水泥水化作用基本停止，强度也不再上升。
温度继续下降，当混凝土中的水全部结成冰，由液相变为固相时，体积膨胀约9%，同时产生大约 20kn/m 的侧压力。这个应力值一般大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土受到程度不同的早期破坏而降低强度。此外当水结成冰后会在骨料和钢筋表面产生颗粒较大的冰凌，这种冰凌会减弱水泥浆与骨料同钢筋的粘结力，也会影响混凝土的抗压强度。
当气温回升冰融化后又会在混凝土内部留下众多的空隙和孔洞，降低混凝土的密实性和耐久性。
砼应预防早期冻害
由此可见在冬季混凝土施工中，水的形态变化是影响混凝土强度增长的关键因素。新浇灌的混凝土立刻冻结时，有80%以上的水变成冰，液相不足20%，水化反应极其微弱了；当混凝土经过 24h的标准养护后再冻结，只有 60% 的水变成冰；当混凝土强度达到设计标准的50% 以上时，即使温度降至-40℃以下，而含水量也维持在 60% 以下，还有 40% 的水未转变为固相，水化作用也能继续进行。可以得出这样一个结论：
混凝土在浇灌后有一段养护期，对加速水化作用极为重要，因而应预防早期冻害。当混凝土在受冻前只有1h的养护期，强度损失会超过50%；在受冻前得到7h的养护期，强度损失不超过20%。
只要混凝土在正温下养护一定时间，使混凝土有一段水化时间，就不怕冻害的影响。混凝土不致受冻害的最低临界强度国内外有许多研究成果，我国的钢筋混凝土施工及验收规范(gb50204-92)第 7.1.
2条明确规定：硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的构件为设计的 30%。
从以上**认识到，在冬季混凝土施上中，一般要解决和处理好以下几个问题：一是如何确定混凝上最短最佳的养护龄期；二是如何防止混凝土早期受冻；三是如何使冻后混凝土的后期强度能达到设计的需要。在实际施工中，在根据施工现场气温变化、工程结构部位和数量、工期要求期限、水泥品种、外加剂、保温材料性能和现场条件、供热**等情况，采取合适的施工方法和组织措施。
一般情况下，同样一个工程可以有多种方法和措施来保证工期和质量，但最佳方案必须满足工期短、造价低且质量***。
混凝土施工。
工地设立气温观测点，每天6时、14时和21时观测记录气温，随时掌握温度变化，指导施工采用冬季施工措施，防止混凝土受冻损强。
砂、碎石要盖棚或进行苫盖，保持干燥。进行热工计算如温度过低时对砂石进行加热处理。
水泥品种优先选用普通硅酸盐和硅酸盐水泥，搭建水泥库保存，如临时存放必须上盖下垫周围进行遮盖，并且保存时间不要超过10天。
拌合用水如温度低可采用电热法进行加热，其加热温度不宜高于80℃，如骨料不加热时，水可加热至80℃以上，但应先投入骨料和已加热的水，拌匀后再加入水泥。
混凝土采用强制式搅拌机拌制，拌合时间不能少于3分钟。混凝土采用较小的水灰比和坍落度，现场试验员跟班作业，加大坍落度抽检频次。混凝土掺加防冻剂前应进行配合比选定，并且试配强度要较设计提高一级。
用机动车运输时混凝土装载厚度不能小于40cm，混凝土罐车运输时，罐体要覆盖保温被，运输时间从加水时算起至卸出不应超过60分钟。
混凝土采用机械振捣并分层连续浇筑，分层厚度不得小于20cm。插入式振动棒的移动间距不宜大于振动棒作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为5～10cm，振捣时不得碰撞模板、钢筋和预埋件。
每一振点以混凝土不再沉落，不再出气泡，表面出现浮浆为准。
采用硅酸盐或普通硅酸盐水泥配制混凝土在抗压强度达到设计强度的30%前，c15及以下的混凝土和喷射混凝土强度未达到5mpa前，预应力混凝土的孔道灌浆在强度达到25mpa前，不得受冻。混凝土养护温度不得低于5℃，细薄截面结构不得低于10℃，并且温度低于5℃时，不得洒水养护，应采用覆盖保温或加热养护。加防冻剂的混凝土初期养护的温度，不得低于防冻剂规定的温度，当达不到规定温度时，应采取保温措施，在混凝土强度达到3.
5mpa前混凝土温度不得低于防冻剂规定的温度。对于混凝土标准试件除应按规范制作外，每次浇筑时还应增加两组，与现场灌注砼同条件养护。一组用于检查混凝土的受冻临界强度；另一组用于检查混凝土转入常温养护28天时的强度。
不受力结构拆模强度要满足抗冻强度后方可拆除，受力结构应在混凝土强度达到100%后方可拆模。混凝土拆模后表面温度与环境温度之差不得大于15℃，温差在10～15℃间拆模后混凝土表面采取临时覆盖措施。
现浇梁张拉前试压同条件养护试件，确定混凝土强度，保证混凝土强度达到设计值的90%。
四、桥梁、预制梁、隧道、通道冬季施工方案。
桥梁。系梁、桥墩、盖梁、混凝土冬季施工方法及措施
调整最佳配合比
在气温 0℃左右时施工，应选用普通硅酸盐水泥，其硅酸三钙含量不低于 50%，细度达到4900/cm2细目筛余量< 15% 的水泥。这种水泥水化热反应早，使早期强度提高快，一般三天的强度大约等于普通硅酸盐水泥 7天的强度，效果较明显；尽量降低水灰比，实际上是减少游离水，增加水泥用量，增加幅度在50kgf/m3左右较合适，从而增加水化热量，减短龄期使强度增长快；掺入早强剂和减水剂，提高早期强度。
2）混凝土的搅拌。
为了保证混凝土入模温度不小于规范规定的5℃，首先根据粗细骨料的温度及比热容等，计算出水的加热温度，根据计算的温度对水进行加热，保证混凝土的出料温度，并且混凝土的出料温度进行随时检查，随时调整水温。如果气温较低，即使水达到沸腾也无法达到计算的出料温度时，应重新计算对粗细骨料也进行加热，以保证出料温度。拌和过程中的投料顺序进行一定调整，先将粗细骨料、水加入搅拌机内搅拌均匀后，方可将水泥加入，水泥只可保温，不得与高温水直接接触。
同时搅拌时间适当的延长至常温下的150%。
当混凝土输送至工地时，及时用温度计再次检查混凝土温度，保证入模温度不得低于5℃，如果低于5℃，将采取运输时间尽可能减短或提高出料混凝土的温度方法保证混凝土的入模温度。
3）混凝土的浇注。
由于施工现场处在野外暴露情况，本合同段墩柱和盖梁混凝土施工采用搭建暖棚，烧锅炉蒸汽加热法，混凝土浇筑后需搭建暖棚，锅炉蒸气养护与暖棚相结合施工。
浇注前，先用提前预制好的套筒式暖棚将模板罩起来，只留下顶部混凝土入模口，同时为了保证温度不低于5℃，并在棚内点火生炉，浇注过程中，不断地检测温度，保证混凝土的温度不低于5℃，浇注完毕后，将暖棚顶部用棉被和蓬布密闭，棚内的炉火根据每一个单位工程指定两名专人负责看火，不得熄灭，同时严格控制棚内温度保证不得低于10℃，直至混凝土达到设计强度的40%。施工取样时，要比常温浇注多取一组试件，并与所浇注的混凝土同条件养护，以保证其达到抗冻强度。
4）混凝土的养护。
当浇注完毕的混凝土达到拆模强度拆模后，及时用前预制好的套筒式暖棚将结构物混凝土罩起来密封好并通入蒸气养护。同时专人随时检查暖棚内的温度，保证其不低于10℃，直至达到抗冻强度。详见附表1
预制梁。1）混凝土拌合。
混凝土搅拌时所需水温均满足《公路桥涵施工技术规范》要求拌和水温度≤80℃的条件；当气温在零上时，水温≥26.5℃就能够满足冬季施工混凝土的要求；当气温在零下时，水温≥58℃才能够满足冬季施工混凝土的要求。在实际施工中，通过对给水池采取保温围护措施和使用大功率的电热管对水进行加热，实际测得水温一般在50℃～80℃之间。
并且，施工时日常气温仅在＋5℃～－3℃之间，未达到所设想的最不利情况。现场对混凝土入模的实际温度进行监测结果均在15℃～20℃之间，满足《公路桥涵施工技术规范》对冬季混凝土施工入模温度的要求。
2）混凝土的浇筑。
冬季施工混凝土结构时，现场混凝土施工方案的可行性非常重要。混凝土的浇筑工艺同常温下施工工艺，分层逐段进行浇筑，再浇底板，先浇腹板，最后浇顶板。只是需要对运输混凝土的容器和管道采取一定的保温措施。
浇筑现场为了防风保温，设置了防风围挡，并利用彩条布搭设了大棚来保证混凝土结合面的温度保持在零上。施工过程中现场温度测量值一般在2℃～5℃左右，基本达到了预期目的，满足规范要求。
3）混凝土的养护。
混凝土的养护是质量控制的一个重点，为了防止混凝土表面产生温度裂缝和保证混凝土强度，必须对模板采取保温措施，我梁场已将建好的保温棚投入使用，保温棚已满足养护要求。
使用时由龙门吊整体吊装，施工时在模板外侧加铺土工布、棉被、彩条布各一层。箱梁顶板覆盖的保温层相同，只是在最下层加铺一层塑料布保水。考虑到混凝土自身的水化热，这样的保温措施完全能够保证施工现场的养护。
蒸养管道使用原有喷淋管道，管道外面包裹一层保温棉以防止管道受冻。从现场混凝土箱梁的外观和现场检查结果来看，实际情况与计算推出的结论基本相符，现场箱梁温度的实测值和拆模当日的气温差在15℃以内，箱梁表面没有出现温度裂缝。并且，现场同条件养护试件5天强度也在设计值的90%以上，均满足规范和设计要求。
最后，大体积砼箱梁进行冬季施工，为了保证质量，应确定好混凝土的配合比，强对现场的管理；督促现场将各项冬施措施落实到位。浇筑前要查询天气预报，尽量选择好的天气进行施工，施工中要对混凝土的浇筑和养护进行严格的控制。详见附表2
隧道。1）配合比设计及选定。
混凝土的配合比设计按现行行业标准《普通混凝土配合比设计》(jgj55-2000)进行，并遵照《公路隧道施工技术规范》(jtg f60-2009)及设计文件中的有关规定。在进行配合比设计前须收集以下资料：混凝土结构形式，结构所处环境情况，设计要求（强度等级、抗渗标号），施工方案、工艺，原材料品质，混凝土从浇筑之日起若干天（当使用普通水泥时为3天，使用矿渣水泥时为5天）内的日平均气温。
将试拌、调整好的三个混凝土配合比分别制作抗压强度试件，经标养28天试压后，选取符合试配强度的配合比。
（2）水泥。
水泥选用r42.5普通硅酸盐水泥。
（3）粗、细骨料。
混凝土所用粗、细骨料符合《建筑用碎石、卵石》(gb14685-2001)、《建筑用砂》(gb14684-2001)规定。骨料温度保证在0℃以上，且不带冰雪，不得结块。
（4）外加剂。
外加剂由减水、早强、防冻等组分复合而成。其质量符合现行国家标准《混凝土外加剂》（gb8076-2008）、《混凝土防冻剂》（jc475-92）。
外加剂必须是经过计量认证合格的生产厂家生产，并有出厂检验合格证。其用量经过试验确认，并满足设计文件的相应规定。
（5）拌合水。
拌制混凝土用水，符合现行行业标准《混凝土拌合用水标准》（jgj63-89）。采用锅炉对水进行加热，温度控制在50℃～80℃之间。
为了减少冻害，应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。
（6）混凝土拌和及运输。
拌合站暖棚内升火炉保温，保证棚内室温不低于10℃，迎风面采取防风措施。混凝土拌和时，各项材料的温度应满足混凝土拌合所需的温度，为满足拌和温度，材料可分别加热。材料加热以满足混凝土灌注初温为前提，以热工计算来确定加热的材料及其温度。
混凝土原材料加热首先考虑水，然后是砂石骨料，水泥只保温，不加热。拌制混凝土前，用热水洗刷拌和机鼓筒。拌制混凝土时，砂石骨料的温度保持在0℃以上，拌和用水温度不低于5℃。
必要时，先将拌和用水加热，当加热水不能满足拌和温度时，可再将骨料均匀加热。砂石骨料的加热温度控制在50℃以内，水的加热温度控制80℃以内。加热后的水和砂石先拌均匀，再加水泥，以免水泥与热水直接接触。
拌和时间较常温施工延长50%左右。混凝土卸出拌和机时的最高允许温度为35℃。
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。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。
冬季施工方案 冬季
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