86隧道冬季施工方案

2010年度优秀科技论文(技术总结)隧道冬季施工方案第1页共10页隧道冬季施工方案方向春李宏伟孔天祥（中铁十三局集团第三工程有限公司——沈丹项目）【摘要】本文结合沈丹客运专线本溪市南芬段隧道特点以及该地区冬季气温条件，特此编制了此施工方案。本方案从施工准备工作、营区保温（工地生活设施保温）、工程生产保温三方面做了详细介绍。同时，对隧道冬季施工质量通病的预防、质量保证措施、执行质量控制标准以及安全措施等方面进行了具体的阐述。【关键字】隧道冬季施工保温质量措施TheTunnelconstructionschemeofwinterXiangchun-FangHongwei-LiTianxiang-Kong(ChinaRailway13thBureauGroupoftheThirdEngineeringCo.,Ltd—ShenDanofTheDepartmentProject)【Abstract】BasedonShenDanPDLbenxiNaFensectiontunnelcharacteristicandtheregionwintertemperatureconditions,herebycompiledtheconstructionscheme.Theschemefromconstructionpreparation,thermalinsulation(campsitelivingfacilitiesinsulation),engineeringproductioninsulationthreeindetail.Atthesametime,totunnelwinterconstructionqualityproblemsofprevention,measuresforqualityassuranceandcarryingoutqualitycontrolstandardsandsafetymeasures,etcindetail.【Keywords】TunnelsConstructionofWinterInsulationQualityMeasures1.概述新建沈阳至丹东铁路客运专线工程地处辽宁省东南部沈阳市、本溪市和丹东市境内,线路起沈阳市，经本溪、南芬、通远堡、旅游胜地凤凰城，止于丹东市，线路全长205.646km。其中，中铁十三局第三工程有限承建的TJ—2标一工区全长18183.43m，起止里程为DK77+385～DK95+568.43。本工区共有隧道3处，即大顶山隧道（起止里程DK77+385～DK83+660，全长6275m。斜井3处，分别为0号、1号、2号）、金坑隧道（起止里程DK86+005～DK87+900，全长1895米）、南芬隧道（起止里程DK88+219～DK95+568.43，全长7349.43m。斜井2处，分别为1号、2号）。结合本工区工程进度、以及项目部和业主的总体工期要求，为了顺利完成业主下达的施工产值任务，我工区结合现场施工情况，决定以下工程进行冬季施工：大顶山隧道（包括出口、0号斜井、1号斜井、2号斜井）；金坑隧道（包括金坑进、出口）；南芬隧道（进、出口及1号、2号斜井）；2．冬季气温情况本区气候属暖温带～中温带，湿润～半（亚）湿润大陆性气候，冬长寒冷，最冷月平均气温－7.4℃～－11℃，根据《铁路混凝土工程施工技术指南》的规定，当环境昼夜平均气温（最高和最低2010年度优秀科技论文(技术总结)隧道冬季施工方案第2页共10页气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于－3℃时，混凝土施工应符合冬期施工条件。按铁路工程分区为寒冷地区。根据上述气温资料确定本施工管区的冬季施工的时间段为12月1日至次年4月1日，历时122天。冬季气温资料表年份平均气温（℃）最低气温（℃）最高气温（℃）2005-2006-7.7-29.813.42006-2007-5.7-31.514.22007-2008-8.8-3121.12008-2009-7.1-3210.93．总体施工方案隧道冬季施工，主要是保温工作。我工区结合自身工程特点，将冬季施工内容分为三项：首先，冬季施工准备工作。其次，营区保温（工地生活设施保温）。再次，工程生产保温，包括供水系统保温、供风系统保温、混凝土施工保温、钢筋加工保温、洞内保温、车辆保温等。采取的保温方式有热水锅炉保温、蒸汽锅炉保温和热风锅炉保温。蒸汽锅炉保温的工作原理是：燃料在炉膛燃烧产生的热量，先通过辐射传热被水冷壁吸收，水冷壁的水沸腾汽化，产生大量蒸汽进入汽包进行汽水分离（直流炉除外），分离出的饱和蒸汽进入过热器，通过辐射、对流方式继续吸收炉膛顶部和水平烟道、尾部烟道的烟气热量，并使过热蒸汽达到所要求的工作温度。热风锅炉保温的工作原理：通过燃料加热空气，直接输出热风，通过输风管将热风输送到指定空间，达到所要求的工作温度。4．施工方法4.1冬季施工准备4.1.1召开专题会议工区组织冬季施工队伍开展专题会议，针对各施工队的总体工程特点，制定冬季施工方案。在工区的带领下，各施工队组织召开冬季施工专题会议，结合各队自身工程的施工特点，对工区予以制定的施工方案进行具体优化，做出详细的施工计划。4.1.2关注、收集气象资料工程部预先收集当地气象台的气象资料，及时掌握天气预报情况的气象变化趋势和动态形式，及时将信息传递给各个施工队，提前安排各项施工工序，做好各种预防准备工作。4.1.3物资储备物资储备包括保温防寒物资储备和工程生产物资储备。4.1.3.1保温防寒物资：棉被、棉衣、门帘、草帘、保温板、炉渣（便道防滑）、喷灯、防冻液、-35号柴油、温度计等。2010年度优秀科技论文(技术总结)隧道冬季施工方案第3页共10页4.1.3.2工程生产物资：在各个拌合站提前储备砂子、碎石等原材料，钢筋、型钢、防水板、止水带等也应提前储备，预防冬季便道受阻，长期待料情况。4.2营区保温各施工队结合本队所在生活区的环境，综合考虑生活用水及室内取暖问题，可择优选择取暖保温措施。建议采用热水锅炉保温。4.3工程生产保温隧道工程冬季施工的保温工作主要从供水系统、供风系统、混凝土施工、钢筋加工、洞内保温、车辆保温等方面考虑。4.3.1供水系统对于隧道施工的供水系统，主要考虑两点：4.3.1.1水源的选择以常年不结冰深山溪水或地下深井水为水源。4.3.1.2水管的保温水管保温范围以水管源头至隧道内30m处为重点保温区段，保温手段适现场实际环境，采用地下埋深（不小于1.5m）或管道外围加厚10cm厚玻璃棉再加10厚稻草为宜。4.3.2供风系统供风系统保温分为高压风道保温和通风管道保温。4.3.2.1高压风道保温空压机房可采用热风锅炉、蒸汽锅炉或者火炉等方式取暖保温。为防止洞外高压风管内气体冷凝后在管内结冰，以致供风不畅或管道冻害造成风管破裂，采用10cm厚玻璃棉再加10cm厚稻草保温。4.3.2.2通风管道保温对洞外风机采取必要的保温措施，以保证洞内外保温的均衡性。4.3.3混凝土施工隧道混凝土冬季施工的保温工作主要是拌合站保温、混凝土运输保温。4.3.3.1拌合站保温储料仓采用保温棚，通过热风锅炉或蒸汽锅炉对混凝土所用砂、石原材料、水泥、外加剂等进行保温。保温棚骨架为彩钢板结构,内撑钢架支撑，棚顶及四周安设保温墙，必要时在室外加设一层塑料布，保证不漏风。整个保温棚共设1个进出口，进出口采用活动推拉门，并安排专人负责推拉和开启，最大限度减少棚内热量的散发。搅拌站及储料罐亦采用保温棚，以蒸汽锅炉方式对施工用水和混凝土原材料（砂石料）二次加热，整个保温棚共设1个进出口，进出口采用活动推拉门，并安排专人负责推拉和开启，最大限度减少棚内热量的散发。施工前对水及骨料进行热工计算和实际试拌，确定满足混凝土浇筑需要的加热温度后方可进行施工。2010年度优秀科技论文(技术总结)隧道冬季施工方案第4页共10页砼出机温度计算：根据《公路桥涵施工技术规范》P345公式：T0=[0.9（WCTC+WSTS+WgTg）+4.2Tw（Ww－PsWs－PgWg）+C1(PsWsTs+PgWgTg)－C2(PsWs+PgWg)]÷[4.2Ww＋0.9(Wc+Ws+Wg)]。式中各符号的意义如下：T0——砼拌和物的温度（0C）WW、WC、WS、Wg——水、水泥、砂、石的用量（kg）TW、TC、TS、Tg——水、水泥、砂、石的温度（0C）Ps、Pg——砂、石的含水率（%）C1、C2——水的比热容（kJ/kg·k）及溶解热（kJ/kg）当骨料温度00C时，C1=4.2，C2=0；当骨料温度≤00C时，C1=2.1，C2=335；砼拌和物的出机温度按式（J-2）计算T1=T0-0.16（T0-Tb）（J-2）式中；T1——砼拌和物的出机温度（0C）Tb——搅拌机棚内的温度（0C）砼入模温度计算：T2=T1-（at+0.032n）（T1-Ta）式中：T2——砼拌和物经运输至成型完成时的温度。t——砼自运输至浇注成型完成时的时间（h），取值为0.5。n——砼转运的次数,取值为2。Ta——运输时的环境温度，取为1。a——温度损失系数（hm-1），当用砼搅拌输送车时，a=0.25。根据《公路桥涵施工技术规范》冬期施工相关规定：砼拌和物的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。分别假定气温为5℃，0℃，－5℃进行验算如下：假定C30砼配合比为：水泥：砂：碎石：水＝466：840：966：163。当气温为5℃时，见表1：表1：外界温度为50CWcTcWsTsWgTgWwTwPsPgC1C2466.07.0840.05.0966.05.0163.030.00.030.014.20.0T010.2混凝土拌和物的温度：10.2T0TbT12010年度优秀科技论文(技术总结)隧道冬季施工方案第5页共10页10.25.09.4混凝土的出机温度：9.4混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度:T2=T1-(at+0.032n)(T1-Ta).aNTatT20.252.050.58．6混凝土的入模温度：8．6在气温为5℃时，骨料和水泥不需加热，将水加热到30℃即可保证砼出机温度为9.4℃，且入模温度为8.6℃。当气温为0℃时，见表2：表2：外界温度为00CWcTcWsTsWgTgWwTwPsPgC1C2466.02.0840.00.0966.00.0163.070.00.030.012.1335.0T01T02T027256.02729.410.0混凝土拌和物的温度：10.0T0TbT110.00.08.4混凝土的出机温度：8.4混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度:T2=T1-(at+0.032n)(T1-Ta).AnTatT20.252.01.00.56.8混凝土的入模温度：6.8在气温为0℃时，骨料和水泥不需加热，将水加热到70℃即可保证砼出机温度为10.0℃，且入模温度为6.8℃。当气温为－50C时，见表3：表3外界温度为-50CWcTcWsTsWgTgWwTwPsPgC1C2466.0-3.0840.07.0966.07.0163.070.00.030.012.1335.0T01T02T037049.22729.413.6混凝土拌和物的温度：13.6T0TbT113.6-5.010.6混凝土的出机温度：10.6混凝土拌和物经运输至成型完成时的温度:T2=T1-(at+0.032n)(T1-Ta).AnTatT20.252.0-5.00.57.7混凝土的入模温度：7.7在气温为－5℃时，将水加热到70℃，骨料加热至7℃即可保证砼出机温度为10.6℃，入模温度为7.7℃。在气温为－5℃时，混凝土经与其接触的钢筋和钢模板接触后，其温度T4为：混凝土总重：2.4*60=144吨，钢筋和模板总重：9.659吨。2010年度优秀科技论文(技术总结)隧道冬季施工方案第6页共10页T4＝（144×1×7.7+9.659*0.48*-5）/(144*1+9.659*0.48)=7.3℃。根据规范要求及现场实际情况，确定了如下三个