沙河（北）倒虹吸工程冬季混凝土施工技术应用与探讨

□井瑞祥（南水北调中线局河南直管建管部）

一、工程概况

沙河（北）倒虹吸是南水北调中线工程的大型河渠交叉建筑物，工程位于河北省新乐市，总长2833.88 m；工程主要施工任务包括：土方开挖240.56万m3、土方填筑248.96万m3、混凝土浇筑21.26万m3、钢筋制安17773.5万t、振冲碎石桩8501.1 m、砌体3.6万m3、金属结构安装383.1 t。倒虹吸管身断面为3孔一联钢筋混凝土箱型结构，每孔净宽为600 c m×610 c m（宽×高），结构断面尺寸为顶板、中墙、边墙厚120 c m，底板厚为130 c m。管身段混凝土为C 30 W6 F 100（二级配），工程具有工期长、规模大、技术复杂、施工强度大、施工环境复杂、施工资源投入多等特点；为确保合同工期，需在2006年11-12月进行倒虹吸管身段混凝土的浇筑。工程所处区域为我国北部，冬季施工时段昼夜最大温差19℃。根据“水工混凝土施工规范”，当日平均气温连续5 d稳定在5℃以下或最低气温连续5 d稳定在-3℃以下时需按低温季节混凝土施工采取相应的施工技术措施。由于本工程的混凝土施工过程中采取了科学合理的温控技术，混凝土浇筑质量得到了保证。

二、冬季混凝土施工技术应用

（一）冬季混凝土施工准备

冬季施工前，项目部明确人员和岗位职责，组织有关人员认真学习技术规范及设计要求，对施工程序、防冻、测温以及质量安全等方面作周密布署，同时做好冬季施工技术交底。对现场的技术员、施工员、工班长和高空作业人员进行培训，掌握有关施工方案、施工方法和质量标准。明确外加剂添加、原材料加热、混凝土混凝土养护和测温、混凝土试块制作养护、加热设施管理等相关人员及职责,及时做好各项记录。指定专人收看天气预报信息，做好记录,并及时传达有关人员。

（二）骨料和砂的保温技术

本工程砂石贮料场正常贮备碎石数量为4000 m3，正常贮备砂数量为3000 m3。冬季混凝土浇筑前，提前采购满足冬季施工需要的骨料，将砂石骨料的堆积3～4 m到高度，在堆积的砂石骨料表面先覆盖一层彩条布，再在上面覆盖一层2 c m厚的草袋；拌和楼料仓内的骨料用彩条布和草袋覆盖保温；施工时，尽量取用中部保温性能合适的骨料。在中午时段温度高于10℃时，掀开彩条布及草袋，让砂石骨料接受阳光的照射，吸收能量；温度＜10℃时再覆盖。施工时，加强砂石骨料温度的检测，每一工作班≥4次。

（三）拌和水的温控

混凝土拌合楼的蓄水池有2 m埋入地下，其四周的沙土对蓄水池的水能起到一定的保温作用，在低温期，将蓄水池四周的沙土再增加50 c m～100 c m的埋深，在水池里安装20根1 k W加热管，水温加热控制不超过60℃，并在水池上覆盖草袋保温。在施工过程中，加强对水温的检测，每一工作班≥4次，并详细记录。在搅拌混凝土的过程中，为避免出现假凝现象，投料时改变加料顺序，将骨料和水先拌合，再加水泥；按照此措施，可提高混凝土温度15℃左右。

（四）外加剂的应用

为减少水灰比，加快混凝土强度的增长，在搅拌混凝土时需加入早强剂、减水剂。加早强剂可以加快混凝土硬化速度，同时提高混凝土的早期强度，利用混凝土硬化过程中水化热达到蓄热保温的目的；加减水剂可降低混凝土中的用水量，控制混凝土料的坍落度，从而减少混凝土中水的冻害。由于外加剂溶液使用量相对较少，施工时采用电热器加热并采用保温被包裹容积保温。

（五）混凝土拌合质量的温控

低温情况下，合理的延长混凝土拌制时间，每次混凝土的拌和时间≥180 s。在混凝土搅拌过程中，加强对混凝土出机口温度的检测，每班≥4次。

（六）混凝土运输过程的保温

混凝土运输距离为2 km右右，经检测，混凝土在运输过程中温度损失1～2℃。混凝土运输车罐体包裹一层厚2 c m的棉被；布料机皮带输送系统搭设小暖棚，采用彩条布包裹的草帘封闭；在小暖棚内每100 c m悬挂一盏1 k W碘钨灯。此外，为缩短混凝土的运输时间，浇筑施工前加强对混凝土运输设备以及沿线运输道路的维护及检查，要保持路线畅通，无堵塞、无坑坑洼洼、无急弯。施工过程中，加强调度，使混凝土从拌和楼至浇筑仓号的运输时间控制在20 m i n左右。

（七）管身段底板混凝土施工保温技术

管身段底板尺寸为22800 c m（宽）×20000 c m（长），浇筑面积较大，浇筑混凝土740 m3。在混凝土浇筑前，在外围模板四周用2 c m厚的草袋封闭，底板上层钢筋上覆盖彩条布封闭，在底板上层钢筋上每2 m2悬挂一盏1 k W碘钨灯对仓号进行预加热。混凝土浇筑时，加强入仓温度的检测，每班≥4次；当仓内温度＞15℃时，就可进行混凝土浇筑。当混凝土分区分层浇筑时，拆除浇筑部位的彩条布及碘钨灯，混凝土面上临时采用塑料薄膜保温，边浇筑边覆盖。待大面浇筑完成，为便于永久面找平收光，在倒虹吸内部，距离底板过水面110 c m高度搭设暖棚。暖棚采用架管按照间距5 m做横梁，两头支在侧墙上，上面及两端采用彩条布封顶和挂帘，暖棚内部仍采用每2 m2悬挂一盏1 k W碘钨灯采光和保暖，碘钨灯悬挂距离过水面的高度为0.8 m左右。当过水面收平抹光达到终凝后，可在混凝土面上铺设塑料薄膜、草袋、保温被进行长期保温，并拆除暖棚及相关设施。

（八）管身段墙体混凝土施工保温技术

管身段墙体共4个，墙宽120 c m，在混凝土浇筑前，预先在仓号顶部及墙体外围模板四周铺用2 c m厚的草袋封闭，采用碘钨灯对仓号内部进行加热保温，当仓内温度高于15℃时，就可进行混凝土的浇筑。混凝土浇筑时，加强入仓温度的检测，每班≥4次。浇筑时根据浇筑强度划分浇筑面积，在单位浇筑范围内拆除仓号顶部的加热保温设施，混凝土表面采用塑料薄膜临时保温，边浇筑边覆盖。当单位墙体浇筑到设定高度后，在混凝土表面采用塑料薄膜、草袋、保温被进行长期保温，再移至下一浇筑范围内施工。

（九）管身段顶板混凝土施工保温技术

管身段底板尺寸为22800 c m（宽）×20000 c m（长），根据施工计划，按照最短浇筑时间，合理的划分浇筑面积，边施工，边采用塑料薄膜临时覆盖保温。混凝土浇筑时，加强入仓温度的检测，每班≥4次。当大面浇筑完成，为方便人工收面找平，在顶板上用脚手架搭设暖棚，暖棚搭设高度和内部保温设施与底板浇筑时搭设的暖棚结构相同。暖棚拆设后，对于中间因搭设暖棚所留下的立柱坐垫部位，采用抹光机抹平。

（十）适当延长拆模时间

对于管身段不承重的侧墙模板，在混凝土强度达到25 k g/c m2以上，且保证其表面及棱角不因拆模而损坏时拆除；管身段顶部的承重模板，在混凝土达到混凝土设计标号的70%后拆除。模板拆除主要集中在日照强度较大的中午时间拆除。低温时段，当预计拆模后混凝土表面温降可能超过6～9℃时，则推迟拆模时间或采取保温措施后拆除。

三、混凝土的养护及温度检测

（一）低温时段混凝土的养护

对于浇筑完成的整体管身段混凝土，管涵内部养护为：在管段两段挂帘挡风，内部设置适量的碘钨灯进行保温养护；管身段外部挂设塑料薄膜、草帘、保温被保温。对于未浇筑成型的管身段混凝土，铺设塑料薄膜、草袋和保温被保温。新浇筑的混凝土表面先铺设一层塑料薄膜，再铺设草帘保温。在单帘不能满足保温要求的特殊情况下，采用保温被保温。

（二）混凝土内外温差的检测

为了解养护期间混凝土温度的变化，必须合理布置测温井，加强混凝土内外温差的检测。测温井施工技术为：管身段各层混凝土浇筑期间，选择两个侧墙，在墙体混凝土中部埋设深度为1.2 m和深度0.2 m的Φ25，δ=1.5 m m的无缝钢管各1根，作为混凝土内外观测孔。观测完毕，在下层混凝土浇筑前用同标号的砂浆填充密实。当混凝土内外温差超过24℃，则应加强混凝土保温力度，增加保温层厚度。混凝土保温时间的最低限制：强度不能低于10 MPa，成熟度＞1800℃.h。当混凝土超过受冻临界强度时，仍要采取保温措施，以控制内外温差＜24℃。

四、结束语

沙河（北）倒虹吸每段管身一段三孔，混凝土浇筑分为底板、墙身、顶板三次完成，结构复杂，冬季混凝土施工难度大。在冬季混凝土施工中，首先做好施工组织计划和准备工作；其次，温度控制是冬季施工的核心问题,施工中必须定人专门负责,生产过程中不间断观察和测量,认真做好测量记录；再次，冬季气温低,机械十分容易出现故障，故机械的保养也是关键。