盖挖逆作地铁车站冬季施工关键技术

王宁波 ，安欢欢 ，胡鹏举 ，张 旭 ，许有俊

1.中铁一局集团有限公司，陕西 西安 710054

2.中铁一局集团第四工程有限公司，陕西 咸阳 712000

3.内蒙古科技大学土木工程学院，内蒙古 包头 014010

土木工程行业进入冬季后，气温的下降会对施工造成一定程度的影响。尤其是在入冬时间较早、有效施工时间较短的北方地区，不可避免地要在冬季进行施工。为了减少冬季低温环境对施工质量的影响，保证施工项目的安全与进度，必须采取一些相应的冬季保温措施。

王宇声等[1]对混凝土冬季施工生产、运输、浇筑、养护4个阶段的保温技术进行了详细介绍。闫冬等[2]阐述了冬季施工中降水保温及土方施工的措施。张俊刚等[3]提出了冬季施工时环境温度测量及钢筋和混凝土的技术措施。段晓明[4]提出了冬季施工中有关降水、土方、钢筋、混凝土和防水层的质量保证措施。肖祝融等[5]对逆作法深基坑冬季混凝土的养护也提出了相应的施工措施。目前，大部分研究人员只对冬季施工的某一材料或结构提出了相应的保温措施，但并未形成针对地铁车站冬季施工的整套保温措施。

文章通过对呼和浩特市地铁新华广场车站冬季施工保温技术进行研究，提出了相应的解决方案，总结了盖挖逆作车站冬季施工的整体保温措施，如材料、结构和设备设施等，以为今后相关工程提供经验和重要参考。

1 工程概况

呼和浩特市新华广场站主体结构采用盖挖逆作法进行施工。根据呼和浩特市的气候情况，确定2015—2017年每年的11月1日至次年的3月31日为冬期施工。车站在冬季施工的主要内容为主体结构的导墙、地下连续墙、钢管柱及基础桩、冠梁、顶板混凝土结构等部分分项工程。

2 地铁车站冬季施工保温措施

2.1 材料保温措施

（1）钢筋保温措施。钢筋焊接采用负温电弧焊的形式，焊接后接头不得与冰雪接触。当施工环境温度低于-5℃时，采用多层控温施焊工艺，与常温焊接相比，增大焊接电流并降低焊接速度，既要防止焊接后冷却过快，又要防止接头过热。焊接完成后及时清渣，使焊缝表面光滑，焊缝的余高平缓过渡，焊包饱满。钢筋加工棚采用半封闭形式，四周用棉帘和加厚塑料布包围，并放置电暖气取暖，在加工棚内工作区处设置1支温度计，每5h测量一次，最低温度不得低于-10℃。

（2）泥浆保温措施。泥浆的存储采用“保温棚+辅助加热”的措施。保温棚建筑框架采用钢管和角钢搭接，采用封闭式，棚顶墙体均加盖保温材料，起防风、防冷作用，且在棚内采用电暖风加热，泥浆用水采用电锅炉加热，池内泥浆利用泥浆泵不断循环，以保持泥浆不断循环，防止上冰结冻。泥浆输送采用“保温棉+辅助加热”的措施。同时，要求泥浆循环管路均使用直径为100mm的管道，在温度高于-10℃时采用厚度为5cm的保温棉包裹；当温度低于-10℃时采用电热丝包裹，连接处用热熔焊接，每30m预留1个三通接口，电热丝保持通电，避免泥浆系统被冰冻。

（3）混凝土保温措施。①混凝土浇筑保温措施。在浇筑施工缝时，首先把表面清理、冲洗干净，保证接缝处的温度高于5℃，然后铺一层水泥砂浆，当已浇筑完的混凝土强度高于1.2MPa时，继续浇筑，全部浇筑完成后，最后用苫布覆盖结合面以保持正温。②混凝土养护保温措施。浇筑完成的混凝土的外露部分在冬季养护时主要以暖棚法为主、蓄热法为辅。

2.2 结构保温措施

（1）地下连续墙成槽保温措施。为了保证成槽的质量，在冬季施工时，首先维持泥浆的温度不能低于5℃，不能添加氯盐类防冻剂。在成槽冻土层时要放慢速度以保证结构的垂直度。成槽结束后，经质量检查合格，及时浇筑混凝土，来不及浇筑混凝土时用板材覆盖槽孔，并用砂袋等盖严以保温防冻。气温较低时，在钢筋笼下放、接头箱安装采用的过程中，保持槽内泥浆不断循环，防止泥浆结冻。

（2）车站顶板保温措施。车站顶板在冬季施工时选用保温棚养护并利用辅助热源来对混凝土进行保温养护。现场利用两侧导墙铺设轨道、安装可移动式保温加热暧棚来进行保温。用保温棉篷布将顶板混凝土的施工区及其顶部包裹成暖棚，顶面做成排水坡面以排水排雪。同时，把一层塑料布和一层棉被盖在浇筑完毕的混凝土上。因顶板土方下挖3.8m后进行顶板混凝土结构施工，故借助导墙铺设轨道，并在顶面搭设可移动式大棚，加热采用电暖风（气）方法，加热电暖风（气）放置在两侧冠梁上，每侧按间距3m左右布置7台同时加热。

（3）车站中板保温措施。在中板结构施工中，周围环境已基本封闭，只需要完成预留孔洞的封闭、与外界形成隔离，站内温度基本保持在4℃左右。对于局部温度较低的，将待浇筑的中板段落采用篷布在两个端头进行隔断，形成小环境，并用电动暖风炮辅助提温。

（4）车站侧墙保温措施。车站侧墙结构施工采用单侧三角桁架形式，在站内温度较低时，采用桁架挂设篷布，内部采用暖风炮辅助提温。墙体的模板暂不拆除，直接利用模板进行墙体混凝土的养护，在墙体上方及外侧覆盖阻燃棉被。保证结构内部空间的温度不能低于10℃，温度低时采用电暖气进行加热。在拆除模板后，混凝土强度已大于抗冻临界强度，在混凝土表面粘贴塑料薄膜保湿，外侧再挂设土工布进行适当保温。对于盖挖逆作法的侧墙浇筑，工程采用分层浇筑，在模板中部增加浇筑（兼振捣）窗口，有利于减少应力，避免温度裂缝的出现。

（5）钢管柱、基础柱、导墙、冠梁保温措施。地下连续墙混凝土顶部浇筑面、钢管柱混凝土柱顶均在防冻层以下，不必考虑桩身的养护，因此主要采用加防冻剂的措施。浇筑完成后及时清洗浇筑管中的混凝土，桩基的混凝土用竹跳板覆盖，防止雪花飘入引起泥浆结冰，待混凝土初凝后用较干的粉土填平，以保证桩头混凝土的质量。导墙冬季施工时必须注意防潮保暖，待导墙开挖、钢筋绑扎完成，在导墙外露部分铺设一层塑料薄膜，上面盖着厚棉被，厚棉被上面再利用彩条布覆盖，利用此方法可起到临时保温作用。冠梁冬季施工时现场采用暖棚法保温，围护桩施工完成后开挖冠梁基槽，搭设临时暖棚，用直径为42mm的钢管和棉篷布作为暖棚的材料，同时在棚内设置电暖风。

2.3 设备设施保温措施

对于生活区内的钢材水箱，采用包裹保温的方式。现场内输水管道的埋深大于0.7m（最大冻结深度），用棉被和塑料布对外露的管路和蒸汽管道进行包裹保温，并且用填锯末或包裹的方式保温阀门。

3 地铁车站冬季施工保温效果

3.1 测温管控方案

工程以一定的频率进行测温并形成测温记录。在浇筑混凝土强度达到临界强度之前，每隔2h测温一次，在强度达到设计强度的50%之后，每隔5h测温一次，且温度不低于5℃。根据测温记录增减保温材料，将混凝土中心温度与表面温度的差保持在25℃以下，拆模后的混凝土温度与环境温度的差保持在20℃以下。当上述温差连续3d都小于25℃，并且混凝土的强度已经大于设计强度的50%，适当停止保温、测温工作。

3.2 测温数据分析

将每天在3个时间段测量的温度记录进行平均，并绘制一号线中板上点、中点、下点的平均测温记录图，如图1所示。连续7d的测温记录中，混凝土内部温度变化稳定，最低温度均大于10℃，表明对混凝土实施的保温措施有效，且保温效果较好。同时，在测温图中可以看出表面温度最低，上点温度次之，下点温度第三，中点温度最高。测试温度远大于养护期所需温度，表明混凝土保温措施有效。

图1 中板平均测温记录图

4 结束语

呼和浩特市新华广场车站位于我国北方地区，为保证工程质量和施工进度，工程从技术措施方面解决了钢筋加工、车站主体结构施工等在冬季施工期间保温的难题，其中，负温电弧焊焊接形式、保温棚及暖棚的搭建形式等在冬季可有效保证工程质量，具有较高的工程经济价值。