高原地区混凝土冬期施工技术研究

李毅

摘 要：随着国民经济、科技的飞速发展，我国的基础建设工程规模不断拓展，“八纵八横”的战略框架下，铁路工程从南到北，从内地到高原。推动经济发展的同时，也为全国各族人民紧密联系建起了一座相互了解、沟通的桥梁。由此基建工程的质量标准也成了全国人民关注的焦点和重点。笔者从高原地区铁路站房工程冬季混凝土施工方面分析当代工程人勇于担当、勇于开拓、直面挑战、顺利完成建设任务的技术手段。

关键词：高原地区;铁路站房;凝土工程;冬季施工

中图分类号：TU755.8     文献标志码：A     文章编号：1003-5168（2022）3-0087-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2022.03.021

Analysis on Concrete Construction Technology in Winter in

Plateau Area

LI Yi

（Beijing Tiecheng Construction Supervision Co.， Ltd.， Beijing， 100855，China）

Abstract： With the rapid development of national economy and science and technology， the scale of China's infrastructure projects continues to expand. Under the strategic framework of “eight vertical and eight horizontal”， railway projects from south to north， from the mainland to the plateau. While promoting economic development， it has also built a bridge of mutual understanding and communication for the people of all ethnic groups across the country. Therefore， the quality standard and control of infrastructure projects have also become the focus and focus of the people all over the country， especially in today's networked era. From the aspect of winter concrete construction of railway station building project in plateau area， the author analyzes the technical means for contemporary engineers to have the courage to play， to explore， to face the challenges and to successfully complete the construction task.

Keywords： plateau area; railway station building; concrete works; winter construction

1 工程概況

本研究以某铁路工程站房设计为例，该工程为新建铁路小型旅客站房，施工时间为2019年7月至2021年7月，工程地点位于西藏自治区境内，海拔高度为2 950 m。根据《铁路混凝土工程施工技术规程》（Q/CR 9207—2017）规定，当室外日平均气温连续3 d 低于5℃或最低气温低于0℃时，现场混凝土施工应按冬期施工执行[1]。根据本工程地区全年温度变化及实测温度可知，每年11月中下旬，气温开始降低，达到冬期混凝土施工标准。冬期施工所使用混凝土为自拌混凝土，拌和站距施工现场距离约30 km，冬季混凝土运输车车程约1 h。

由于混凝土施工过程中各材料之间的化学和物理反应变化均需要一定的条件，对施工环境要求较高，高原冬季寒冷时节较难实现。高原冬季混凝土施工后面临着春节放假及来年复工之间的时间差，以致出现问题到发现问题的时间较长，因而给事故处理带来很大的难度，轻则修补，重则返工，给施工质量、费用及后续施工进度造成不可逆的影响。

2 冬期混凝土施工部位及技术措施

本站房工程冬季混凝土施工部位及内容：站房基础、站房主体结构;站台雨棚桩基础及承台，混凝土用量比较大。冬季进行混凝土施工，根据规定在混凝土施工后强度未满足设计强度的0.6，不应受冻;浸水冻融条件下的混凝土强度达到设计强度的75%之前不得受冻。

为保证本工程冬季所施工混凝土的质量，采取如下技术措施。

第一，在混凝土不需要进行相应加热养护的时间段内，为了保证施工质量，采用综合蓄热法。即采用有效的延缓降温的保护措施，基于对混凝土添加某类工程防冻剂，加上制作过程中混凝土原材料产生的热量以及水泥的水化热等热量，延长混凝土从施工到温度降低至设计温度阈值的时间，从而在混凝土温度降低到设计温度前达到设计要求强度的一种技术方法。第二，在混凝土需要进行相应加热的养护时间段内，为了保证施工质量，基于外部热源进行暖棚法加热。

2.1 拌和站技术准备

冬期施工前拌和站条件准备：骨料存放采用施工现场已有的库房作为暖棚，暖棚四周及顶部用保温篷布覆盖，暖棚内部根据温度情况均匀设置火炉、暖风机（5 kW）。根据冬季施工混凝土配合比，对骨料进行温度控制，确保混凝土原材料的温度能够满足混凝土的出机温度不低于10 ℃的要求。购买专用数控热水锅炉来进行热水供应，锅炉规格应满足拌和站每天的热水使用。根据西藏林芝地区以往年份全年温度曲线图，最低气温为-5 ℃，本工程按照室外的气温较常年取其平均最低温度-10 ℃，拌和设备内部温度要求达到0 ℃以上，水温度要求达到74 ℃以 上，水泥、砂子、石子以及掺和料温度要求达到0 ℃以上。并完成冬季施工混凝土配比确保拌和料及拌和质量符合要求。见图1。

2.2 冬期施工混凝土搅拌要求

①冬期混凝土配合比应考虑施工期间的环境气温、原材料、养护方法及混凝土性能要求等因素，必要时对配合比进行试验调整。混凝土宜选用较低的水胶比和较小的坍落度，并严格控制泌水和坍落度损失，以免在冬期环境温度较低的情况下混凝土前期强度不能满足工程需求。此外，为了降低混凝土冻害的可能性，应在满足要求配比条件下通过添加减水剂等最大限度地降低用水量。

②为了保证冬期混凝土质量的持续稳定，必须加强对混凝土各类配合比、搅拌机自身和所处环境温度参数及混凝土制作和施工过程中的环境温度参数等进行定期监测。

③冬期混凝土施工，应当选择强度等级≥42.5的普通波兰特水泥，水泥用量应当≥0.28 t/m，水胶比≤0.55，并且应当掺和符合相应冬期施工规范和设计要求的早强剂。为了保证混凝土强度，应在早强剂添加前进行相应的模拟试验，对相应的技术措施等进行核准。除此之外，其他各类添加剂的使用也必须遵循相应冬期混凝土施工相应配合比和现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》的相关规定[2]。

④为了保证混凝土的适用性，必须使用剔除冰雪和冻块以及其他容易在冬期被损坏冻裂杂质的骨料。应当根据掺和的外加剂成分判断是否能够采用活性骨料。

⑤为了控制混凝土中的水量配比，应当在进行水量配比的同时扣除骨料带水以及其他掺和外加剂所含水量。如果使用的掺和外加剂不含水分，可以根据所需使用量直接将掺和外加粉状剂与水泥同时进行使用。如果掺和外加剂为溶液，掺和前必须对使用的掺和剂进行容重配比，且各类外加剂必须分别放置于具有相应明显标记的容器中，严禁混乱使用，且必须根据每班使用量进行外加剂容重配比，严禁重复配比。

⑥为了保证混凝土在出搅拌机时的温度≥10 ℃，入模温度≥5 ℃，必须根据热工计算结果和试验结果，在混凝土加工前进行骨料和配比水等的预热。

⑦为了保证混凝土强度，水泥、矿物掺和料、外加剂等应当避免直接加热，而应当选择将其运送至暖棚内进行自然预热。当需要对水、骨料等进行加热工序时，加热温度也应当严格按照规定设定，骨料≤40 ℃，水≤60 ℃。

⑧拌和设备宜安装在气温不低于10 ℃的厂房内，拌和设备内部用暖风机加热，温度要求达到0 ℃以上，并在离地面500 mm高度处设置检测温度点，每昼夜测温不应少于4 次。搅拌混凝土前及停止拌制后，应用热水洗刷搅拌机鼓筒。

⑨在冬期施工，混凝土搅拌时间应当不低于其他时间段施工时长的1.5倍。

⑩搅拌制作完成的混凝土存在坍落度偏小或发生速凝现象时，应当对混凝土材料的预热和搅拌温度进行重新调整。

2.3 冬期混凝土运输要求

为了减少混凝土在运输过程中的热量流失，应当根据混凝土至施工点的具体情况，选择合适的运输路线，最大限度地缩短运输时间，运输容器应当根据运输距离设置相应的混凝土保温或加热设施，并尽量减少中间倒运环节。严格控制混凝土在运输过程中的热量散失，确保混凝土运输到施工点后入模温度≥5 ℃。混凝土运输施工道路采用融雪剂进行积雪清理。

2.4 冬期混凝土澆筑要求

①为了减少混凝土浇筑前的热量散失，在入模时使用的混凝土浇筑泵管应当根据环境温度采取相应的保温措施，在雨雪天气或冻冰情况下，应当将模板上的冰雪清除干净，混凝土浇筑前后均需用热水清洗泵管。

②混凝土浇筑应采用分层连续的方法浇筑，分层厚度不得小于2 cm。

③新混凝土在浇筑前，宜在横向施工缝处先铺一层厚约15 mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆。然后再继续浇注新层混凝土。施工缝处的新层混凝土要重点捣实。

④墙柱混凝土浇筑前应在外脚手架内侧沿建筑物四周围一层彩条布挡风，防止冷风直接贯击施工混凝土接触面。墙柱模板支好后用阻燃草帘被裹严，以防混凝土局部受冻。

⑤梁板浇筑前，利用外脚手架安全网加彩条布挡风适当封闭，浇筑方法是从一端开始向另一端采用“赶浆法”浇筑。混凝土振捣密实后抹平，在混凝土表面温度降至2 ℃之前覆盖一层塑料薄膜，再铺黑心棉，然后再铺阻燃草帘被，阻燃草帘被之间搭接10 cm，并且采用木方对其进行压牢。但铺盖过程中要特别注意对浇筑后的成品进行有效保护，布上防护绳，禁止人员上下，以免顶板混凝土面的平整度遭到破坏。阻燃草帘的铺设厚度应当根据环境温度进行调整为≥ 0℃，铺设1层;<0℃，根据温度进行层数的增加。混凝土悬挑构件浇筑完后保温材料自顶部放下将底模一起覆盖。对模体边角等区域的保温厚度应当适当增大，一般应增大到大面部位的2～3倍，混凝土养护应防风防失水。

3 冬期混凝土养护和质量检查

3.1 冬期混凝土养护措施

①混凝土开始养护时的温度不得低于5 ℃，细薄截面结构不宜低于10 ℃。

②施工期间，如果环境最低温度>-15 ℃，冷却面积/体积≤15/m的工程应当首先选择利用综合蓄热法进行相应的养护，且应当符合相应的规定：第一，所采用的温度养护方法应当确保混凝土温度下降到0 ℃之前的强度能够满足规定要求;第二，混凝土入模并且成型后，应当采用相应的养护措施对其进行及时保温和隔寒，并且确保模体持续保持干燥。

③当综合蓄热法无法满足环境温度和工程施工的要求时，应当及时采用暖棚加热法进行养护。

④保温层应当选择干燥状态的防护材料，避免材料潮湿，同时，也不能将养护材料直接与未干燥的混凝土表面进行接触，两者之间应当隔离一层铺设于混凝土表面的塑料薄膜。

3.2 混凝土的质量检查

混凝土冬期施工的质量检查，不仅应当严格按照现在运行的相应国家标准规定，还应当做好日常施工检查[3]。

①对外加掺和剂的质量和使用量等进行检查，应当从源头进行质量把控，待外加剂进入施工现场，首先须进行抽样检验，检查合格后方可使用。

②根据施工方案和冬期施工混凝土的配合比对确定的相应混合材料温度，以及混凝土的制作过程、浇筑、养护等期间的温度进行定期检测。

③应检查混凝土从入模到拆除保温层或保温模板期间的温度。

④质量检查过程应当严格把控，所有质量检查结果都必须按照规定做好相应记录。

4 冬期施工混凝土质量通病防范

4.1 混凝土板墙早期受冻现象

混凝土养护采用综合蓄热法，混凝土在浇筑入模的时候溫度较低，而剪力墙钢膜散热快，保温效果不好，造成混凝土温度降低速度大于混凝土自身强度变化速度，尤其在迎风侧，造成混凝土出现鸡爪纹等受冻体征。为了有效防止该类问题的出现，应当采取有效的技术措施：采用阻燃草帘被等保温材料对钢膜板进行封闭和保温，尤其对于墙顶、墙体薄弱区域更应当严格封闭。加强对薄弱区域的温度检测，并制定相应的温度失常补救措施。

4.2 冬施混凝土风裂和温度裂缝

顶板或基础底板表面浅层出现非贯通裂缝，是由于受到环境温度的影响，再加上冬期施工时间段内气候干燥，致使混凝土表面干燥和温度降低速度较快，混凝土表面与内部的温差大，而混凝土主要成分水泥水化释放的水化热会造成混凝土本身发生较大的温度变化和结构收缩，在温度层面形成梯度，从而使混凝土内部形成收缩应力，表面产生拉力，引发表面裂缝。主要防治技术措施：混凝土浇筑完成后，应当及时采用有效的防护材料对其进行保温养护，控制混凝土在环境温度和气候影响下的温度降低速度。且应当加强防护材料有效性的检查，防止受潮、损坏。除此之外，混凝土浇筑过程中注意必须按要求振捣，将浮浆振出后，用木抹子抹平，初凝前进行二次压光，消除早期出现的裂缝，终凝前进行三次压光，并将产生的裂缝彻底消除。

通过以上技术措施的落实，本站房工程所施工的冬季混凝土经过程检测以及足龄期后参见各方复测，施工质量（混凝土强度、外观质量、实体实测实量）均符合要求，并为后续施工奠定了坚实的基础。

5 结语

混凝土工程作为工程行业常见工序，常作为一道隐蔽工序，其施工结果的好坏往往影响整条流水工序，故其施工质量显得非常关键。尤其在高原寒冷时节的质量控制，难度偏大，所以工程管理人员不仅是从技术方面保证施工可行性及质量达标，更重要的是从管理方面狠抓落实，群策群力，不断完善优化，完成建造精品工程、优质工程的同时，也为我国铁路工程建设出一份力，尽一份心。

参考文献：

[1] 中铁三局集团有限公司，中铁城建集团有限公司.铁路混凝土工程施工技术规程：Q/CR 9207—2017[S].北京：中国铁道出版社，2017.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部.混凝土外加剂应用技术规范：GB 50119—2013[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.