浅谈地铁车站冬季施工特点及保温措施构建

文／张景武、吴浩凯、兰东旭、陈士新 中建八局轨道交通建设有限公司 吉林长春 130000

引言：

地铁因具备载客能力强、运行速度快、安全性高等优势，目前已在许多城市中得到了推广。地铁车站项目属于“跨年”类工程，具有施工周期长、工程量大等特点，为了确保工程可以在既定工期内完成，需要在气温较低的冬季展开施工，尤其是在入冬时间较早、有效施工时间较短的北方地区，如何抵消气温带来的影响，也成为施工单位在冬季时重点关注的内容。

1、地铁车站冬季施工特点

基于以往的作业经验可以了解到，在地铁车站冬季施工中，具备了以下施工特点：（1）施工进度较慢，冬季的平均气温较低，会对整个施工过程带来较大影响，如混凝土水分出现冻结、施工人员操作灵活度下降等，为了确保相关人员施工安全性，以及工程施工质量的合规性，会根据气温变化情况调整施工任务和工作量，但相比其他季节，整体施工进度均处于较慢的状态。（2）施工成本较高，相较于其他季节的施工，需要在施工中增加保温成本支出，从而增加了整体成本支出量。同时施工过程中即使做好了保温工作，但依旧面临着返工问题，这也将增加材料成本、劳动力成本、技术成本支出，从而造成工程造价增加的局面。（3）受外界影响较大，地铁车站工程在冬季施工时也会面临低气温的持续影响，相较于夏季施工，低温所带来的影响更大，如施工人员穿衣较多，降低了施工活动的灵活性，在面对一些突发问题的响应及时性较差，增加安全隐患问题的发生几率。

2、地铁车站冬季施工时的常见问题

2.1 钢筋锈蚀问题

由于冬季平均气温较低，连续的阴雨天气会增加周围环境的相对湿度，这也为钢筋腐蚀问题的出现创造了条件。在钢筋出现锈蚀问题之后，钢筋的体积也会增加，在受到外界张力时，混凝土便会沿着体积增加的方向出现裂缝，从而影响到混凝土结构的稳固性。另外，为了节约施工成本，许多地铁车站工程会选用散装水泥参与施工，相较于袋装水泥，散装水泥在冬季的稳定性相对较低，凝结时的失水速度较快，这样也会造成混凝土水灰比数值不断增加，降低了混凝土凝结时的早期强度。混凝土内部水分的移动，也使得钢筋出现锈蚀问题，在遇到外部压力作用时，也会促使混凝土出现轴向裂缝，影响到结构的稳固性。

2.2 水灰比过高问题

受到冬季气温因素影响，也容易出现混凝土粗集料和混合砂浆出现离析的情况，这样也会让粗骨料从混合料中露出，在混凝土表面出现起灰的问题。在开展地铁车站工程作业活动时，由于其环境集中在地下，因此其冬季环境的湿度相对较高，这样在对水灰比进行控制时的难度相对较高，这样也会增加混凝土渗水问题的发生概率，使得混凝土本身保水性不断降低，同时混凝土聚黏性也会不断下降，影响到混凝土结构最终的成型质量。由于冬季气温较低，在低于混凝土养护温度范围后，混凝土的水分蒸发速度也会不断加快，导致混凝土表面起灰问题，降低混凝土结构的成型质量，导致其他施工问题的出现。

2.3 水分凝结问题

在地铁车站冬季施工过程中，也面临着水分凝结问题，具体体现在以下几方面：（1）地铁车站使用到的水资源由临时供水点、箱型水箱等设施构成，相较于永久性供水设施，这些设施的保温措施相对较少，在冬季气温较低时，很容易出现冻结问题，从而影响到施工用水活动的进行。（2）混凝土中含有许多水分，从混凝土完成浇筑再到混凝土完成终凝，过程中需要经历较长时间（不低于14d），而工程在冬季施工期间的温度波动较大，即使在混凝土浇筑时其外部温度超过了5℃，但是在养护过程中由于温度波动影响，也会对混凝土中的水分逸散情况进行干扰，使水分在混凝土内部出现冻结的情况，不仅干扰到混凝土的顺利成型，而且还增加了其他病害问题的发生概率。（3）地铁车站的施工过程中，会面临着渗水威胁，渗出的水资源虽然有排水系统引导，可以将多余水分引流到指定区域，但是在气温较低的情况下，渗水也会在地面上冻结，逐步堵塞排水系统，而滴落在施工现场的水体在冻结后也会给施工活动的安全进行带来影响，影响施工活动的有序进行。

2.4 水分转移问题

除上述提到的应用问题外，在冬季进行地铁车站工程作业时，也容易出现水分转移问题，影响结构成型的稳定性。该问题主要体现在混凝土凝结环节，由于冬季外部气温相对较低，因此在低气温作用下，混凝土内部会出现较大的收缩力，并且在该作用力的影响下，混凝土中含有的水分也会出现不断转移的情况，这样也在一定程度上增加了混凝土内部颗粒之间的孔隙度，使得混凝土结构呈现出比较松散的状态，从而干扰到整个工程结构的稳固性，降低了地铁车站工程最终的施工质量。

3、地铁车站冬季施工保温措施整理

3.1 施工材料保温

3.1.1 钢筋材料

在地铁车站施工过程中，钢筋材料属于重要的支撑材料，其性能稳定性也将直接影响到整个结构的稳固性。在对钢筋材料进行保护时，应注意以下内容：（1）对钢筋材料进行焊接处理时，会使用负温电弧焊的形式进行处理，并且焊接工作结束后，焊接的接头不能和地面进行直接接触，避免冷热刺激带来结构形变的问题。如果施工环境的温度＜－5℃，那么此时则会使用多层控温施焊工艺来处理钢筋材料，相较于常规的焊接方式，这些工艺的使用可以更好地避免焊接后降温过快带来的形变、裂缝等病害。并且在焊接时也需适当提高焊接电流，放缓焊接时的速度，避免接头过热问题。（2）在焊接工作结束后也需要及时进行清渣，确保焊缝表面可以处于比较平滑的状态，同时焊缝位置需要保持平缓和饱满的状态，对于其中存在的鼓包、漏焊问题也需要及时进行处理，确保焊接结果的可合规性。（3）钢筋加工过程中会搭建半封闭加工棚，棚子的四周会利用棉帘和加厚塑料布进行包裹，内部还会放置电暖器用于取暖，并且在棚内放置温度计，以5-6h 为间隔进行一次温度测量，棚子内的最低温度不能低于－10℃。

3.1.2 施工泥浆

在地铁车站施工中也会使用到大体量施工泥浆，这些泥浆在应用前也需要对其进行保温处理。目前使用较多的保温方法为保温棚+辅助加热。在保温棚的搭建中，其应用到的材料以钢管与角钢，成型方式为封闭式，而保温棚的棚顶和墙体都会使用保温材料进行覆盖，起到防风和保温的作用。并且在保温棚内也会设置电暖风，对施工泥浆进行加热，泥浆用水在使用前会使用电锅炉进行加热，而泥浆池边也会固定泥浆泵，对泥浆池内泥浆进行循环，使泥浆可以维持在某一温度范围，避免池内泥浆出现冻结的情况。在泥浆输送过程中，则使用到保温棉+辅助加热的保温措施，即利用直径不低于100mm 的泵送管道来输送泥浆，而管道外侧包裹5-10cm 的保温棉，如果外界温度低于－10℃时，还需要在管道上增加电热丝，以30m为间隔预留一个三通接口，在输送过程中电热丝也需要保持持续通电的状态，防止泥浆系统出现冻结的情况。

3.1.3 混凝土浇筑

在混凝土浇筑过程中，也需要做好相应的保温工作，从实际应用情况来看，应注意以下内容：（1）在混凝土浇筑过程中，需要提前对模板进行预热，同时将浇筑距离适当缩减，其他内容可以按照常规情况进行浇筑。但是在施工缝的浇筑过程中，需要先对结构表面进行清洗，清洗时使用温水，等待接缝处温度维持在5℃以上后，向接缝中填充一层水泥砂浆，等待已完成浇筑混凝土强度超过1.2MPa 后，选择继续进行浇筑，等待全部浇筑工作结束后，在结合面上利用苫布进行覆盖，以维持接缝处的正常温度。（2）进入到混凝土养护环节后，需要对外部混凝土结构进行养护，常用的养护方法包括暖棚法、蓄热法等。以暖棚法为例，即围绕浇筑混凝土修建暖棚，在暖棚中放置暖电设备，将棚内温度维持在较为稳定的范围，以提高混凝土浇筑结果的可靠性。

3.2 工程结构保温

3.2.1 地下连续墙

在地铁车站工程作业中，地下连续墙的主要作用是阻挡围岩中水分侵扰车站墙体，同时地下连续墙也会作为支撑结构分流上部荷载。因此在实际作业中也需要做好相应的保温工作，以提高结构施工结果的可靠性。从实际作业情况来看，具体包括以下几方面：（1）为了提高成槽质量，在开展地下连续墙冬季施工时，需要对泥浆的温度进行控制，即泥浆的温度应超过5℃，而且在防冻剂的选择中，不能选择添加氯盐的防冻剂，以确保所选择泥浆的合理性。（2）在成槽施工过程中需要适当放慢作业速度，同时做好结构垂直度的控制工作，以此来提高成槽施工结果的可靠性。而且在成槽工作结束后，也需要及时对其施工质量进行检查，待满足要求后进行混凝土浇筑，浇筑时的保温要点参考3.1.3。如果完成成槽工作后无法及时进行混凝土浇筑作业，那么此时也需要利用板材来覆盖住槽孔，并利用沙袋将结构覆盖严实，以此来提高结构的保温防冻性能。（3）在施工环境温度较低时，需要维持槽内泥浆处于持续循环的状态，以避免泥浆出现冻结问题，影响到地下连续墙的成型质量。

3.2.2 车站顶板结构

在地铁车站工程的作业中，车站顶板结构也属于重要的施工内容。在对该施工结构进行保温处理时，一般会选择保温棚+辅助热源的方式来对顶板结构进行养护，动态调整养护温度，以确保顶板结构成型结果的可靠性。并且在现场作业过程中，会借助两侧导墙来作为轨道的铺设载体，作用是在上方安装可移动保温加热暖棚，节省暖棚拆除重建的成本支出。而且在顶板结构的养护中，会利用保温棉篷布来包裹顶板混凝土，从而将顶部包裹成暖棚。而且地铁车站的顶板也会做成排水坡面，作用是将积雪或水体排放到外界，以此来避免外界水环境带来的负面影响。考虑到顶板在下挖一段距离后会进行顶板混凝土浇筑作业，因此在对其进行保温处理时，会在导墙结构上铺设轨道，并且在顶面上搭建可移动式棚屋，对结构进行加热时会使用电暖风作为载体，其安装位置会放置在地铁顶板两侧的冠梁处，每一侧会以3.0m 为间距进行布置，在养护时保持同步加热的状态，以营造良好的养护环境，提高顶板结构施工质量。

3.2.3 车站中板结构

在地铁车站工程的作业中，车站中板结构的主要作用是分流顶板结构荷载，以提升整个结构的稳固性。地铁车站进入到中板结构施工环节后，周围环境处于基本封闭的状态，在封闭环境下可以对外界环境温度侵扰起到一定的抵御作用，因此在中板结构施工时，只需要对之前预留的孔洞进行暂时封闭，便可以让该结构和外界环境隔离开，从而让站内温度调控在4℃左右。如果在应用中存在局部温度较低的位置，此时在施工时需要借助篷布将两个端头结构进行阻断，使该位置能够形成一个相对密闭的小环境，同时利用电动暖风来辅助小环境升温，以确保中板结构浇筑结果的合理性，减少相关病害问题。

3.2.4 侧墙结构

地铁车站工程在作业过程中，侧墙结构也属于重要的荷载分流结构，在对其进行施工时，会利用单侧三角桁架来进行作业，如果在作业过程中出现温度较低的情况，那么此时在施工时会选择在桁架外围挂上篷布，同时在小环境内布设若干个暖风设备，使内部温度可以控制在较为合理的状态。此时以往搭建的模板这哪是不需要拆除，依托模板来对墙体结构进行养护，并且墙体上方还会覆盖阻燃棉被，保温的同时提高防火性。在整个保温养护过程中，结构内部空间的温度需控制在10℃以上，内部放置温度计，对温度波动情况进行查看，动态调整内部温度使其维持在合理水平以上。在模板拆除之后，也需要在混凝土表面上粘贴塑料薄膜，作用是保持结构湿度，并在外侧悬挂土工布起到相应的保温作用。另外，在侧墙浇筑施工中，需要采用分层浇筑的方法进行处理，而且在模板中部添加用于浇筑和振捣的窗口，作用是可以减少结构的内部应力，防止温度裂缝的出现。

3.2.5 防水结构

在地铁车站工程作业中，防水结构的主要作用是阻挡围岩中水分侵扰车站，确保车站环境的稳定性。在地下车站防水施工中，常用的防水结构为防水卷材、防水砂浆等，在实际作业中也需要做好相应的保温工作，以提高防水结构施工结果的可靠性。以防水卷材为例，需注意以下几方面：（1）在开展防水卷材冬季施工时，需要对防水卷材的温度进行控制，即卷材在应用前的温度不能低于5℃，而且预施工的墙板、顶板等结构，也需要对其进行简单预热，达到合适温度后再进行施工。（2）在防水施工过程中需要适当放慢作业速度，同时做好基础面的清理工作，将凝结水珠清理干净，同时清理表面杂物，并修饰凸起和凹陷的位置，确保摊铺结果的合理性。（3）在施工环境温度较低时，需要做好现场作业环境的温度控制，利用电动暖风来辅助小环境升温，未使用的防水卷材在使用前也会进行简单预热，以此来避免卷材贴合质量较差的问题，提高防水结构的成型质量。

3.2.6 其他结构

除上述提到的应用结构外，在地铁车站工程的施工中，也需要做好钢管柱、基础柱、导墙、冠梁等结构的保温处理，以减少结构病害问题的出现。在地下连续墙顶部浇筑面、钢管柱混凝土柱顶浇筑过程中，多利用添加防冻剂的方式进行保温养护。而地铁车站基础桩因为处于地下，土壤具备一定的保温性能，因此不需要对其进行保温养护，但是在桩身完成浇筑后需要在桩基上方覆盖竹跳板，避免下雪或降雨落入引起结冰问题。并且在混凝土完成初凝之后，也会在桩顶使用较为干燥的粉土进行填平，起到保温作用的同时可以防止其他杂质进行。在对导墙进行施工时，需要做好防潮保暖等工作，并且在导墙完成开挖和钢筋绑扎作业后，需要对导墙外露部分进行覆盖，并利用厚棉被进行包裹，而且后面被也会使用彩条布进行再次包裹，借此起到临时保温的作用。另外，在冠梁冬季施工期间，也会借助暖棚法来进行保温处理，作业要点可以参考上文中内容。围护桩在完成施工之后也会进行冠梁基槽的开挖，同时搭建临时暖棚，一般会使用φ42mm×4mm 的钢管、棉篷布作为暖棚的制作材料，同时在暖棚中布设电暖风设备，以提高结构制作结果的可靠性。

3.3 设备设施保温

3.3.1 水箱及阀门

在设备设施保温处理中，需要做好水箱及阀门的保温处理。基于以往应用经验，在实际保温处理环节需注意以下内容：（1）对于生活区中的水箱，其主要是利用不锈钢材进行制作，其传导性良好，在外界温度较低时也会引起水箱内部结冰，影响到结构的正常使用。因此在对其进行保温处理时，会使用到包裹保温处理的方式进行处理，即利用棉被和塑料布对水箱进行包裹，以此来起到相应的保温作用。（2）对于外露的管路和阀门，在实际应用中需要利用材料对其进行包裹保温，除了利用棉被和塑料布进行处理外，也可以使用锯末作为包裹材料，将阀门包裹紧实，以此来起到相应的保温作用。（3）在管道埋深上也需要根据当地气候带来的最大冻结深度来确定，如当地最大冻结深度为0.7m，那么管道在埋设时的最大深度应超过0.7m，利用土壤温度来保护管道不被冻结。

3.2.2 施工设备

除上述提到的保温内容外，在实际应用中还需要做好施工设备的保温处理，以确保施工设备工作状态的稳定性。从实际应用情况来看，在保温处理环节应注意以下几点：（1）在进入到冬季施工后需要提前更换防冻液，尤其是冬季最低气温可以达到-20℃以上的地区，在施工时需使用特殊防冻液，以确保施工设备可以处于正常的工作状态，避免过冷导致施工设备故障。（2）在施工设备正式使用前，也需要对设备进行先预热，即等待施工设备发动机维持在稳定状态后再开始施工，施工结束后也需要做好相应的清洁工作，避免水体携带污渍附着在施工设备上，导致施工设备腐蚀问题。（3）在施工设备工作过程中，也需要做好定期养护工作，及时补充防冻液、更换老化零件，以此来确保施工设备处于稳定的工作状态。而且施工设备也需要停放在远离水箱、渗水区域，防止突发情况带来的破坏问题。

结语：

在地铁车站工程施工中会涉及到冬季作业，相较于其他季节，冬季的平均气温较低，会对整个施工过程带来较大干扰。对此在工程施工中需要根据该地区工程的基本特点，采取可靠的保温措施来辅助施工活动的进行，以此提高地铁工程的作业质量，减少工程施工病害问题，同时对于加快工程施工进度也有着积极的促进作用。