【摘要】根據(jù)北京地區(qū)冬期氣溫變化情況,北京城鐵整體道床施工分別采取蓄熱法、暖棚法等施工方法。文章就上述方法的細(xì)節(jié)與鋼筋焊接、混凝土澆注等工藝進(jìn)行了闡述。
【關(guān)鍵詞】城市鐵路　整體道床　冬期施工
　　北京城鐵(西直門—東直門) 工程分東、西兩段,雙線全長(zhǎng)40 850 m 。整體道床分布在地下隧道、高架橋、車站及加固路基等地段,單線全長(zhǎng)共33 300 m , 混凝土總量約22 432 m3 , 鋼筋總量約811 t 。為確保工程進(jìn)度,冬期施工不可避免。為達(dá)到既保證工程進(jìn)度、工程質(zhì)量,又降低工程造價(jià)的目的,我單位在北京城鐵冬期施工中摸索出一些成功的經(jīng)驗(yàn)。
1 　冬期施工的保溫措施
1.1 　時(shí)段劃分
根據(jù)北京地區(qū)氣溫資料,每年11 月15 日左右到次年3 月15 日左右為冬施期,歷時(shí)4 個(gè)月。這當(dāng)中又可分為以下3 個(gè)階段: ① 初冬階段:平均氣溫為0 ℃ 左右,最低氣溫一般在-5 ℃ 左右,時(shí)間從11 月中旬至12 月中旬,次年2 月中旬到3 月中旬,約70 天; ② 嚴(yán)冬階段: 平均氣溫在-5 ℃ 左右,最低氣溫在-10 ℃ 左右,日溫差9 ℃～12 ℃,一般日最高氣溫出現(xiàn)在中午12 點(diǎn),延續(xù)4 小時(shí),日最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間為凌晨3 點(diǎn), 延續(xù)4 個(gè)小時(shí),時(shí)間從12 月下旬到次年2 月上旬,約50 天; ③ 寒流階段:平均氣溫-10 ℃ 左右,最低氣溫可達(dá)-15 ℃,每年約4～5 次,計(jì)20 天左右。根據(jù)本工程的特點(diǎn)及冬期施工氣溫的變化,冬施混凝土保溫?cái)M分別采用蓄熱法及暖棚法。
1.2 　初冬階段采用蓄熱法
蓄熱法———利用保溫材料或臨時(shí)保溫防風(fēng)棚保持混凝土原有的熱量和水化熱量,維持混凝土硬化的溫度。
(1) 初冬階段日平均氣溫在0 ℃～5 ℃ 時(shí),混凝土的保溫采用覆蓋兩層塑料布加一層阻燃草簾(規(guī)格為110 m ×118 m 的阻燃草簾置于兩層塑料布中間),如圖1 。混凝土抹面在中午正溫時(shí)進(jìn)行。采用摻加防凍劑(防凍劑為RS28 型,液體, -5 ℃) 的商品混凝土。

圖1 　0 ℃～5 ℃ 時(shí)的保溫設(shè)施圖
　
(2) 初冬階段日平均氣溫在-5 ℃～0 ℃ 時(shí),混凝土的保溫除采用塑料布加阻燃草簾外,還應(yīng)搭設(shè)臨時(shí)保溫防風(fēng)棚(見(jiàn)圖2) ,以保證混凝土在正溫時(shí)進(jìn)行澆筑及在不受凍的情況下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。混凝土中同樣摻加
防凍劑。
1.3 　嚴(yán)冬及寒流階段采用暖棚法
暖棚法———在整體道床外面搭設(shè)暖棚(其結(jié)構(gòu)同防風(fēng)棚),并在棚內(nèi)設(shè)電熱器、蒸氣等采暖。
(1) 嚴(yán)冬階段日平均溫度為-5 ℃～ -10 ℃ 時(shí),在澆筑混凝土前啟動(dòng)棚內(nèi)設(shè)置的2125～3100 kW 的電熱器提升環(huán)境溫度,實(shí)現(xiàn)在5 ℃ 以上進(jìn)行混凝土澆筑及抹面。混凝土在暖棚內(nèi)澆筑完畢后進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù),覆蓋材料為先鋪設(shè)一層塑料布,再放電熱毯,外包一層阻燃草簾。電熱毯采用加熱均勻、效果好的工業(yè)用電熱毯。電熱毯養(yǎng)護(hù)的通電持續(xù)時(shí)間根據(jù)棚內(nèi)溫度及養(yǎng)護(hù)溫度確定,采取分段、間斷或連續(xù)通電養(yǎng)護(hù)。一般連續(xù)通電不超過(guò)2 h , 間斷時(shí)間1 h , 拆模前2 h 斷電。施工中可根據(jù)澆筑混凝土內(nèi)的溫度情況適當(dāng)調(diào)整供電時(shí)間。
(2) 寒流階段日平均溫度為-10 ℃ 以下時(shí),暫停混凝土施工。

圖2 　-5 ℃～0 　
2 　溫度測(cè)量
根據(jù)冬期施工的不同階段(室外氣溫的變化情況) 合理地采取不同的養(yǎng)護(hù)方法,使冬期施工測(cè)溫工作顯得尤為重要。
本工程采用的主要測(cè)溫設(shè)備為高低溫度計(jì)(-20 ℃～100 ℃) 及測(cè)溫白鐵管,另在公司試驗(yàn)室配備溫度自動(dòng)記錄儀,協(xié)助做好測(cè)溫工作。冬期施工測(cè)溫范圍及次數(shù):
(1) 大氣溫度、環(huán)境溫度,每晝夜6 次;
(2) 混凝土出罐溫度、入模溫度, 每工作班2 ～ 4 次;
(3) 混凝土養(yǎng)護(hù)測(cè)溫, 采用綜合蓄熱法時(shí)至少每4 h 測(cè)定1 次; 對(duì)摻入防凍劑的混凝土, 在強(qiáng)度達(dá)到315 MPa 以前,每2 h 測(cè)定1 次,達(dá)到315 MPa 以后每6 h 測(cè)定1 次。
(4) 其它需要測(cè)溫的,按實(shí)際需要確定。
3 　施工工藝
3.1 　鋼筋焊接
(1) 鋼筋焊接施工前,必須清除鋼筋焊接部位和電℃ 時(shí)的保溫設(shè)施圖極接觸的鋼筋表面的銹斑、油污、雜物等。
(2) 如在下雪或施焊現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速超過(guò)514 mΠs (3 級(jí)風(fēng)) 時(shí)焊接,應(yīng)采取遮蔽措施。焊接后冷卻的接頭應(yīng)避免碰到冰雪。當(dāng)環(huán)境溫度低于-20 ℃ 時(shí),不宜進(jìn)行施焊。
(3) 鋼筋負(fù)溫電弧焊宜采取分層控溫施焊,熱軋鋼筋焊接的層間溫度宜控制在150 ℃～350 ℃ 之間。
(4) 當(dāng)進(jìn)行鋼筋負(fù)溫電弧焊時(shí),可根據(jù)鋼筋級(jí)別、直徑、接頭型式和焊接位置選擇焊條和焊接電流,焊接時(shí)應(yīng)采取防止產(chǎn)生過(guò)熱、燒傷、咬肉和裂紋等措施。
(5) 焊條在使用前,應(yīng)按照產(chǎn)品出廠證明書的規(guī)定進(jìn)行烘干,存放在80 ℃～100 ℃ 烘箱內(nèi),取出使用時(shí)應(yīng)存在保溫桶內(nèi),隨用隨取。

3.2 　混凝土澆筑及質(zhì)量控制
3.2.1 　混凝土澆筑與養(yǎng)生
本工程采用商品混凝土,冬施期間于混凝土中摻加防凍劑,要求攪拌站提前兩周向項(xiàng)目部提供防凍劑的使用說(shuō)明書和混凝土配比單,以確保所使用的外加劑是北京市建委認(rèn)可的產(chǎn)品,并經(jīng)試驗(yàn)是合格的產(chǎn)品。本工程混凝土的澆筑以泵送為主,澆筑時(shí)注意以下幾點(diǎn):
(1) 作好混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作,要資源齊備,
確保混凝土隨到隨澆搗,以最短時(shí)間澆搗成型,減少熱量損失。
(2) 混凝土到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)出罐的溫度應(yīng)控制在10 ℃～ 15 ℃(具體措施由攪拌站實(shí)施),混凝土的澆筑應(yīng)保證均勻密實(shí),保證結(jié)構(gòu)整體性、尺寸準(zhǔn)確,避免澆筑后的剔鑿現(xiàn)象。
(3) 澆筑混凝土應(yīng)避開寒流天氣, 盡量選擇上午10 點(diǎn)～下午4 點(diǎn)進(jìn)行, 項(xiàng)目部隨時(shí)掌握天氣變化情況,確保澆筑后的混凝土不受寒流影響。
(4) 商品混凝土開盤前,應(yīng)檢查混凝土坍落度及水灰比,坍落度宜控制在12 cm 左右(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整),水灰比不應(yīng)大于016 。
(5) 應(yīng)確保澆筑后的混凝土在受凍前的抗壓強(qiáng)度達(dá)到4 MPa 。模板和保溫層在混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度并冷卻到5 ℃ 后方可拆除。如拆模時(shí)混凝土溫度與環(huán)境溫度差大于20 ℃,拆模后的混凝土表面應(yīng)及時(shí)覆蓋, 使其緩慢冷卻。
3.2.2 　混凝土強(qiáng)度試件備制
冬施期間,每一工班現(xiàn)場(chǎng)混凝土取樣應(yīng)不少于四組,其中兩組作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù),另兩組作同條件養(yǎng)護(hù)(其中一組作受凍前的強(qiáng)度是否達(dá)到臨界強(qiáng)度要求的檢驗(yàn), 另一組用以檢驗(yàn)冬施轉(zhuǎn)入常溫28 天養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度) 。當(dāng)需要檢查結(jié)構(gòu)拆模混凝土強(qiáng)度時(shí),尚應(yīng)增加同條件養(yǎng)護(hù)組數(shù),數(shù)量按實(shí)際需要確定。

3..2.3 　混凝土質(zhì)量的檢查
混凝土工程的冬期施工,除了要滿足常溫施工的要求外,還必須進(jìn)行以下項(xiàng)目的質(zhì)量檢查。
(1) 測(cè)量混凝土出盤溫度和澆筑時(shí)的溫度時(shí),測(cè)溫孔應(yīng)繪制布置圖、編號(hào),測(cè)溫點(diǎn)要有代表性,要在外表與中心及端頭部分、暴露處、危險(xiǎn)處測(cè)溫。
(2) 測(cè)量混凝土溫度時(shí),溫度表應(yīng)采取措施與外界氣溫隔離, 測(cè)溫表留在測(cè)溫孔內(nèi)的時(shí)間應(yīng)不少于3 min 。
(3) 施工過(guò)程測(cè)溫工作的目的是驗(yàn)證其是否符合設(shè)計(jì)溫度,出現(xiàn)異常現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)采取對(duì)策,確保工程質(zhì)量。
(4) 商品混凝土到現(xiàn)場(chǎng)后,在澆筑前應(yīng)檢測(cè)其坍落度、入模溫度及相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)不合格的混凝土應(yīng)拒收。

4 　結(jié)束語(yǔ)
在北京城鐵整體道床工程中,約有8 700 m3 C30 、C40 混凝土是在冬期澆注的(嚴(yán)冬期5 270 m3 ) 。經(jīng)對(duì)照相關(guān)規(guī)程檢查驗(yàn)收,冬施竣工后的整體道床軌道與非冬施的整體道床軌道的工程質(zhì)量一并全優(yōu),且為后續(xù)工序預(yù)留了時(shí)間,確保了北京城鐵西線于2002 -09 -28 通車,贏得了業(yè)主及監(jiān)理的好評(píng)。