CN101319494A - 高寒地区低温季节混凝土施工工法 - Google Patents

Abstract

一种高寒地区低温季节混凝土施工工法，它从原材料的选用、混凝土配比设计、混凝土仓位、运输过程中的保温，混凝土拌合、浇注，温度监控、混凝土的浇注后的养护等方面制定了整套施工规范、规格，克服常规地解决了高寒地区低温度季节水电工程的混凝土的施工问题。

Description

高寒地区低温季节混凝土施工工法

技术领域

本发明涉及水电工程混凝土施工方法，特别是低温季节水电工程的混凝土施工方法。

背景技术

混凝土的质量是建筑工程质量的重要组成部分。混凝土的耐久性，是混凝土工程结构寿命的重要决定因素。受冻融破坏作用的混凝土表面会胀缩、崩解、风化剥蚀，长时间后，整体混凝土结构就可能被严重破坏。有些工程就是因为混凝土结构受冻融破坏而导致无法正常运行。

在西藏、青海等高海拔寒冷地区，日平均气温低、昼夜温差非常大，每年11月至次年3月基本处于冬季状态，低温季节时间很长。其恶劣的自然环境，对建筑工程混凝土的质量，特别是混凝土的耐久性，有了更高的要求。长期以来，由于缺乏科学的方法和手段，在这些高寒地区的低温季节往往停止施工，工程建设周期相对较长。探寻科学、有效的方法进行低温季节混凝土施工并确保工程质量，对加快工程项目建设，推动经济和社会建设发展将起到积极的作用，意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种高寒地区低温季节混凝土施工工法，以克服常规、制定一整套施工规范、规程，对低温季节的高海拔地区的水电工程进行混凝土施工，并确保施工质量。

本发明的目的是这样实现的：一种高寒地区低温季节混凝土施工工法，包括以下步骤：

a)、原材料的选用

做好砂石骨料的检验分析：根据直接影响混凝土配合比设计和混凝土质量的细度模数、针片状含量、坚固性及碱活性技术指标，选用级配良好的中、粗砂，以及坚固性及碱活性良好的碎石或卵石，并对砂石骨料进行滤水稳定，确保用于混凝土拌和生产的骨料含水量少且稳定；

做好水泥、粉煤灰的检验与选型：选用42.5级以上等级、水化热相对较高的普通水泥以及I、II级粉煤灰，若采用替代掺量，可采用超量替代的方法，且替代掺量不超过20％；

做好外加剂的检验与选型：选用引气减水剂和防冻剂，并根据混凝土的具体抗冻性能技术要求和施工实际条件，对引气减水剂供货厂家提出具体的产品技术参数指标，诸如对钢筑的腐蚀性、含气量、凝结时间和减水率；引气减水剂及防冻剂的掺量，根据减水率，含气量指标的预期值和气温情况，通过试验确定；

b)、配比设计

通过分析对比，从混凝土的抗压强度、抗冻性能及抗渗性能三个技术指标中确定一个为设计主控制指标；

充分考虑混凝土拌合生产、运输过程中的砂浆损失，根据砂石骨料、外加剂的检验结果，结合混凝土的级配，选择确定粗骨料的混合比例及砂率，砂率参数应比常规设计偏大取值1～2％；

c)、仓位保温

在混凝土仓位搭设保温棚，仓位内均匀布设置加温用的炉具和辅助加温用的照明碘钨灯；

混凝土浇筑前，对仓位进行预热，在仓内温度达到5℃以上后，才开始混凝土的入仓浇筑；

浇筑过程中和浇筑完成后的仓位持续保温都应保持在5℃以上，浇筑完成后的仓位持续加热保持时间不少于72小时；

d)、混凝土拌合

拌合作业前，应先用热水对搅拌设备进行清洗预热；应采用强制式搅拌设备拌制混凝土，拌合时间应适当延长，应保持在90秒以上，拌合时，应对称量集料仓闸阀、拌合主机设备进行辅助加热，确保设备正常运转；

拌合材料应按照粗骨料→细骨料→水→水泥→外加剂先后顺序进行投料；

当平均气温低于-5℃时，应开始掺用防冻剂，其起点掺量可采用2.5～3.0％，可按气温每下降5℃、增加0.5％的掺量进行，但防冻剂的最高掺量不超过4.5％；

e)、对混凝土的水平和垂直运输的设备应采用保温措施；

f)、混凝土浇筑

抓好各环节的配合协调，保证混凝土连续进行浇筑；抓好平仓振捣工序质量控制的同时，仓内混凝土采取小分区分层台阶法浇筑；

g)、温度监控

混凝土的入仓温度不低于5℃；

拌合用水采用电加热类锅炉或燃料加热类锅炉进行加热；

拌合用水的最低加热温度根据热工计算进行计算，并根据计算结果放大2～3℃确定，但最高加热温度应不高于60℃；

浇筑过程中及浇筑完成后应对混凝土内部水化温度进行测定，对混凝土成熟度进行计算，从而确定准确的加热保温持续时间；

h)、混凝土的拆模

非承重模板应在仓位持续保温结束后方可拆除，承重模板的拆除时间不得早于规范规定或经成熟度计算确定的时间；

i)、混凝土表面覆盖及养护

大体积混凝土浇筑完成收面后，应以保温性良好的棉被复盖表面，小体积混凝土浇筑完成收面后，应以气密性良好的塑料薄膜复盖表面，并在持续保温结束、暖棚拆除后，在塑料薄膜外增加棉被进行复盖，上述二者复盖时间不少于规范规定的混凝土养护时间。

本发明的特点：

1、本工法完全突破了高寒地区低温季节不宜进行混凝土浇筑施工的常规，可以加快工程建设进度，使工程项目尽快发挥效益。

2、本工法是在多个工程切实的施工实践基础上总结出来的，针对高寒环境，对一些现行的施工规范、规程的标准、要求有更深入的验证、理解和认识，提出了一些更实际的指标，有较强的实践性。

3、本工法对施工工艺各环节的要求很明确，很多的质量控制指标都有具体的数据，有较强的可操作性。

4、本工法所使用的主材、辅材和机具设备无特殊要求，一般的建材市场都能够提供，后勤供应简便，适用的地域范围和行业范围比较宽泛。

本工法适用于西藏、青海、四川等高海拔寒冷地区低温季节的混凝土施工；也适用于北方寒冷地区的冬季混凝土施工。

本工法虽然主要以水电工程施工为基础总结而出，但不仅适用于高寒地区低温季节的水利水电工程混凝土施工，也同样适用于工民建、公路、铁路等行业高寒地区低温季节的混凝土施工。

本工法的工艺原理是：在高寒地区低温季节条件下，根据工程特点，在混凝土配合比设计时，通过试验确定，适量地加入高效引气减水剂和防冻剂，并围绕混凝土拌合生产、输送、浇筑各个环节，利用综合温控措施，创造满足水化反应能够正常进行的状态环境，维持混凝土本身的水化反应得以正常进行，保证混凝土的质量，使混凝土工程施工在高寒地区低温季节能够正常进行，并得到满足设计要求的混凝土结构工程，从而突破高寒地区低温季节不能进行混凝土工程施工的常理，达到快速进行工程建设施工的目的。

附图说明

图1是本发明高寒地区低温季节混凝土施工基本流程图。

具体实施方式

高寒地区低温季节的混凝土施工工艺基本流程见图1。

一、施工操作步骤：

1、原材料的选用：

(1)、做好砂石骨料的检验分析。特别是直接影响到混凝土配合比参数的设计和混凝土质量的细度模数、针片状含量、坚固性及碱活性等技术指标。宜选用级配良好的中、粗砂，应避免使用细砂；可以使用坚固性及碱活性良好的碎石或卵石，若使用卵石时，应避免使用针片状含量较大的卵石。在拌合站(楼)，应设立砂石骨料成品料堆场，对砂石骨料进行滤水稳定，确保用于混凝土拌和生产的骨料含水量小且稳定。

(2)、做好水泥、粉煤灰的检验与选型。高寒地区对混凝土的耐久性(抗冻性能)一般要求较高。对于水泥，应选用42.5级以上等级、水化热相对较高的普通水泥；当掺用粉煤灰时，应优先选用I、II级灰，关于替代掺量，宜采用超量替代的方法，当采用等量替代的方法时，替代掺量不宜超过20％。

(3)、做好外加剂的检验与选型。应使用减水剂；对有抗冻性能技术要求的混凝土，必须使用引气减水剂；宜使用防冻剂。根据混凝土的具体抗冻性能技术要求和施工实际条件，对引气减水剂供货厂家应提出具体的产品技术参数指标，诸如对钢筋的腐蚀性、含气量、凝结时间、减水率等。减水剂、引气减水剂及防冻剂的掺量，应根据减水率、含气量等指标的预期值和气温情况等通过试验确定。

2、配合比设计：

(1)、应通过分析比较，确定出各种类混凝土的抗压强度、抗冻性能及抗渗性能等技术指标要求中的设计主控制指标。如对C15F150W6混凝土，经过分析，F150就成为配合比参数的设计主控制指标。

(2)、充分考虑混凝土拌合生产、运输实际过程中的砂浆量损失，根据砂石骨料、外加剂的检验结果，结合混凝土的级配，选择设计好粗骨料的混合比例及砂率。砂率对混凝土的质量，特别是混凝土的抗冻性能影响很大，必须保证混凝土拌合物在入仓后有足够的砂浆量和良好的合易性。砂率参数应比常规设计偏大取值1-2％。

3、仓位保温：

(1)、做好混凝土仓位的保温棚搭设。应充分考虑保温的要求，模板安装、仓内架管搭设均要顾及到保温材料的外挂要求，空间的尺寸和承重的强度要满足浇筑作业和操作安全的要求，还应考虑是否影响拆模。宜使用较为结实的帆布蓬布，当气温达到-10℃以下时，应在帆布蓬布外侧加挂棉被类轻质量加厚保温材料。仓位内加温用的炉具和辅助加温用的照明碘钨灯等应均匀布设。

对有孔洞的结构部位，应采取封堵挡风措施，边角部位保温材料厚度应加强。

洞室类的内部，应在进出口部位外挂加厚型棉质蓬布进行封闭，并做好供风换气工作，应采用电加热类设备进行加热保温，宜采用碘钨灯进行洞室内部温度调整。

(2)、混凝土浇筑前，对仓位应进行预热。应在仓内温度达到5℃以上后，才可以开始混凝土的入仓浇筑。保温用燃料炉具宜挂置，不得直接放在老混凝土面上，防止灼伤老混凝土结构。

(3)、浇筑过程中和浇筑完成后的仓位持续保温都应保持仓内温度在5℃以上，最低不得低于1℃。浇筑完成后的仓位持续加热保温时间应不少于72小时。

4、混凝土拌合：

(1)、高寒地区的混凝土工程施工，在前期做施工总布置时就应考虑拌和***的布置。在允许的条件下，混凝土拌和***宜布置在避风带，不宜布置在风口位置。

(2)、施工配合比应严格按照设计配合比执行。特别是外加剂的掺用量和拌合水用量一定要按照配料单的数据执行。在混凝土生产拌合现场，应根据砂石骨料的含水量变化情况和细骨料的细度模数变化情况对水用量及时调整。

(3)、宜采用强制式搅拌设备拌制混凝土，混凝土的拌合时间应适当延长，应保持在90S左右，以保证外加剂的性能得以充分发挥，使混凝土拌合物有良好的合易性、均匀性。对称量集料仓(斗)闸阀、拌合主机设备等部位应进行辅助加热，确保设备正常运转。

(4)、拌合作业前，应先用热水对搅拌设备进行清洗预热。拌合材料应按照粗骨料→细骨料→水→水泥→外加剂的先后顺序进行投料。

(5)、防冻剂的掺量应根据气温变化通过试验适时调整。当平均气温低于-5℃时，应开始掺用防冻剂；防冻剂的起点掺量应根据具体的品种、型号以试验选定，当无试验资料或不具备试验条件时，起点掺量一般可采用2.5-3.0％；气温每下降5℃，应通过试验增加防冻剂的掺量，当无试验资料或不具备试验条件时，可按每下降5℃增加0.5％的掺量进行，但防冻剂的最高掺量不宜超过4.5％。

5、混凝土输送：

对水平和垂直运输的设备都应采用保温措施，比如对罐车、吊罐等外挂加厚型保温蓬布“裹肚”，对吊罐、溜槽、溜桶的进料口和上口也要进行防护保温，减少水平和垂直运输过程中混凝土热量损失过快和温度降低过大。

混凝土浇筑完成收仓后，应用热水对运输设备进行清洗。

6、温度监控：

(1)、混凝土的入仓温度不应低于5℃，出机口混凝土拌合物的温度最低限值应根据水平和垂直运输手段、运输距离等实际情况确定。

(2)、拌合用水的最低加热温度可依据热工计算进行计算，应根据热工计算结果并放大2～3℃确定，但最高加热温度应不高于60℃。若计算得出的拌合用水最低加热温度高于60℃，则应采取其它的措施以保证混凝土的出机口温度满足最低限值要求。热工计算应包括混凝土新拌合物温度计算、运输过程温度损失计算、浇筑过程温度损失计算及暖棚下料口冷空气渗入的耗热量计算等内容。

(3)、应对浇筑过程中及浇筑完成后的混凝土内部水化温度进行测定，对混凝土成熟度进行计算，确定更准确的加热保温持续时间，避免混凝土在达到临界受冻强度前终止保温而冻坏。

7、混凝土拆模：

低温季节浇筑的混凝土，非承重模板应在仓位持续保温结束后方可拆除，承重模板的拆除时间不得早于规范规定或经成熟度计算确定的时间。遵循高寒地区的气温和日照规律，模板的拆除作业时间宜选择在白天，不宜在晚班作业。拆模后要按照“5.2.8混凝土表面覆盖及养护”的要求及时对混凝土表面进行保护。

8、混凝土表面覆盖及养护

大体积混凝土浇筑完成收面后，应以保温性良好的棉被等材料覆盖表面，利用其本身水化反应产生的水化热达到保温的目的，棉被等材料的覆盖时间应不少于施工规范规定的混凝土养护时间。小体积混凝土浇筑完成收面后，应以气密性良好的塑料薄膜等材料及时进行表面覆盖，并在持续保温结束、暖棚拆除后，在塑料薄膜等材料外增加保温性良好的棉被等材料覆盖表面，棉被等材料的覆盖时间应不少于施工规范规定的混凝土养护时间。无论是大体积混凝土，还是小体积混凝土(构件)，都不宜直接洒水养护。

二、施工辅助材料与机具设备

1、辅助材料

(1)、加热材料：

加热用燃料应优先选用无烟燃煤；不具备无烟燃煤供应条件的，可以选用有烟燃煤或木质柴火。宜用照明用碘钨灯作为辅助加热手段。

(2)、保温材料：

拌合用水的储存和输送管路、混凝土输送设备、仓位保温宜采用棉被、海棉类、蓬布、塑料薄膜等材料。拌合站(楼)的保温宜采用钢质、木质材料做骨架，外挂蓬布等材料防风。

2、机具设备

拌合用水的加热设备可以结合实际情况选用电加热类或燃料加热类锅炉设备。设备的容量、功率等应根据混凝土拌合生产能力计算出每小时需要的拌合用水量并乘以1.1～1.2的放大系数后确定，并作为设备选型的参考依据。

低温季节混凝土施工辅助材料与机具设备参见表6.1。

表6.1施工辅助材料与机具设备

序

名称

规格/型号

数量

备注

号
					1	混凝土拌合站(楼)		2台(套)	强制式
2	混凝土罐车	15t	3
					3	电(燃料)锅炉		2台(套)	根据拌合生产能力确定热水需求量来配置
4	临时热水转存罐	自制	1只
					5	起重设备	5t以上	1台	根据入仓手段配置
6	吊罐		1只
					7	振捣器	700mm以上	2套
8	振捣器	500mm	2套
					9	温度传感器		2套
10	木料加工机具		1套
					11	钢筋加工机具		1套
12	电焊机		4台
					13	水银温度计	0～+100℃	2支
14	水银温度计	-50～+50℃	5支
					15	钢架管	48mm		根据拌合站(楼)的保温需要配置
16	木条、木板
				17	帆布篷布			至少应按连续2个仓位的保温需要和材料周转配置
18	棉被
				19	塑料薄膜
20	碘钨灯
				21	燃煤			或柴火

备注：本表的材料与机具设备的规格型号和数量仅供参考，应根据具体的工程规模、施工计划和强度进行选型、合理配置。

三、劳动组织

在高寒地区的低温季节，人员、机械设备的效率都相对降低。要根据低温季节混凝土施工的特点，认真抓好施工组织，提高效率。充分做好仓位预热工作，宜在仓位保温棚搭设后期就开始对仓位加热，避免仓位预热环节耽误时间过长。抓好拌和、运输和入仓浇筑各环节的协调与配合，组织好交接班工作，保证施工生产连续性作业，特别要明确实际施工过程中的试验人员对各项温度数据测量、配合比调整的工作职责和程序，以便为措施跟进和质量监控提供准确的基础依据并防止随意更改混凝土施工配合比。低温季节混凝土施工劳动力组合参见表7.1。

表7.1施工劳动力组合

序号

工种

数量(人)

工作内容

1	施工协调管理人员	1	施工各环节的总组织与总协调
				2	质量安全管理人员	2	技术交底、质量安全检查与控制
3	拌合站(楼)管理人员	2	混凝土拌合生产、运输的组织与协调
				4	浇筑管理人员	2	浇筑施工的现场协调与监督(盯仓)
5	拌合工	2	拌合站(楼)操作
				6	皮带工	4	拌合站(楼)输送皮带保养和运行维护
7	汽车驾驶员	10	砂石骨料、混凝土运输
				8	起重设备驾驶员	2	起重设备操作
9	起重工	2	吊装指挥
				10	电工	2	电力设备机线路维护
11	钢筋工	6	钢筋制作、加工和安装
				12	模板工	6	模板制作、加工和安装
13	焊工	6	钢筋、铜止水焊接和其它维护焊接作业
				14	浇筑工	4	振捣器操作
15	普工	16	材料运输、协助熟练工工作

备注：本表的劳动力组合的工种和数量仅供参考，应根据具体的工程规模、施工计划和强度进行合理配置。

四、质量控制

1、原材料质量控制：

严格监控原材料(水泥、粉煤灰、砂石骨料、外加剂等)的质量，特别是砂石骨料的超逊径、含泥量、含水量等直接关系混凝土质量的关键指标。(1)、严格按照有关施工规范和标准检查、检验各原材料的质量，并根据砂石骨料的超逊径、含水量等指标变化的实际情况及时对施工配合比进行调整，以保证施工配合比与设计配合比保持一致；(2)、杜绝不合格的原材料用于混凝土的拌合，特别是含泥量超标不合格的砂石骨料。

2、拌合质量控制：

(1)、做好对拌合计量***的监督控制，确保各种材料按有效配料单材料量拌合。混凝土拌合设备的计量***，应定期强制检定。同时，施工单位还应在强制检定周期内定期自检。

(2)、通过现场坍落度、含气量等检测手段，及时检查、分析掌握混凝土的拌合质量信息，确保拌合物有良好的合易性。拌合生产过程中发现的问题，应及时调整、搞好控制。合易性较差的混凝土有可能达到设计要求的抗压强度，但不可能有较好的抗冻性能。

(3)、做好水温加热控制工作，保证混凝土出机口温度和浇筑温度相对稳定，应避免大的波动。

3、混凝土浇筑质量控制：

(1)、抓好各环节的配合与协调，保证混凝土浇筑连续。

(2)、认真抓好平仓振捣工序质量控制，仓内混凝土不宜大面积铺开浇筑，宜采取小分区分层台阶法浇筑。

(3)、抓好浇筑过程和浇筑完成后的仓内燃料加热的持续保温工作。

(4)、切实做好施工记录和各项数据资料的收集与整理工作。

(5)、当采用柴火、煤炭进行混凝土仓内加热保温过程中，应防止灰烬散落新浇混凝土的表面而产生的污染，在炉具下方应设置收集散落灰烬的有效装置。

4、温度测控：

做好温度测量和监督控制，保证各环节的限制温度，是搞好高寒地区低温季节混凝土施工的关键。特别要做好大气、拌合水、出机口混凝土、仓内等温度测量信息采集工作，根据采集信息和实际的情况及时对拌合水温等进行调整或跟进采取其它必要的措施，按各环节的温度限值指标进行严格控制。

五、安全措施

1、认证贯彻“安全第一，预防为主”的方针，建立完善的施工安全保证体系，加强施工作业中的安全检查，确保作业标准化、规范化。根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。

2、仓位保温按符合防火、防风、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。保温棚所用的蓬布、棉被要搭设严密，固定牢固；骨料仓和混凝土仓位内加热设施应有排烟通道，负责添加燃料的夜班工作人员应以2名以上为1组，防止一氧化碳中毒。

3、加强消防管理，坚持预防为主，防消结合。各类房屋、库房、料场等的消防安全距离做到符合公安部门的规定，室内不堆放易燃品；严格做到不在木工加工场、料库等处吸烟；随时清除现场的易燃杂物；不在有火种现场或其近旁堆放物资。

4、氧气瓶与乙炔瓶隔离存放，氧气瓶不得沾染油脂，乙炔发生器必须安装防止回火的安全装置，加热保温工作未结束的仓位内严禁进行氧焊作业。

5、电、燃料加热锅炉应修建相对独立的锅炉房，对锅炉设备应制定详细的安全操作规程，严格执行交接班制度。

6、施工现场的安全用电严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》的有关规范规定执行。烧制拌合用热水的电锅炉应有良好的绝缘，应安装短路保护和漏电保护装置；保温棚内的照明、辅助加温用的碘钨灯及振捣器等电力线路应与仓位内钢架架管严格绝缘；室内配电柜、配电箱前要有绝缘垫，并安装漏电保护装置；电缆线路应采用“三相五线”接线方式，电气设备电气线路必须绝缘良好，场内架设的电路其悬挂高度的线间距除安全规定要求进行外，将其布置在专用电杆上；施工现场使用的手持照明灯应使用不高于36V的安全电压。

7、做好清障除雪等路面维护工作，加强驾驶员安全教育，确保车辆行驶安全；吊罐、溜槽输送作业时，下方严禁站人或人工作业；做好倒车、吊运等作业指挥。

8、配发齐全适应低温环境的棉衣、棉鞋及手套等劳保用品，做好劳动保护。

六、环保措施

1、成立相应的文明施工环保管理机构，在施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，遵守防火和废弃物处理的规章制度，加强对施工燃油、染料、工程材料、废水、生活和建筑垃圾、弃渣的控制和治理，随时接受环保监理和相关单位的监督、检查。

2、将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，杜绝对施工范围外的植被破坏，合理布置、规范围挡，做到材料堆放整齐，标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。

3、设立专用坑、道，对沉淀泥沙、污水进行集中，认真作好无害化处理，从根本上防止乱流。废水除按环境卫生指标进行处理达标外，并按当地政府环保部门要求的指定地点排放。

4、定期清运，作好混凝土、泥沙、弃渣及其他工程材料运输过程中的防散落与沿途污染措施，弃渣及其他工程废弃物按工程建设的指定地点和方案进行合理处治。

5、对燃煤、柴火等燃料的燃烧煤渣、灰烬按指定地点进行合理堆放、掩埋处理。

6、做好施工区内交通道路的环保工作，宜在晴天的白班时间适时对施工道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染环境。

七、效益分析

1、本工法专门针对高寒地区低温季节的恶劣环境条件，操作性强，可靠性强，混凝土施工质量完全能够得到保证。

2、就高寒地区低温季节混凝土施工单项来讲，短期成本是增加的。但进行高寒地区低温季节混凝土施工往往可以加快工程施工进度，可以满足工程防洪渡汛、提前发电、缩短施工总工期等需要，社会效益和经济效益往往较大。

八、工程实例

1、工程概况

直孔水电站位于西藏自治区墨竹工卡县境内拉萨河中下游交界处，距拉萨市约100公里。电站以发电为主，兼顾防洪和灌溉，正常蓄水位3888.00m，设计水头30m，水库库容1.75亿m³，总装机容量4×25MW。坝顶高程3892.6m，最大坝高57.6m。主要建筑物有碎石心墙堆石坝、混凝土坝、引水***、地面式发电厂房、尾水渠等***。

该电站混凝土坝及引水发电***工程共有混凝土约31万m³，其中抗冻性能混凝土约15万m³，抗冻性能混凝土种类有C15F150、C20F150、C20F200、C25F200、C40F200等。

工程所在地海拔约3900m，日平均气温低、日温差大，低温季节时间长。每年11月至次年3月基本处于冬季状态，气候寒冷，极端最低气温可达-23.1℃，昼夜温差非常大。

2、施工情况

武警水电三总队承担西藏直孔水电站混凝土大坝及引水发电***工程的土建和金属结构安装工作。2003年3月至2004年初完成开挖，2004年2月开始主体工程混凝土浇筑。从2004年2月至2006年10月，连续跨越4个低温季节。共计完成混凝土浇筑约31万m³，其中4个低温季节共浇筑混凝土约8.8万m³。

针对工期任务要求的低温季节施工，总结、借鉴西藏其它工程冬季施工的经验，认真研究施工规范和设计技术要求，编制了详细的冬季混凝土工程施工组织设计，制定了冬季混凝土工程保温施工的作业指导书，明确了各项质量保证指标要求。在具体施工过程中，狠抓人员责任的落实和各环节的配合与协调，保证了低温季节混凝土工程施工得以顺利、有效地完成。

3、混凝土质量检测与评价

对混凝土严格按照《水工混凝土施工规范》(DL/T 5144-2001)及《水工混凝土试验规程》(DL/T 5150-2001)进行取样检验。以2004年11月15日到2005年3月25日低温施工时段的混凝土检测与评价为例如下：

该施工时段共浇筑完成抗冻性能混凝土约3.7万m³。C15F150、C20F150两个类别的混凝土抗压强度检验统计分析见表1、表2，这两个级别混凝土的抗冻性能共进行了8组随机样品检测，抗冻性能全部合格。

检验成果表明，该工程的混凝土的配合比设计是成功的、施工控制是有效的、质量是良好的。充分说明我们所总结的“高寒地区低温季节混凝土施工工法”是切实可行、行之有效的施工方法。

表1C₁₅F₁₅₀混凝土抗压强度统计表

备注：1.共有43组混凝土抗压强度试件；2.平均抗压强度mfcu＝22.6MPa，抗压强度标准差S＝1.9MPa，离差系数CV＝0.08，最高抗压强度fcu，max＝29.5MPa，最低抗压强度fcu，min＝17.8MPa；3.统计时段内混凝土强度保证率为100％，混凝土生产质量评定为优秀。

表2C₂₀F₁₅₀混凝土抗压强度统计表

Claims (1)

1、一种高寒地区低温季节混凝土施工工法，其特征在于，包括以下步骤：

a)、原材料的选用

做好砂石骨料的检验分析：根据直接影响混凝土配合比设计和混凝土质量的细度模数、针片状含量、坚固性及碱活性技术指标，选用级配良好的中、粗砂，以及坚固性及碱活性良好的碎石或卵石，并对砂石骨料进行滤水稳定，确保用于混凝土拌和生产的骨料含水量少且稳定；

做好水泥、粉煤灰的检验与选型：选用42.5级以上等级、水化热相对较高的普通水泥以及I、II级粉煤灰，若采用替代掺量，可采用超量替代的方法，且替代掺量不超过20％；

做好外加剂的检验与选型：选用引气减水剂和防冻剂，并根据混凝土的具体抗冻性能技术要求和施工实际条件，对引气减水剂供货厂家提出具体的产品技术参数指标，诸如对钢筑的腐蚀性、含气量、凝结时间和减水率；引气减水剂及防冻剂的掺量，根据减水率，含气量指标的预期值和气温情况，通过试验确定；

b)、配比设计

通过分析对比，从混凝土的抗压强度、抗冻性能及抗渗性能三个技术指标中确定一个为设计主控制指标；

充分考虑混凝土拌合生产、运输过程中的砂浆损失，根据砂石骨料、外加剂的检验结果，结合混凝土的级配，选择确定粗骨料的混合比例及砂率，砂率参数应比常规设计偏大取值1～2％；

c)、仓位保温

在混凝土仓位搭设保温棚，仓位内均匀布设置加温用的炉具和辅助加温用的照明碘钨灯；

混凝土浇筑前，对仓位进行预热，在仓内温度达到5℃以上后，才开始混凝土的入仓浇筑；

浇筑过程中和浇筑完成后的仓位持续保温都应保持在5℃以上，浇筑完成后的仓位持续加热保持时间不少于72小时；

d)、混凝土拌合

拌合作业前，应先用热水对搅拌设备进行清洗预热；应采用强制式搅拌设备拌制混凝土，拌合时间应适当延长，应保持在90秒以上，拌合时，应对称量集料仓闸阀、拌合主机设备进行辅助加热，确保设备正常运转；

拌合材料应按照粗骨料→细骨料→水→水泥→外加剂先后顺序进行搅投料；

当平均气温低于-5℃时，应开始掺用防冻剂，其起点掺量可采用2.5～3.0％，可按气温每下降5℃、增加0.5％的掺量进行，但防冻剂的最高掺量不超过4.5％；

e)、对混凝土的水平和垂直运输的设备应采用保温措施；

f)、混凝土浇筑

抓好各环节的配合协调，保证混凝土连续进行浇筑；抓好平仓振捣工序质量控制的同时，仓内混凝土采取小分区分层台阶法浇筑；

g)、温度监控

混凝土的入仓温度不低于5℃；

拌合用水采用电加热类锅炉或燃料加热类锅炉进行加热；

拌合用水的最低加热温度根据热工计算进行计算，并根据计算结果放大2～3℃确定，但最高加热温度应不高于60℃；

浇筑过程中及浇筑完成后应对混凝土内部水化温度进行测定，对混凝土成熟度进行计算，从而确定准确的加热保温持续时间；

h)、混凝土的拆模

非承重模板应在仓位持续保温结束后方可拆除，承重模板的拆除时间不得早于规范规定或经成熟度计算确定的时间；

i)、混凝土表面覆盖及养护

大体积混凝土浇筑完成收面后，应以保温性良好的棉被复盖表面，小体积混凝土浇筑完成收面后，应以气密性良好的塑料薄膜复盖表面，并在持续保温结束、暖棚拆除后，在塑料薄膜外增加棉被进行复盖，上述二者复盖时间不少于规范规定的混凝土养护时间。

Images