冬季施工专项方案
一、编制依据
1、《公路路基施工技术规范》(JTJ033-95)
2、《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
二、工程概况
1:4-2标段起始里程K59+737,终点里程K67+878,路基土石方 万方,其中挖方172.5万方,填方142.3万方.
桥梁7座,大桥6座,2760.24m,E匝道桥1座,梁板预制944片,其中4经部2分部40米285片,30米504片,4经部1分部40米155片,均由我部负责预制和架设.
通道8道,涵洞12座,分离立交4座.
全合同段混凝土约12.2万方,钢筋约19969.6吨,钢绞线约1582吨。
2、主要技术标准
主要技术标准见表1.1。
表1.1 主要技术标准一览表
序号
指标名称
标准
1
公路等级
高速公路
2
设计速度
80km/h
3
最大坡度
5%
4
整体式路基宽度
24.50m
5
分离式路基宽度
2×12.25m
6
最小曲线半径
400m
7
汽车荷载等级
公路-Ⅰ级
8
设计洪水频率
特大桥1/300、其他桥梁、路基1/100
9
停车视距
110m
3、自然条件
1)地形、地貌
本项目地处黔南山区的东南部,地势东北略高、西南略低。项目区最高点位于瓮安县附近的铅厂坡上,海拔为1536m,最低点为清水河河谷,海拔655m,高差881m。在构造运动、溶蚀与河流腐蚀的作用下,形成山高谷深、峰丛林立、低谷缓坡的复杂地形。根据地形地貌及地层岩性特征,项目区总体特征可分为峰林溶蚀谷地、溶蚀缓丘、侵蚀中山、侵蚀河谷等四种地形类型。
2)气候条件
开阳县:县域属亚热带季风湿润气候,气候温凉,四季分明,冬无严寒,夏无酷暑。年平均气温10.6~15.3℃,最热(7月)平均22.3℃,极端最高35.4℃,极端最低温-10.1℃,年无霜期270天,年平均日照数1241.2h。年最大降水量1419.51,最少年降水量720.2mm,最大日降水量171.4mm,年平均降水量1305.7mm,集中于下半年,年平均降水日数192天。年平均风速2.5m/s,常年以北东东风向为多,风向频率12%。主要灾害性天气有暴雨、伏旱、凝冻、冰雹、等,其出现的频率均较高。
根据《全国冬季施工气温区划分表》,本段不属于冬季气温区,因此,冬季施工不考虑增加费用。而根据《全国雨季施工雨量区及雨季期划分表》,贵州全境属第Ⅱ雨量区,雨季期5个月,为了保证工程质量和安全生产,增加雨季施工增加费,用于防雨防潮并对功效降低和机械作业率降低进行补偿
4、主要工程量
本段主要工程量见表1-2
表1-2 主要工程数量一览表
序号
工程项目
单位
数量
1
路基
土石方工程
路基挖土石方
万方
172.5
路基填方
万方
142.3
2
桥涵工程
涵洞
道
12
通道
座
8
大桥
座
6
3
混凝土方量
浆砌
万方
12.2
三、组织机构
冬季施工组织机构图
四、冬季施工概念
1、冬季施工定义
当环境昼夜平均气温(最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值)连续3天低于5℃或最低气温低于-3℃时,即可确定进入冬季施工。
根据《建筑工程冬期施工规程》,当室外日平均气温连续5天大于5℃时解除冬期施工。
2、冬季施工特点
冬季施工由于气温低,空气干燥,容易造成工程因冻受损,同时,风、雪天气较多,施工条件及环境恶劣,是工程质量事故的多发季节,尤以砼工程居多。
质量事故的隐蔽性、滞后性。即工程是在冬季施工的,大多数问题在第二年春季才能暴露出来,因而给事故处理带来很大的难度,轻者进行修补,重者重来,不仅给工程施工带来经济损失,而且影响工程的使用寿命。
冬季施工计划性和准备工作时间性强。由于准备工作的时间短,技术要求复杂,仓促施工导致一些质量事故的发生。
五、冬季施工准备
1、技术准备
1)冬期施工方案编制
认真学习贯彻国家有关冬期施工的规范、规程及有关文件,结合莱阳市的气候条件及现场实际情况,组织人员讨论并制定冬季施工方案。施工方案以确保施工质量及安全生产为前提,具有一定的技术可靠性和经济合理性。
2)冬季施工技术培训
组织有关参加冬季施工的人员进行冬季施工培训。对图纸中较难保温的部位做出有效的处理措施。
由技术负责人组织向施工管理人员、技术人员、作业班组人员做冬季施工技术交底和培训,明确施工部署,施工程序,施工方法,技术措施,操作要点,质量控制要点及试验要求等,使得所有参建人员明确冬季施工的要求。
2、施工准备
1)气象资料的收集
与当地气象台站保持联系,及时接收天气预报,掌握天气预报的气象变化趋势及动态,防止寒流突然袭击,以利于安排施工,做好预防准备工作。同时安排专人测量施工期间的室外气温,并做好记录。每天下午18:00将第二天的天气情况发送给冬季施工领导小组成员,以便及时组织生产。
2)物资准备
项目部在冬季施工前就做好了相应材料的采购计划,水银温度计、大气测温箱、保温被(职工劳保用品)等冬季施工物资按采购计划及时到位,为冬季施工的正常进行打下良好的基础。
表5-1 冬季施工物资计划表
名 称
数量
用 途
油毡布
3000㎡
混凝土的保温防风
塑料薄膜
3000㎡
混凝土浇筑完成后覆盖
温度计
50支
混凝土入模温度、测温度变化、作业面大气温度值测定
彩条布
800m
挂于作业区四周用于挡风
Ф48mm钢管
2000m
暖温棚骨架材料
Ф30mm钢管
250m
测温管
保温被
6000㎡
用于混凝土覆盖养护
脚手管扣件
2000个
用于暖温棚搭设
锅炉
1个
用于搅拌站加热水温
保温水箱
1
用于搅拌站加热水
3)劳动力计划
冬季施工劳动力计划见下表
表5-2 冬季施工劳动力计划表
序号
工种名称
人数
1
钢筋工
50
2
混凝土工
60
3
模板工
20
4
架子工
20
5
测量工
8
6
试验工
5
7
技术人员
10
8
测温人员
7
9
电工
4
10
其他
60
4)机械设备的准备
对冬季施工的计量系统、机械、设备、管线等进行全面检修,更换老化元器件,备用一定量的易损零配件;结合机械设备的换季保养,及时更换润滑油;对使用防冻液的机械设备确保防冻液符合当地防冻要求,未使用防冻液的机械设备采取停机后排放冷却水等防冻措施。
冬季施工防止水箱、水泵、管道积水冻害,未投入运行的设备要排空积水,进行标识,防止冻害。施工用水箱要用保温材料包裹。
5)安全保障
检查职工住房及仓库是否达到过冬条件,及时按照冬季施工保护措施施作过冬篷,准备好加温及烤火器件。当采用煤炉和暖棚施工时,作好防火、防煤气中毒措施,棚内必须有通风口,保证通风良好,并准备好各种抢救设备。
在进入冬季前施工现场提前作好防寒保暖工作,对人行道路、脚手架上跳板和作业场所采取防滑措施。
六、施工方案
一、冬季低温对施工的不利影响
(一)低温对砼、钢筋性能及施工操作的影响
1.在负温条件下,新拌砼强度尚未形成,体内含有许多水分经冻结由液态转化为固态,体积增大约10%,使砼的内部组织由于受到冻胀而遭到不同程度的破坏,降低了其应有的承载能力,造成结构上的危害。
2.负温条件下钢筋变硬、变脆,受弯及冷拉其内部组织受到不同程度的损伤,焊接时会产生内应力,降低焊件的受力强度。
(二)低温对生产人员及机械设备的影响
1.低温寒冷对生产人员操作带来许多不便,尤其对高空作业者更为明显,人的视觉、听觉也受到阻碍,一旦遇到风雪天,操作更加困难。
2.机械设备在低温情况下难以保证最佳工作状态,油压设备由于低温油路凝结,灵敏度下降,使机械不能正常运行。
(三)低温对循环钻机成孔的影响
1.负温条件下,泥浆的性能指标随之发生变化,因“泥水不合”,黏度大约降低3S~5S,胶体率下降3%~5%,若泥浆受冻,各项技术指标下降更加严重,对于正循环钻机,1~3cm粒径的钻渣难以从深孔中浮出孔外,进尺速度明显下降,增加了材料用量及人力、物力消耗。
2.对于正循环钻孔,由于泥浆质量的下降,浮携钻渣的能力也相应下降,成孔周期加长,成孔后孔底的沉淀变厚,并造成重复清孔的麻烦。
3.对于反循环钻孔,低温下泥浆护壁能力下降,因此能否保持反循环钻机成孔的护壁稳定性,是施工的关键。
(四)低温对土方施工的影响
气温达到负温时易使路基填筑层表面2~3cm形成冻层,当白天气温回升后,融化形成表面松散或反弹现象,引起压实度不足,甚至对路基造成病害。
二、冬季施工技术方案
针对以上冬季低温对施工生产的不利因素,结合河南省地区历年来气温资料及本工程特点,在保证安全、质量及施工进度的前提下,从以下几个方面具有针对性做好冬季施工生产,具体包括:路基土方填筑、钢筋焊接、冷拉及张拉、砼浇筑及养护等各个环节。
(一)路基土方冬季施工方案
本标段路基填方多为高填方,前期因土源问题,未能大面积展开施工。目前此问题已基本解决,同时为箱梁安装提供作业面,必须保证主线路基贯通,在冬季施工期间也以主线路基填筑为主,安排土方二队具体施工,配备充足的人员、机械,集中力量充分利用中午前后有利气温施工,保证施工质量及进度。
1.土方冬季施工前进行现场复核导线点、水准点等控制桩,并以砼加固保护,树立明显标志,防止土壤受冻导致桩位偏移,同时防止被冰雪掩埋。
2.选用干净填料,杜绝填料中混有树根、草皮、垃圾等杂物。
3.冬季路基填筑,按照横断面全宽平填,每层的松铺厚度控制在25cm以内,卵石土的松铺厚度控制在30cm以内,而且必须在气温超过5℃时碾压,不留松土过夜,当天的填土必须当天完成碾压。
4.每层填土选择在中午前后翻耕整平,碾压成型,0℃以下不得施工作业,5℃以下不得碾压。
5.土方填筑段落不准过长,主线路基采取“短、平、快”的原则,利用有利气温快速上土,快速整型,在最短的时间内完成碾压。
(二)钢筋、钢绞线的冬季施工措施
1.材料堆放及储存
钢筋、钢绞线的成品、半成品及原材料的存放,尽量搭棚封闭存放,若因条件限制在室外存放时,必须采取有效措施,与地面隔离,并设置覆盖、防潮措施,防止冰雪侵害产生锈蚀。
2.钢筋焊接尽量在室内进行,倘受条件限制只能在室外进行时,最低气温不宜低于-10℃,并采取防雪挡风措施,减小焊件温度差,焊接后的接头严禁立刻接触冰雪。
3.焊条在施焊前先进行烘干,钢筋焊接处若粘有冰雪应彻底清除,或者用酒精喷灯烘干。
4.预应力张拉设备包括油表、油泵、千斤顶等,在使用时的环境温度条件下配套校验,张拉时,油泵应有挡风措施,张拉设备不用时移到室内保存。雨雪天气停止张拉。
(三)钻孔桩冬季施工方案
冬季钻孔在负温情况下,为防止因“泥水不合”而产生的泥浆粘度过低、胶体率下降、失水率增加等情况,采取以下措施:
1.拌制泥浆用的土料采用优质粘土,如发生粘土冻结,则打成碎块在制浆池内使其融化。
2.泥浆池及沉淀池上口罩以篷布覆盖。
3.泥浆循环管路采用防寒毡包裹,且每台钻机另备一套备用管路,以防止循环管路受冻。
4.对泥浆加强技术监控,保证泥浆各项性能指标。
5.加强钻孔设备日常检修保养,保障施工设备正常运转。
6. 砼配制与搅拌的骨料中不得带有冰雪和冻结的团块。
7. 混凝土灌注温度不得低于5℃,必要时采用拌合用水加热,但水温不得超过80℃,投料顺序为先投骨料和加热水,然后投入水泥,水泥不应与80℃以上的水直接接触,同时砼搅拌时间比常规时间加长50%,保证砼的和易性和流动性。
8.采用砼搅拌运输车集中运输砼,尽量缩短砼的运输时间。
9.在两节钢筋笼连接部位焊接前,应以酒精喷灯事先预热,保障焊接质量。
10.水下砼灌注尽量安排在白天进行,尽量避免夜间施工,施工气温应在5℃以上,大风及雨雾天气不安排施工。
11.对于灌注完毕的桩基如果桩头露出地面或在冰冻范围内,必须对桩头混凝土部位进行覆盖保温养护。
(四)桥梁下部构造砼工程冬季施工措施
A、桥梁立柱、盖梁冬季施工方案
1.砼的试配
配制立柱、盖梁C30砼,事先进行防冻砼配合比设计并试配,合格后方可使用。
2.原材料控制
砂石料堆放场地外侧设置临时排水沟,有利于排水,天气变化降雪时用塑料布覆盖,防止冰雪、水渗入其中,河砂使用前必须过筛,粗细骨料中不得夹有冻块或冰雪。
3.砼的搅拌
拌制砼的各项材料的温度,需满足砼拌合物搅拌完成后所需要的温度,出机温度不宜低于10℃,入模温度不得低于5℃。当原材料温度不能满足要求时,必须对拌合用水加热,水泥只保温,不得加热,拌合用水的加热在砼搅拌站内进行,在搅拌站南侧利用已安装的2台1.5t蒸汽锅炉,通过地埋输气管道向水箱中输入高温蒸汽,对拌合用水进行加温,但水温不得超过60℃,同时砼搅拌时间比常规时间加长50%,保证砼的和易性和流动性。
严格控制砼的配合比和坍落度,投料前先用热水冲洗搅拌机,报料顺序为骨料、水、搅拌,再加水泥搅拌。
4.砼的运输及浇筑工艺
(1)混凝土的运输时间尽可能的缩短,如果因运距过远等因素无法压缩运输时间时,应采取在混凝土运输车外覆盖保温措施。
(2)混凝土运输设备采用混凝土搅拌运输车,禁止采用翻斗车运输,浇注混凝土前,根据混凝土浇注数量、运距等因素,配备足够的运输设备,保证混凝土浇注连续进行,施工过程中不出现间歇及中断。
(3)混凝土在浇注前应确保模板、钢筋上无冰雪等污物,成型开始养护时温度不得低于5度,浇注接缝混凝土时,在新混凝土浇注前应加热,使结合面有5度以上的温度,浇注完成后,应使混凝土接合面继续保持正温,直至新浇注的混凝土获得规定的抗冻强度。
5.模板的拆除应符合下列规定
(1)根据与结构同条件养护试件的试验,证明混凝土已达到要求的抗冻强度及拆模强度后(非承重侧模>2.5Mpa),模板方可拆除。
(2)当混凝土与外界气温相差大于20度时,拆除模板后的混凝土表面应加以覆盖,使其缓慢冷却。
6.混凝土的养护技术
桥梁立柱、盖梁属于较大体积结构,养护工艺采取蓄热法及暖棚法两种养护方案。
(1)蓄热法养护
当气温在0℃以上时,采用覆盖保温养护的方法,在砼浇筑前,模板外表面用草帘或篷布覆盖,有效防止砼浇筑中水化热的散失,避免砼表面由于内外温差产生裂缝,当砼结构达到拆模强度拆除模板后,立即在结构外表面包裹棉篷布或棉被,并用铁丝缠紧,养护时间不少于7天,不应往砼和覆盖物上洒水。
(2)暖棚法养护
当气温在0℃以下时,采取暖棚法养护,用隔热材料制作养护罩,将结构混凝土与外界冷空气隔断,养护罩采用隔热板及棉篷布制作,内部设置4-6火炉加热升温,养护时间不小于7天,内部温度与外界气温的温差小于20℃时,方可拆除养护罩,但仍要对结构进行覆盖保温。用暖棚法养护时,应符合下列规定:
① 暖棚应坚固、不透风、靠内墙采用石棉等非易燃性材料。
② 在暖棚中加热时,须特别加强防火、防煤气中毒措施。
③ 暖棚内气温不得低于5℃。
④ 暖棚内宜