高速铁路墩台冬季施工混凝土浇筑及养护温度控制

张兴志

（中铁二十局集团第二工程有限公司，北京100142）

1 引言

根据Q/CR 9207—2017《铁路混凝土工程施工技术规程》【1】规定，当室外日平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于0℃时，混凝土施工应按冬期施工办理施工。本文以京沈高铁京冀段潮白河特大桥承台及墩身冬季施工为例，对北方地区（寒冷地区）混凝土现场浇筑及养护过程中的温度控制措施及控制要点进行相关论述。北京地区一般年份冬季施工时间起止为11月15日至次年3月15日，冬季施工总天数约为90d。北京的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，冬季最低气温达到-20℃，土壤最大冻结深度1m。冬季施工为工期进度提供支撑，但由于气温寒冷干燥，对混凝土质量控制极为不利。因此，为保证墩台混凝土的最终强度满足设计要求，则必须运用可靠的施工措施以满足混凝土浇筑、养护所需要的环境温度及湿度。具体的施工措施及施工控制要点如下文所述。

2 冬季施工准备工作

1）确定冬季施工质量管理目标，成立冬季施工领导小组，针对冬季施工特点，选择经验丰富、责任心强的管理人员和技术人员，建立完善的管理体系和流程，定岗定责到人以保证冬季施工质量管理目标的实现。

2）冬季施工前购买冬季施工物资，主要包括暖风机、温度计、棉毡、帆布、照明灯具、火炉、水壶、煤炭等其他防寒物资。

3）冬季施工前对所有管理人员、技术人员和施工人员进行冬期施工岗前技术、安全交底培训，提高全员对冬期施工的认识，一定要一丝不苟、认认真真地遵守施工纪律和冬期施工的有关要求。

4）进入冬季施工前做好施工道路、脚手架上跳板、爬梯等施工场所的防滑措施。

5）施工时及时掌握天气变化信息及动态，以利于施工安排部署，提前做好冬季施工的应急措施。

6）当室外日平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于0℃时，混凝土施工应按冬期施工办理施工。

7）制定和完善相关管理制度，主要包括：混凝土养护岗位责任制度及奖惩制度，落实防寒物资、能源和机具制度，混凝土养护方案检查制度，混凝土养护环境检查记录制度及安全检查、巡视制度。

8）建立温度监控体系，责任到人，做好测温记录，针对温度变化情况，适时调整防寒保温措施【2】。

3 承台、墩身浇筑及养护保温方法的选择

冬季承台墩身施工保温的方法很多，主要为暖棚法、蒸汽加热法、蓄热法、电热模法等。中铁二十局集团第二工程有限公司项目部结合施工现场情况，综合考虑现有的设备和材料情况、养护措施的综合热效及经济效益等各项因素，采用了暖棚法施工。

暖棚法是在建筑物或构件周围搭起暖棚，当浇筑和养护混凝土时，棚内设置热源以维持棚内的温度及湿度环境，使混凝土在正温下硬化。暖棚法的应用，能够极大地缓解由于外界的降温对混凝土浇筑和养护造成的不利影响，为混凝土的养护提供一个合适的环境。

4 承台混凝土冬季施工保温工艺及控制要点

4.1 承台混凝土灌注

1）混凝土灌注现场采用可靠的防风、防冻措施，安排专人将模板和钢筋上的冰雪杂物清理干净并搭设好暖棚，暖棚内先期设置暖风机保证施工环境温度。暖棚的搭设根据承台基坑尺寸、墩身预埋筋高度在四周搭设脚手架，脚手架外侧铺设1层棉毡，再用1层防雨加厚帆布整体包裹起来。

2）混凝土运输至施工地点，实验人员应及时检测混凝土的各项指标性能是否满足冬季施工的要求。不符合冬季施工要求的混凝土一律清退，绝不允许入模灌注。

3）在灌注过程中，钢管脚手架搭设的暖棚棚顶不掀开，只拆开1个小口，将软管放入棚内，人工拉动软管或设置溜槽灌注混凝土。

4）混凝土灌注应分层连续浇筑，每层灌注厚度满足相关规范要求。并尽量缩短每层浇筑的分段长度，减小混凝土的散热面，混凝土振捣工必须加强混凝土的振捣质量控制。

4.2 承台混凝土养护

1）承台混凝土浇筑完成后，立即封闭承台养护棚，覆盖时搭接长度不小于0.5m，确保密封。养护期间，在养护棚内设4个火炉，并视内部温度的测设增加火炉及加湿水壶，保证棚内温度及湿度，确保养护期间混凝土不受冻，水分不散失，养护棚搭设如图1所示。

图1 承台暖棚立面布置图

2）混凝土浇筑成型后，应立即对养护棚进行封闭加热，保湿措施为蜂窝煤炉上用铁锅烧水，利用铁锅烧水产生的水蒸汽进行保湿和保温，保证篷布内的环境温度在5℃以上及有足够的湿度。

3）承台初凝后对表面喷涂养护剂。

4）混凝土养护期间在保温棚内悬挂温度计，现场技术人员2h/次对承台进行温度、湿度测温并记录，依据测温结果及时采取措施调整棚内温度及湿度。

5）承台模板拆除时混凝土芯部与表面，表面与环境的温差不得大于20℃，且混凝土抗压强度达到设计强度的60%前不得受冻，混凝土抗压强度达到设计强度的60%时方可拆除模板，拆除暖棚，及时回填保温养护。

5 墩身混凝土冬季施工保温工艺及控制要点

5.1 混凝土浇筑

墩身浇筑前先将暖棚施工完成，搭设暖棚时要确保暖棚的密封性。暖棚采用钢管和帆布进行搭设，内部根据环境温度设置6～8个火炉、加湿水壶及温度计。墩身混凝土浇筑时混凝土浇筑前质量检测、分层厚度等控制方法与承台混凝土浇筑基本类似，在此不再累述。

5.2 混凝土养护

1）墩身混凝土养护时安排技术人员按要求测定暖棚内温度、湿度、混凝土表面温度；保证墩身混凝土表面与环境温差不大于20℃，且混凝土抗压强度达到设计强度的60%前不得受冻，混凝土抗压强度达到设计强度的60%时方可拆除模板，拆除暖棚。

2）墩身混凝土浇筑完成初凝后，先对混凝土裸露面喷涂养护液。

3）混凝土暖棚内设置6～8个火炉，并根据环境温度调整火炉数量，通过火炉烧水产生蒸汽，对混凝土进行保湿保温养护。养护时安排专人负责给火炉加煤，保证不熄火，确保火炉上部有水壶烧水，防止水被烧干。在每个暖棚内模板外侧设置4个水银温度计，供测量温度用，温度计的位置要设在离火炉较远的地方，不得设在火炉的附近,其中，墩顶处设置2个，左右各1个，墩身中部设置1个，墩底部设置1个；每2h测1次暖棚内温度，在每一个暖棚内设置1个温度记录簿，记录温度计的温度及当日温度平均值，直至暖棚拆除后。

4）拆除模板时，应边拆除模板边对拆除部分进行土工布+厚塑料薄膜包裹，包裹时间自拆除模板时计不得小于21d，混凝土模板拆除完毕后可拆除暖棚【3】。

6 暖棚法施工安全控制要点

1）采用燃煤取暖炉加热必须将炉的排气管引出棚外，将烟气排出暖棚外，防止中毒事件发生。

2）暖棚内温度不得低于5℃，低于5℃时增加火炉数量，混凝土养护期间安排专人进行火炉检查，保持棚内温度，养护人员要佩戴防毒口罩。

3）承台墩身配备必备的灭火工具、通风换气设备，防止安全事故的发生。

4）冬季做好防火、防风、防滑、防冻、防煤气中毒，确保施工人员的安全。

5）切实落实分级的安全检查及安全巡查制度，做到责任到人、奖惩分明。

7 结语

实践证明，通过京沈高铁潮白河特大桥10个连续梁承台、墩身的冬季施工，所采取的冬季现场混凝土浇筑及养护措施是合理和有效的，达到了预期效果，保证了冬季混凝土施工质量。暖棚法的优点是搭设方便、材料、设备常见且能够循环使用、费用较低，控制措施有效落实后可以达到预期效果；不足之处在于暖棚密封较困难，养护期热源主要采用煤炭，对环境会造成一定危害，发生火灾、中毒等安全事故的概率增加，因此，对安全管理要求较高。