管片预制北方冬期施工防护措施

赵 鑫

（中交一航局城市交通工程有限公司，天津 300457）

盾构管片以混凝土为原材料，通过多片拼装的方式构成圆环状整体结构，在地下工程中得到广泛应用。盾构开挖作业时，管片可发挥出支护与防水的双重效果[1]。但是，若遇到冬季施工环境，在低温等因素影响下，会明显加大混凝土管片预制难度，此时采取科学的防护措施尤为关键。

1 施工环境

北方冬季低温环境下，管片车间内所设置的拌合站、管道等各类设备或是构件都要得到全面检修，以适应冬季施工需求。拌合站与砂石料场均设置在车间内部，整个生产阶段车间温度需＞10℃，否则易出现砂石料冻结现象。考虑到管片质量要求，锅炉24h不间断送气，并以车间生产需求为准灵活调整工期量，给拌合站工作、管片加工等作业创造良好的工作环境。

2 施工准备

若室外平均温度低于5℃并且持续5d后，则要采取管片冬季施工技术。具体应做好如下准备工作：（1）掌握气象信息，明确后续阶段的气象变化情况。（2）根据冬季生产需求，准备充足的原材料、防寒物资等，确保锅炉房处于稳定运行状态。（3）尚未进入冬季时，需全方位维护设备，为之更换润滑油；部分设备使用到防冻液，需严格挑选防冻液品种，使其能够适应-40℃的环境，并采取防冻措施；落实定机定人制度，加强对设备的管理并将相关信息记录好。（4）施工前负责人面向所有班组做好技术交底。（5）冬季施工条件较为严苛，各项操作应严格遵循规范展开，全面检查混凝土质量，实现对混凝土配制、运输、入模等各个环节的全方位监控，且要加强蒸养温度测试，严格控制管片蒸养升温速度在15℃/h以内；若为降温环节，必须控制在20℃/h以内。若缺乏合理的控制措施，受温差过大的影响极容易出现管片裂缝。

3 冬季混凝土施工保障措施

3.1 车间保温措施

做好冬季施工现场的温度控制工作，遵循每台班4次的原则，具体包括如下几个方面：（1）项目部安排专员系统性检测厂区东侧4t锅炉，并检验供热管道，其运行状况应良好，车间温度至少为10℃。（2）车间均匀分布6支温度计，根据流水线蒸房运行状况，为之设置5支温度计，每个工作日要进行4次检测，并以现场温度为准，当温度变化幅度较大且较为频繁时，应做好数据记录工作。（3）尽可能避免车间门窗开启现象，注重对车间内门窗的管理，应保持关闭合严的状态。（4）钢筋进场前做好全面清理工作，将堆场上的积雪清理干净，并将钢筋分类堆放至车间。（5）管片静停区设置封闭暖棚（见图1），区域内温度保持在15℃以上。（6）管片修补区在外围设置轻质隔墙（见图2），有效降低厂房内的过堂风，保证修补区的温度，避免因为温度迅速降低而引起管片混凝土表面裂纹。

图1 静停区封闭

图2 修补区轻质隔墙封闭

3.2 搅拌站的冬施措施

（1）冬季温度相对较低，因此混凝土水胶比须≤0.35，以确保砼入模温度的合理性。（2）拌合站设置在车间内，施工中拌合料温度需＞10℃。根据车间布置方案，总面积为680m2，具备存放1500t砂、1000t碎石的能力，为满足上述材料的温度要求，适配了燃油热风机，实现对车间的有效加热；与此同时，车间东南侧建设有面积为1300m2的区域，该处具备存放4000t碎石的能力，可满足一周生产作业的材料需求。（3）拌制用水的温度应得到控制，以50℃以上的水为宜，在锅炉的作用下实现对水的加热并将其转移到蓄水池，于该处设置3个防水加热管，可实现对水的持续加热。拌制作业时，首先置入骨料与水，对其持续搅拌30s后，再向其中置入适量水泥，随后再添加外加剂。施工现场应安排专员组织生产作业，提升砼出模至入模的速度，尽可能避免砼温度损失现象，经上述操作后要求砼入模温度至少为10℃。为确保材料性能，拌制砼至入模这一阶段的间隔时间应尽可能缩短，遵循砼料随出随入的原则，避免砼温度大幅度降低现象。（4）根据冬季气候环境，拌制时间持续120～180s，严格控制混凝土坍落度，应稳定在50～70mm。

3.3 管片浇筑的冬施措施

（1）注重对混凝土性能的检验，此项工作应落实到混凝土配制、入模等各个环节。（2）混凝土浇筑应具有连续性，缩短浇筑与振捣的间隔时间，尽可能避免热量散失现象，确保蒸氧前混凝土具备较高的温度。根据同条件养护试块，当其强度上升至22MPa后才具备管片拆模条件[2]。（3）以现场温度变化情况为准，灵活调整每天生产量，尽可能控制流水线循环次数，适当加大管片收面频率，全面确保管片外弧面质量，并给予足够的静养时间。当混凝土成型后，需为之覆盖塑料布，并转移到流水线静停区，持续2～4h的养护作业。做好蒸养工作，完成静养后可以启用蒸汽室，使其缓慢升温，与此同时利用温度计检测实际温度情况，将相关数据记录好。为确保蒸养效果，应满足升温≤15℃/h的要求，达到60℃时暂停升温，要求升温养护时间持续1～2h，当温度上升至50～60℃时，应维持该状态2～3h，随后再缓慢降温，此阶段应满足降温速度≤20℃/h的要求。除此之外，还需调整蒸养窑温度，使其稳定在20～35℃。

3.4 技术保证措施

（1）钢筋工程：钢筋制作（切断、焊接的平台）在厂房内进行，其环境温度不得出现负温度。

（2）混凝土工程：冬季施工时，对混凝土生产人员进行专门培训指导，严格按冬季施工相关规范要求进行混凝土的生产和浇筑。冬季施工的混凝土，掺加早强型减水剂，及时调整混凝土配合比，搅拌时先投入砂、石和水，再加入水泥，严禁将水泥直接与热水搅拌，以免产生假凝现象，热水拌制、拌合水温≤60℃，严格控制混凝土的搅拌时间（≥180s）、出机温度（≥10℃）和入模温度（≥5℃）。

（3）管线防冻保护措施：在冬季来临之前，对施工临时管线及因工程施工而裸露的市政管网采用40～50mm岩棉板包扎作为保温层、外蒙玻璃布作为防雨层的防冻保护措施，并经常对管线的保温层进行检查，发现有破损处及时修复，以确保上述管线安全度过冬季施工期。冬季期间，堆场不再采用喷淋养护，故将喷淋管内存水排除干净，关闭喷淋总阀门。

4 管片冬季养护

4.1 管片蒸汽养护的冬施措施

（1）经蒸养温度与温差测试确保管片质量，管片蒸养过程中应安排专员监控。冬季温度相对较低，因此应适当延长蒸汽养护时间，以免管片出现温度裂缝。除此之外，管片拆模强度应得到有效控制，当达到25MPa后才具备拆模条件，并以现场温度为准灵活调整蒸养时间。（2）蒸养室实行封闭蒸养的方式，当完成混凝土收水作业后，模具有序转移到蒸养房中，共设置有3个区，各自温度要求分别为升温区20～40℃、恒温区55～60℃、降温区20～35℃（见图3）。（3）蒸养作业时，应安排专员做好温度控制工作，落实蒸养制度，加强对测温点温度的检测并将相关数据记录好。（4）检验管片强度，当该值达到25MPa后即具备脱模条件。

4.2 管片脱膜后养护的冬施措施

图3 管片蒸养

（1）完成管片脱模作业后，均匀刷涂养护剂，转移到车间并保温养护7d。（2）选择合适的养护剂，不可掺入杂质。（3）养护剂应具备环保、健康的特性，不可含有有毒成分。（4）检验养护剂质量，不可出现分层、结块等现象。（5）喷洒过程中，首先利用喷雾器喷涂，随后使用滚刷进一步涂抹，安排专员检查养护剂喷涂状况，要求管片喷涂具有均匀性，不出现任何喷涂死角。（6）若喷涂作业发生于车间内，需充分考虑现场环境，出现降雪天气时，若管片未成膜则不允许拉出车间，否则会出现管片冻伤现象。（7）管片脱模后应给予一段时间使其完全晾干，有效去除外弧面水分，随后喷涂养护剂（持续操作2次），经一段时间后管片表面将成膜，将其转移到存放区分类放置好[3]。（8）试验检验管片质量，明确其抗弯、抗渗等方面的性能，将所得结果与设计要求对比分析。

4.3 管片运出车间的受冻临界强度

（1）系统性分析管片性能，如强度、耐久性等，在此基础上确定管片受冻临界强度，即设计强度的70%，计算后得知为38.5MPa。（2）管片脱模后，转移到车间并持续5～7d的养护作业，检验其强度，当达到38.5MPa时方可转运出车间。

4.4 管片存放的冬施措施

（1）冬季施工条件较为苛刻，应采取防冻保护措施，分析管片状态，晾干后才具备运出车间的条件，并覆盖篷布以达到防护的效果。（2）注重管片的存放方式，安排专员清理路面，并频繁擦拭吊具。（3）吊装设备的稳定运行需得到油压系统的支持，安排专员全面检查，做到定人、定岗。

5 结束语

经系统性检查后得知，该工程冬季生产的管片各项指标都与设计要求相符，所有管片均合格。由此表明，文章所述北方冬季管片预制施工防护措施取得了一定成果，可为类似工程提供参考，对于管片市场的拓展发挥了不容忽视的作用。