冬季施工方案04标.docx
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冬季施工方案04标
山西省中部引黄工程施工04标
冬季施工方案
北京金河水务建设有限公司
山西省中部引黄工程施工04标项目部
二〇一三年十一月十五日
目录
1.编制目的……………………………………………………………2
2.编制依据……………………………………………………………2
3.编制原则……………………………………………………………2
4.冬季施工的界定……………………………………………………2
5.工程概况……………………………………………………………3
6.冬季施工准备………………………………………………………4
7.冬季施工总体部署…………………………………………………5
8.冬季施工保证措施…………………………………………………7
9.冬季施工安全管理措施…………………………………………15
10.冬季施工质量控制措施…………………………………………16
11.文明、环保施工保证措施………………………………………16
冬季施工方案
第一、编制目的
为了加强冬季施工安全质量管理工作，为了有效防范冬季混凝土质量，结合项目冬季施工的具体情况，特编制此施工方案。
第二、编制依据
依据山西省中部引黄工程施工04标招标文件、设计图纸、实施性施工组织设计。
国家及水利部颁发的相关法律、法规、施工规范、质量验收标准及其他文件资料。
依据《水工混凝土施工规范》DL/T5144-2011、《水利水电工程锚喷支护技术规范》SL377-2007.
第三、编制原则
根据工程实际情况，合理安排施工计划、施工工序，确保施工安全、施工质量及施工工期。
第四、冬季施工的界定
当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃或最低气温降低于-3℃时，混凝土施工进入冬季施工。
依据保德县以往气象资料记载，一般进入十一月份以后，气温急骤下降出现连续5d日平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃的天气，应采取冬季施工措施。
第五、工程概况
一、工程概括
山西省中部引黄工程施工04标段内容包括总干1#洞桩号总13+116.20～总15+479.39（改）（总长2446.09m）、总干2#洞桩号总15+849.79（改）～总21+182.39段（总长5332.60m）、总干6#施工支洞及1#洞出口～2#洞进口建筑物工程土建部分（包括1#、2#、3#暗涵、保德节制分水闸、桥头渡槽）,不包括金属结构部分。
其中输水总干线3#暗涵在桩号总15+811.29（改）处穿越神朔铁路石洼铺隧道，总干2#隧洞在桩号总16+765.46（改）～总16+854.64（改）间穿越忻保高速公路，相应临时工程等。
本标段总干1#洞桩号总13+116.20～总15+479.39（改），总长2446.09m。
其中Ⅲ类围岩段隧洞长1064.99m（初设为1446.73m），Ⅴ类围岩段隧洞长1381.10m（初设为958.68m）。
本标段总干2#洞桩号总15+849.79（改）～总21+182.39段，总长5332.60m。
其中Ⅲ类围岩段隧洞长4015.38m（初设为4537.03m），Ⅴ类围岩段隧洞长1317.22m（初设为673.76m）。
总干2#洞在桩号总16+765.46（改）～总16+854.64（改）间穿越忻保高速公路。
6#施工支洞，总长423.29m，其中Ⅲ类围岩段隧洞长158.12m，IV类围岩段隧洞长60.04m，Ⅴ类围岩段隧洞长205.13m。
二、水文、气象条件
根据本工程区1970～2000地面气候资料统计。
工程区内各气候要素分述如下：
（1）气温：
多年平均气温7～10.9℃。
（2）降水：
区内降水量分布不均，多年平均降水量为438.4～569.9mm，汛期降水量占全年的70%，最大月降水量多发生在7、8两个月。
（3）蒸发：
区内20cm蒸发皿年蒸发量为1537.0～2195.6mm。
（4）其它：
初霜期10月上旬至11月上旬，终霜期3月下旬至4月上旬，无霜期179～201天左右，最大风速10～27m/s，最大冻土深79cm～131cm。
第六、冬季施工准备
为了保证冬季施工的顺利进行，项目部提前做好冬期施工的培训工作，使所有施工人员了解冬期施工任务、特点、目的及施工时的注意事项，掌握冬期施工中关键控制项目及控制内容，明确各自的职责，保证各工序责任到人，同时也要加强对施工作业人员进行技术、安全、质量等方面的交底和培训，确保冬季施工工作落实到实处。
施工前项目部统一组织技术人员认真学习实施性施工组织设计以及相关施工技术规范资料，认真复核施工图纸，明确了采取冬季施工的具体工作任务。
提前安排落实做好冬季施工混凝土及掺入外加剂后的混凝土配合比试验工作，制定施工安全质量保证措施，制定了冬季施工的相应应急预案。
在施工现场根据施工计划，物资部落实采购有关冬季施工所需机具、保温供暖设备以及相关材料进场；对进场的施工供暖设备、保温材料进行了安全性能检查；搭建拌合站保温棚，安装了加热锅炉，铺设了保温加热管道，对锅炉进行了试火试压，确定了其性能安全可靠。
给参加冬季施工的混凝土运输车加工了保温套，检查并确认现场施工机械性能符合施工要求。
第七、冬季施工总体部署
一、冬季施工组织机构
组长：
赵国良
一工区冬季施工实施小组
三工区冬季施工实施小组
二工区冬季施工实施小组
为了确保对冬季施工质量安全管理工作进行全面有效的控制，保证安全生产、应急措施高效实施，我项目部成立了冬季施工领导小组。
项目经理为组长，副经理、党组书记、总工任副组长，组员为各部门负责人及现场技术员负责人和工长。
组长是本次冬季施工小组的质量负责人，负责组织制定冬季施工进度计划，落实资源配置，确保今冬施工工程质量合格；副组长负责施工现场的生产管理，协助组长抓好施工质量、安全和现场管理工作，处理施工中存在的具体问题；各组员具体负责本次冬季施工中的技术管理、质量监督、计量试验以及工序控制。
二、冬季施工安排
1、由于本工程引水隧洞断面小，不能实现开挖支护、二衬交叉流水作业，只能采用开挖支护全部完成后再进行整体二衬施工作业，故冬季施工今冬只安排冬季开挖及支护的具体工作。
根据我标段施工实际情况，我项目部具体采取冬季施工工点为主干1#隧洞出口、主干2#隧洞进口、6#支洞三个工点。
三个工点分别安排三个作业队伍进行施工。
依据上述工作任务，各洞口计划安排掘进、支护及钢筋加工三个班组施工，三个洞口计划安排施工人员66人，管理人员15人（其中每洞口安排掘进10人，支护6人，钢筋加工6人，管理人员5人）。
2、投入施工机械设备
由于保德县地处晋西北，冬天气温在零下十几度以下，为了满足施工需求，确保施工质量，项目部针对不同部位施工工艺，集合项目现有机械设备及仪器配置情况，合理安排施工机械设备投入本次冬季施工中，具体施工机械设备配置见下：
《冬季施工项目主要投入施工机械设备表》
第八、冬季施工保证措施
1、技术保证措施：
项目部在进行冬季施工时统一安排专职测量队配备具有专业测量经验的技术人员进行现场技术控制，安排有实际操作能力有上岗合格证的测量技工进行现场仪器操作，配备相当等级的并经检验合格的测量仪器和工具进行精密测量控制，确保施工控制精准。
现场原材料检验、配合比及混凝土试件、钢筋焊接试验等均委托湖北省宜昌市鼎诚工程试验检测有限公司驻山西检测中心进行，项目部配备专业试验人员进行现场控制，工地所配备的试验检测仪器设备均满足施工要求（该检测中心已通过验收并在山西省水利厅备案）。
1）钢筋工程
负温条件下钢筋的力学性能（冷脆性）发生了明显变化，屈服点和抗拉强度加大，伸长率和抗冲击韧性降低，脆性增加。
钢筋接头焊接后受热区的韧性降低，如果该受热区冷却过快或接触冰雪，将导致接头产生淬硬组织，这样大大降低了钢筋了力学性能。
此外钢筋在加工过程中出现的表面缺陷如折痕凹陷、焊接烧伤等也会显著增加其冷脆性。
钢材焊接加工宜在室内进行，当必须在室外进行时，最低温度不宜低于-20℃，风力超过3级时设挡风措施，减小焊件温度差，焊接后未冷却的接头严禁立即接触冰雪。
采用电弧焊接其负温电弧焊接参数详见下表
焊接种类
钢筋直径（mm）
焊接层数
平焊
立焊
焊接速度（mm/min）
焊条直径（mm）
焊接电流（A）
焊条直径（mm）
焊接电流（A）
帮条、搭接
10-14
1
3.2
130-140
3.2
90-110
90-100
4.0
150-170
4.0
110-130
16-20
2
3.2
130-140
3.2
90-110
80-90
4.0
150-170
4.0
120-140
22-24
3
4.0
150-170
3.2
100-120
70-90
5.0
180-240
4.0
140-180
坡口
18-20
1
3.2
140-160
3.2
120-130
22-24
2
3.2
140-160
3.2
120-130
4.0
160-180
4.0
150-170
为了防止接头热影响区的温度突然增大，进行帮条或搭接焊接时，第一层焊缝先从中间引弧，再向两端运弧；立焊时先从中间向上运弧，再从下端向中间运弧，已使接头端部的钢筋达到一定的预热效果。
各层焊缝在焊接时，采取分层控温焊接，层间温度控制在150-350℃，已起到缓冷作用。
帮条焊与搭接焊的焊缝厚度不小于0.3倍钢筋直径，焊缝宽度不小于0.7倍钢筋直径。
焊接过程采用“回火焊道施焊法”即最后回火焊道的长度比前一层焊道在两端各缩短4-6mm，消除或减少过热区的淬硬组织，以改善接头的性能。
钢筋冷拉时温度不宜低于-20℃，冬季施工钢筋负温冷拉的拉伸率与常温施工时钢筋冷拉拉伸率相同。
在负温冷拉后的钢筋，应逐根进行外观质量检查，其表面不得有裂纹和局部劲缩。
当温度低于-20℃时，严禁对钢筋进行冷弯操作，以避免在钢筋弯点处发生强化脆断。
2）混凝土原材料工程
负温混凝土优先选用42.5级或以上的普通硅酸盐水泥，严禁使用高铝水泥。
砂石材料必须清洁干净，不得含有冰雪冻块，也不得含有活性骨料和能冻裂的物资。
防冻剂应先溶于水，配制成溶液，然后投入搅拌，防冻剂如果以干粉状态直接投入搅拌时，最好应事先准备一定量的载体（粉煤灰）混拌均匀方可使用。
防冻剂在使用前应通过试验确定其参量，同时在施工过程中仍要对其进行抽样检验。
用于钢筋混凝土中的外加剂还要检验其氯离子含量，以免引起对钢筋的腐蚀。
混凝土拌合物的出机温度不宜低于10℃，浇筑成型后的温度不宜低于5℃。
在有条件时尽量提高混凝土的温度，并尽量延长混凝土成型后保持正常温度的时间。
在隧洞内混凝土浇筑后及时将洞口封闭加强保温，必要时可在洞内生火炉加温，保证混凝土初凝时温度不低于5℃。
掺有防冻剂的混凝土外界环境温度最低不低于-15℃，混凝土抗压强度不得低于3.5MPa；当气温高于-15℃时，混凝土抗压强度不得低于4.5MPa。
①水泥优先选用普通硅酸盐水泥，应注意其中掺合材料对混凝土抗冻、抗渗性能的影响，水泥标号不宜低于42.5号。
混凝土拌合站散装水泥存于水泥罐内，用篷布对罐体进行包裹，防风、防雨雪；袋装水泥存于棚内按正常标准存储，棚内温度不低于8℃。
②砂子、碎石需置于防风、防雪的钢结构彩钢棚内，保证砂子清洁干净，不含有冰雪冻结块，其余储备在棚外的备用砂子要用篷布覆盖，棚内拌合用砂温度不低于5℃。
③外加剂存置于保温棚内，棚内温度不低于8℃。
④现场施工用水从当地购买供应，存置于拌合站10立方的钢板蓄水箱中，在进行混凝土施工前对蓄水箱进行加热，水温加热至60—70℃后再进行拌合。
2、混凝土施工控制措施：
针对本工程施工情况，主要是加强C20喷射混凝土施工进行冬季施工控制。
对混凝土拌合站进行搭设保温棚，保温棚采用钢管搭架外覆盖保温篷布。
冬季拌制混凝土，当气温在0℃以下混凝土拌合物不能满足蓄热浇筑温度要求时，将拌合用水单独进行加热或将混凝土组成材料的水、砂石料进行加热，使拌合物温度满足综合蓄热法施工要求。
原材料加热优先采用加热水的方法，当加热水不能满足施工要求时，再进行对骨料加热。
施工中严禁队水泥、外加剂进行直接加热。
混凝土冬季施工拌合物出机温度不得低于10℃，入模温度不得低于5℃，所以搅拌混凝土前先进行热工计算，并经试拌确定水及其他原材料的加热温度，确保混凝土入模温度满足规范要求。
在开始进行混凝土搅拌时先要用热水对拌和机进行预热1-3分钟，避免投入拌和机内的混合料出现冻结块。
在拌合过程中为了避免热水与水泥直接接触，投料顺序要先投放砂子石子和水，使热水与砂子石子充分进行热传导，再加入水泥后进行拌合。
为了保证冬季混凝土拌合均匀，在拌合过程中适当延长拌合时间，延长时间一般控制在正常时间的50%左右且不小于2.5分钟。
在施工过程中混凝土所用骨料必须清洁干净，不得含有冰雪等冻结物和易冻裂的矿物质。
第一车混凝土拌合完成后，试验室要对该车混凝土温度进行测量并进行记录，及时调整材料入机温度，确保满足要求后再进行后续混凝土生产。
因喷射混凝土拌合料含水量相对较低，一般不易冻结，混合料拌出后及时用汽车运输进隧洞内，并对运输车用棉褥进行覆盖，以减少在运输过程中热量的散发损失。
拌合料经汽车运至工作面后及时进行喷射，同时要保证施工作业时洞内施工面温度不低于5℃，为保证工作面温度在洞内距离作业面50米处设置保温门帘，平时门帘要拉下保证工作面温度，在放炮后开帘及时排除烟尘。
若洞内工作面温度较低无法保证温度高于5℃以上时，在洞口加设热风机进行通风加热，确保工作面温度以此保证混凝土质量。
若因施工需求必须进行二次混凝土浇筑时，混凝土用有保温外套的5立方运输罐车运输到洞内输送泵前浇筑，浇筑混凝土要合理选着时间，尽量选着在天气较暖和的白天进行，一般在上午10时左右开始浇筑，在下午16时左右结束。
在浇筑前要对模板钢筋上的杂物进行清除，并对模板支撑、预埋件进行检查，符合要求后开始浇筑。
同时要用同标号的水泥砂浆润滑输送泵管道，泵送时送料斗内应有足够的混凝土，以保证输送泵能连续工作。
混凝土出机后严禁人工往拌合物中加水，当塌落度损失严重时要加入原水灰比的水泥浆。
混凝土自由倾落高度不得超过两米。
混凝土振捣采用机械配合人工进行，浇筑要分段分层进行，每层厚度要控制在30cm以内。
振捣时采用行列式进行，防止漏振，振捣过程中尽量避免振捣器碰撞钢筋、模板、预埋件、止水带等，在施工缝和预埋件位置要特别注意振捣，保证振捣密实。
混凝土浇筑完毕后，要做好初凝期的保温措施，在洞内采用火炉加热。
当混凝土强度满足拆模要求时及时拆移模板，拆移模板后混凝土表面采取临时覆盖措施，开始进行混凝土养护，养护期间洞内温度不得低于10℃，因防水混凝土的养护对其抗渗性能影响极大，混凝土早期脱水或养护过程中缺水必要的水分和温度，则抗渗性能会大幅度降低，甚至完全丧失，因此当混凝土进入初凝即开始保湿保温养护，养护时间不少于14天。
在工地实际施工时，要做好测温记录，根据混凝土的实际养护温度与时间计算混凝土成熟度，并根据温度监测情况及时调整养护措施确保混凝土质量。
当混凝土强度达到设计临界强度时，可停止保温养护。
喷射混凝土在终凝两小时后开始喷水养护，养护时间一般工程不得少于7天，重要工程不得少于14天；当工作面气温低于5℃时，不得喷水养护，改用喷蒸汽养护或自然养护，并采取保温措施。
3、温度计算
1）混凝土拌合物的理论温度计算：
T0=[0.9（mceTce+msaTsa+mgTg）+4.2Tw（mw-Wsamsa-Wgmg）+c1（WsamsaTsa+WgmgTg）-c2（Wmmsa+Wgmg）]÷[4.2mw+0.9（mce+msa+mg）]
T0—混凝土拌合物温度（℃）；
mw、mce、msa、mg—水、水泥、砂子、石子的用量（kg）；
Tw、Tce、Tsa、Tg—水、水泥、砂子、石子的温度值（℃）；
Wsa、Wg—砂子、石子含水率（%）；
c1、c2—水的比热容[KJ/（kg*K）]及冰的溶解热（KJ/kg）。
当骨料温度＞0℃时，c1=4.2，c2=0；骨料温度≤0℃时，c1=2.1，c2=335。
综合蓄热发施工混凝土拌合物出机温度：
T1=TO-0.16（T0-Ti）
式中：
T1——混凝土拌合物出机温度；
TO——混凝土拌合物温度；
Ti——外界温度。
式中计算所得温度规范要求不得低于10℃。
2）混凝土运输过程热工计算：
T2=T1-（＆tt+0.032n）（T1-Ta）
T1——混凝土拌合物出机温度；
T2——混凝土经运输后的温度；
tt——混凝土拌合物自运输到浇筑的时间；
n——混凝土拌合物转运次数；
Ta——混凝土拌合物运输时外界温度；
＆——温度损失系数（h-1），用混凝土搅拌车输送＆=0.25。
3）混凝土浇筑过程中热工计算：
T3=（CcmcT2+CfmfTf+CsmsTs）/（Ccmc+Cfmf+Csms）
式中T3——混凝土成型完成时的温度；
Cc、Cf、Cs——混凝土、模板材料、钢筋的比热容（KJ/Kg×K）;
mc——每立方米混凝土的质量（kg）；
mf、ms——每立方米混凝土相接触的模板、钢筋的质量（kg）；
Tf、Ts——模板、钢筋的温度，未预热可采用当时的环境温度。
依据C20喷射混凝土材料用量：
水泥435kg，砂子864kg，石子864kg，水217kg。
材料温度为水泥、砂子、石子5℃，水40℃。
砂子含水率2%、石子含水率1%。
拌合棚内温度为5℃。
采用罐车运输倒运1次，运输和成型共历时20min，当时外界气温-20℃。
与单方混凝土接触钢筋重450kg，模板钢筋并未预热。
以此计算可得出混凝土拌合物的理论温度T0=13℃，混凝土出机温度T1=11.8℃，运输后混凝土温度T2=8.1℃，混凝土浇筑完毕后温度T3=5.8℃。
通过计算对于在保温措施下拌合喷射混凝土只须对拌合用水加热至40℃以上即可满足冬季施工要求。
4、机械设备保证措施：
冬季施工开始前先要对投入施工的各种机械设备进行全面检查，更换冬季润滑油、防冻液及低标号燃油，对存在问题的机械设备及时修理，每日工作前要对所用机械进行预热，并做好详细检查，在冰雪天作业时要给汽车加装防滑装置。
在进入冬季施工后，要落实专人进行现场施工控制，确保每道工序都在掌控之中。
落实专人进行温度控制，每天记录气温变化情况，及时报告工地值班负责人，每天进行测温记录4次，每6小时记录测量一次，同时随时关注当地天气预报资料，随时做好低温突变气候的保温措施。
第九、冬季施工安全管理措施
1、进入冬季施工后，经常进行冬期施工安全教育，加强安全质量意识。
2、随时关注天气情况，做好应对雪天突变天气的各项准备工作。
3、加强现场安全用电控制，严禁私拉乱接加热取暖电器。
4、做好现场防滑措施，雪后及时清扫道路，保证物资运输畅通。
5、做好日常消防保卫工作，确保每班组都有专职人员负责，落实好防火、用电、机械使用安全日常管理工作，注意消防安全。
6、加强现场火工品管理工作，严格控制出库火工品存放使用，严禁在施工现场吸烟及使用明火。
7、施工人员进入施工现场必须佩戴安全帽，不得以棉帽替代安全帽。
8、严格按安全管理制度使用煤炉等明火，必须注意加强通风，防止煤气中毒。
十、冬季施工质量控制措施
1、冬季混凝土施工时要对施工用水进行加热，当外界温度较低只加热水无法满足施工需求是要对骨料进行加热。
2、施工时要严格控制混凝土水灰比和塌落度。
3、尽量减少混凝土装卸次数，尽量缩短混凝土浇筑时间防止热量散失，运输时必须对运输车辆加设保温设施。
4、冬季混凝土浇筑要严格控制入模温度不得低于5℃，机械人工振捣时速度尽量要快。
5、在混凝土的配置过程中根据设计配合比掺入外加剂，使混凝土在自然气温不低于-20℃、混凝土冰点在-15℃以内的条件下，低温-负温养护期间达到设计要求的强度。
十一、文明、环保施工保证措施
1、严格按照招标文件施工，遵守国家法令、法规，遵守有关部门的规定。
2、遵守当地村规，尊重当地民风民俗、宗教信仰，搞好地方群众关系，不扰民。
3、进出各工点位置设置道路指示牌，各作业点设置安全标识标牌。
4、及时配发施工中所需的劳保防护用具。
5、全面规划合理布局，预防为主，综合治理，强化管理。
6、严格贯彻执行“谁污染谁治理，谁破坏谁恢复”的环保原则。
7、建立完善的环境保护和水土保持保证体系，保证环保管理体系的有效运行。
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