江门隧道大体积砼施工方案.docx
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江门隧道大体积砼施工方案
江门隧道明挖段主体结构
-----大体积混凝土施工方案
一、工程概况及相关说明
1、工程名称及相关单位
工程名称：
江门隧道
建设单位：
广珠铁路有限公司
设计单位：
中国铁路第四勘察设计院
施工单位：
中铁三局集团有限公司
2、编制依据
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002
《构筑物抗震设计规范》GB50191-93
《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设［2005］157号）
《铁路混凝土工程质量验收补充标准》（铁建［2005］160号）
《铁路建设贯彻国防要求的规定》（铁计［2005］23号文件）
3、工程概况
我队负责施工的DK114+100～DK117+580段的主体结构（矩形结构）大多数均属于大体积混凝土施工。
主体结构：
顶板、底板、侧墙及各种梁均采用C35耐腐蚀钢筋砼，厚度为70～90cm。
抗渗等级为S8，地震设防烈度为7度，结构设计使用年限为100年；结构安全等级为一级，混凝土内均添加混凝土高效减水剂和耐腐蚀剂。
在大体积混凝土浇筑时，主要控制为降低大体积混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温度差在规定限值（20℃）以内，主体结构砼厚，要一次性浇筑，混凝土内部温度不易散发，环境温度低，混凝土内表温差大。
在这些因素综合作用下，混凝土内部必然形成较高的温度，存在着产生裂缝的危险。
为防止混凝土产生裂缝（表面裂缝和贯穿裂缝），就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝造价人才网土本身抗拉性能这两方面综合考虑。
二、施工准备工作
大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。
因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证大体积混凝土顺利施工。
2.1材料选择
本工程主体结构均采用自拌混凝土浇筑。
对主要材料要求如下：
1）水泥：
考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的普通硅酸盐水泥，监理工程师论坛标号为P.O42.5，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能。
2）粗骨料：
采用碎石，粒径5-20mm，含泥量不大于1%。
选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
3）细骨料：
采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2.5%。
选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
4）粉煤灰：
为了改善混凝土的和易性便于施工，考虑掺加适量的粉煤灰。
粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在25%以内，按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
5）外加剂：
通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验，减水剂可降低水化热峰值，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。
按配合比要求掺入适量的减水剂。
2.2混凝土配合比
1）混凝土采用搅拌站供应的混凝土，因此要求试验室根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配，并经监理单位对配合比单进行审核批准。
2）在混凝土浇筑前将混凝土的浇筑方案与技术交底，混凝土的标号、材料、外加剂以书面形式给拌合站交底。
等混凝土运至施工现场，对混凝土的坍落度进行检测，不符合要求的混凝土坚决不能使用。
2.3施工技术准备
1）针对工程特点，制定科学严密的施工组织设计，明确施工方案，制定施工方法、施工步骤，保证灌注均衡连续、有效。
2）浇筑混凝土前，应根据现场的实际情况和施工部位，对工班长、施工队主要生产、技术负责人进行方案交底，对施工班组进行详细的操作技术交底。
并根据施工组织设计、方案及工艺标准要求组织所有的混凝土施工员和操作者进行技术培训，并做好书面的技术、质量、安全等交底。
3）对施工阶段大体积混凝土块体的温度、温度应力及收缩应力进行验算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温峰值、里外温差及降温速度的控制指标，制定温控施工的技术措施。
4）建立责任制，分工周密，按照操作规程规定进行施工。
混凝土罐车进入施工场后，由现场试验人员和施工人员对混凝土进行坍落度和入模温度的试验，并作好试验记录转交技术部门。
2.4施工现场及作业条件准备
2.4.1施工现场准备
1）加强内部协调，各部门提前做好工作部署，对可能会出现的问题预先提出解决的办法。
施工过程中各职能部门应密切配合，任何部门和个人都应有足够工作责任心，团结协作，搞好各项工作。
2）准备足够的劳动力，管理人员、施工人员等坚守岗位，各负其责，保证混凝土连续浇灌的顺利进行。
3）现场内要保证混凝土搅拌运输车能通行无阻、道路平坦，减少震荡，避免造成混凝土的分层离析。
4）施工高峰时要派专人管理交通，负责指挥进场罐车的走向、错车、停车。
场内运输要避免车辆拥挤堵塞。
现场配备完善的对讲系统，提高工作效率，有问题及时传达、沟通、解决。
5）检查电源、线路并做好照明准备工作。
混凝土浇筑过程中，要保证水、电、照明不中断。
提前与供电部门联系，确保重点工程施工用电。
为防止现场停电，配备1台250KW柴油发电机，一旦现场停电，立即进行现场发电，保证混凝土浇捣的顺利进行。
6）加强气象预测预报联系工作，保证混凝土连续浇筑的顺利进行，确保混凝土质量。
2.4.2施工作业条件
1）轴线尺寸、标高等均经过检查，验收完毕。
标高控制线已按要求设置完毕。
2）钢筋的隐检工作已完成，并已核实预埋件的位置、数量及固定情况无误；隐蔽工程检查记录各方已经签认完毕。
3）模板的预检工作已完成，模板的标高、位置、尺寸符合设计要求，支架稳定，支撑可靠，模板拼缝严密。
模板内的杂物等要清理干净；预检记录各方已签认完毕。
4）混凝土浇筑前组织施工人员学习方案，对重点部位进行技术交底，设专人负责，做到人人心中有数。
重点部位的振捣要求（如：
下棒位置、振捣时间、振捣棒数、提棒速度等）均已交代清楚；技术交底各方已签认完毕。
5）浇筑混凝土用满堂红脚架子、走道及工作平台，安全稳固，能够满足浇筑要求。
6）计量器具、试验器、振捣棒等检验合格。
操作者具有完好的绝缘手段。
三、大体积混凝土裂缝产生的原因及控制措施
3.1大体积混凝土裂缝产生的原因
1）水泥水化热
水泥在水化过程中产生大量的热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源。
大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使混凝土内部温度升高，混凝土内部的最高温度，大多发生在浇筑后的3～5d，当混凝土的内部与表面温差过大时，会产生温度应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗温度应力时，便开始产生温度裂缝。
这是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。
2）约束条件
结构在变形变化时，受到一定的抑制而阻碍变形，当早期温度上升产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力，由于混凝土弹性模量小，应变和应力松弛度大，使混凝土与地基连接不牢固，因而压应力较小，当温度下降时，产生较大拉应力，若超过混凝土抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝。
也就是习惯上讲的中心裂缝，此裂缝对混凝土防水效果破坏最大。
3）外界气温的变化
混凝土内部温度由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者叠加。
外界温度越高，混凝土的浇筑温度也越高。
外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层混凝土与混凝土内部的温差，产生温差应力，温差越大，温度应力也愈大，造成混凝土出现裂缝。
此裂缝可通过调整混凝土掺合料、减小水化热和控制温升时间及增减表层保温设施的方式进行施工控制。
4）混凝土的收缩变形
混凝土的拌和水中，只有约20%的水分是水泥水化热所必需的。
其余80%被蒸发。
水分的蒸发引起混凝土体积的收缩，从而产生裂缝。
此种裂缝多数体现为表面裂缝，虽然对混凝土整体防水效果影响不大，但是影响钢筋保护层效果和观感质量。
当裂缝宽度超过0.2mm时，也达不到规范要求。
此裂缝一般施工控制手段是增加表层防裂筋（网）和多次碾压。
3.2大体积混凝土裂缝控制措施
在大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是钢筋混凝土产生裂缝的主要原因，为了控制混凝土的水化升温，延缓降温速率，减小混凝土收缩，结合实际采取以下措施：
1）选用低水化热的水泥品种，混凝土中掺加矿物掺合料，减少水泥用量，控制混凝土胶凝材料总量，从而达到降低混凝土水化热的目的。
2）按照预拌混凝土技术准备的要求，精选材料，合理调整混凝土配合比，减少混凝土的收缩。
优先使用级配良好的粗骨料，使用粉煤灰或相应的减水剂等外加剂，改善和易性，降低水灰比，以达减少水泥用量，降低水化热。
3）大体积混凝土的浇筑应在一天中气温最低时进行，即尽可能安排在夜间灌注混凝土。
4）合理安排施工顺序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。
采取分层阶梯式浇筑，减少每次浇筑长度的蓄热量，防止水化热的积聚。
5）混凝土拌合料浇筑之后到开始凝结期间，由于骨料和水泥浆下沉，水分上升，在已浇筑混凝土表面析出水分，形成泌水，使混凝土表面拌合料的含水量增加，产生大量浮浆，硬化后使面层混凝土强度底于内部的混凝土强度，并产生大量容易剥落的“粉尘”，混凝土在采用分层施工浇筑工艺时，必须清除泌水和浮浆，否则会严重影响上下层混凝土之间粘结能力，影响钢筋和混凝土握裹强度，产生裂缝。
6）加强混凝土的养护，不断排除大量泌水，提高混凝土质量和抗裂性能。
7）大体积混凝土养护要达到保温和保湿的双重目的。
保温能保持混凝土表面温度不至过快散失，减小混凝土表面的热扩散和温度梯度，防止产生表面裂缝，同时延长散热时间，可充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯通裂缝。
在混凝土强度发展阶段要保湿，潮湿的条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝，使水泥水化顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。
因此要求混凝土在浇筑完毕后，初凝之前，先覆盖一层塑料布再覆盖保温草帘养护。
各分部应根据混凝土初凝时间、混凝土浇筑完成时间及现场混凝土表面状况，及时进行上述工作。
3.3施工中出现裂缝的征兆时需立即采取的预防措施
1）降低混凝土的浇筑温度。
如采用降低骨料的温度，或加冰水，或采取有效措施减少混凝土的温度回升，或用液态氮降低混凝土的温度等。
2）降低混凝土的浇筑厚度，使混凝土的水化热得到充分散失。
3）加强浇筑混凝土的表面保护。
如浇筑后，表面应及时用麻袋等覆盖，并洒水养护，在炎热夏天应适当延长这一状态养护。
3.4对于部分出现了裂缝的治理方法
1）对于一般结构的缝宽小于0.1mm的裂缝，因可自行愈合，只采取封闭措施，即一般采用涂两遍环氧胶泥，贴环氧玻璃布，以及喷水泥砂浆等机型裂缝表面封闭。
2）对于有防水要求的结构，缝宽大于0.1mm的深层裂缝，可根据裂缝的可灌程度采取灌浆方法进行裂缝修补。
四、大体积混凝土的施工
4.1施工工艺流程
核实混凝土配合比、开盘鉴定，混凝土运输单→搅拌站供货→检查混凝土质量、坍落度→浇筑混凝土→分层浇筑→振捣→抹面→扫出浮浆、排除泌水→养护→测温→成品保护。
4.2施工段的划分及浇筑顺序
本工程主体结构采用整体浇筑，由于其长度大大超过厚度，浇筑后其温度梯度不同，造成体积收缩过程不同，构件厚度大的部位收缩至稳定的过程相对长一些，会对已稳定的部分造成不利影响，出现裂缝。
为避免这一现象发生，主体结构采用斜面分层浇筑的方式，利用混凝土的自然流淌形成斜坡，简化了混凝土泌水处理，保证上下混凝土不超过初凝时间。
并根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、混凝土供应情况，预先划分好浇筑区域和浇筑顺序。
4.3混凝土浇筑
1）混凝土采用自拌混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用混凝土搅拌运输车运至现场。
2）混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。
划定浇筑区域，浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。
3）混凝土的振捣采用插入式振动棒进行振捣。
振动棒的操作要做到“快插慢拔，直上直下”，在振捣过程中，应将振动棒插入下层混凝土中50mm左右，以消除两层之间的接缝，保证混凝土的质量，每点的振捣时间一般以混凝土表面泛出灰浆，不再出现气泡为准。
混凝土的振捣顺序为从浇筑层的底层开始逐层上移，行列式插点次序移动，上下层必须衔接，防止漏振，间隔20～30分钟以后，对混凝土进行二次复振，以保证分层混凝土之间的施工质量，且在浇灌过程中要将泌水及时抽排。
根据混凝土自然流淌形成坡度的实际情况，在每个浇筑层的上、中、下部布置三道振动棒，第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部的捣实；第二道布置在斜坡的中部，以保证中部混凝土的振捣密实；第三道布置在坡角处，振捣下部混凝土，防止混凝土堆积。
振捣时，先振捣出料口处混凝土，使之形成自然流淌坡度，然后全面振捣。
4）及时用草袋覆盖已终凝的部分砼。
根据初步计算，将采取保温保湿养护的办法控制温差。
在混凝土全部终凝后，覆盖草袋或塑料薄膜进行养护。
4.4大体积混凝土测温与养护
1）大体积混凝土在浇筑时，在混凝土内预埋一根金属测温管，每天进行混凝土内外部温度测量。
采取措施温差控制在20℃以内。
混凝土拆模前必须满足温差要求。
大体积混凝土的拆模时间比普通混凝土适当延后，防治混凝土拆模后，表面与内部温差过大而出现裂缝。
2）大体积混凝土的养护，根据当时气候条件采取洒水养护等控温措施，并根据需要测定混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围，本工程温差控制在20℃以内。
在炎热天气下，基本养护之前应进行早期养护，一般在砼密实成型后进行30分钟早期养护。
砼浇筑成型后，待表面化浆凝固后，立即用草帘、麻袋等物进行覆盖养护，养护其间，应使其保持湿润保温养护，防止雨淋、日晒和受冻，养护时间不少于14天。
五、施工过程中的质量控制
1）建立岗位责任制，按岗检查，操作人员名字上墙要有统一标识。
2）施工前应熟悉图纸规范做好技术交底，落实到人，层层要有文字交底，说明浇筑方法，路线布置，技术要点及质量标准。
3）浇筑前应做好隐检对于预留、预埋部分要心中有数，固定牢固防止位移，浇筑后严禁剔凿。
4）混凝土搅拌运输车每车必须有小票，注明工程名称、浇筑部位、混凝土强度、配合比、外加剂、坍落度、出机时间温度、运输车号等。
5）混凝土到场后都必须做坍落度检测。
等待时间长的应增加复试一次，合格的使用；坍落度不合格必须退回。
详细记录混凝土施工记录，做到真实、准确。
6）严格控制下料高度，浇筑混凝土前要在钢筋上标上醒目的标高控制线。
7）严格控制新旧混凝土接茬时间：
认真计算分层混凝土的用量，根据估算出的混凝土初凝前必须完成的混凝土量，计算出均匀供应的速度。
合理组织，使混凝土不会产生冷缝。
六、雨期施工
1）及时掌握天气预报，混凝土施工应尽量避免在雨天进行。
大雨和暴雨天不得浇筑混凝土。
2）雨期施工阶段搅拌站应根据骨料含水率随时调整配合比。
3）现场有足够的覆盖材料，保证新浇筑的混凝土不被雨水冲刷。
4）浇筑混凝土遇到小雨时，应采取必要的保护措施，浇筑混凝土时分区域进行，浇筑完一个区域随抹随覆盖；雨大时，应停止浇筑，并按规范留茬处理。
已入模正进行振捣成型的混凝土遇雨应立即苫盖。
5）混凝土浇筑完终凝后浇水养护，但应依据雨期施工的特点及时进行调整，如未终凝混凝土遇雨应进行覆盖，等终凝后可取消覆盖，雨停后仍应进行正常养护。
七、质量保证措施
1）建立现场质量保证体系，制定目标责任制，层层签订质量责任目标书。
2）强化质量管理，建立健全三检质量检查制度，做到定岗位、定责任、定标准。
在职工中开展全面质量管理知识教育，努力提高职工质量意识，建立班组QC组，实行质量目标管理。
3）完善管理办法，关键部位重点检查，严把质量关，作好隐蔽验收记录，上道工序未经检查验收不得进入下一道工序施工。
4）加强进场材料，半成品和成品均执行验收手续，对检验不合格的材料不准进场。
5）作好各分项隐蔽工程验收的记录，原材料和构配件的进场报验验收记录，混凝土浇筑的温度测温监测记录，对原材料和构配件的产品合格证及试件检验报告的资料进行收集整理。
6）建立高效灵敏的质量反馈系统，建立以专职质检员，技术人员作为信息中心，负责搜集、整理和传递质量动态信息给决策机构。
决策机构对异常情况信息迅速作出反应，并将新的指令信息传递给执行人员，调整施工部署，纠正偏差，形成一个反应迅速，畅通无阻的封闭式信息网。
八、安全施工措施
8.1安全保证措施
安全管理制度是安全施工的保障，也是我们安全管理工作的依据，在项目施工前，我单位将针对施工生产的特点，制定一系列规章制度，各级管理人员将这些制度在安全产管理工作中认真执行。
1）明确安全生产目标，认真贯彻落实国家安全生产法规、规程“坚持安全第一、预防为主”的方针，建立健全施工安全检查监督网络体系，分段分部位做好安全检查与防护，使之经常化、制度化、标准化。
2）完善安全保证体系并明确安全管理人员的职责，每一成员均要对国家有关安全生产方针、安全操作规程和相关安全会议精神进行系统的学习，以便在管理中指导生产工人的施工。
3）项目部与各施工队签订安全生产协议，明确目标和奖惩措施。
4）加强安全教育和宣传教育，各施工队进场时，应对工人进行安全教育，牢固树立“安全第一”的思想，提高广大职工的安全意识。
5）分项工程施工前，由施工队负责人对工人进行岗位前教育，使工人了解本工种的安全注意事项，掌握安全操作要点。
6）建立长期与不定期检查制度，每周由项目经理、安全员对现场安全作一次大检查，发现安全隐患或不按操作规程施工，及时下达限期整改通知书或处罚单。
整改后要及时验证整改情况，安全员要每日在工地巡回检查并记录安全情况。
7）对特殊工种，如架子工、电焊工、起重工、电工需持证上岗，并定期培训，定期对特殊工种人员做体检，符合要求方准上岗，禁止违章指挥和违章作业。
8）安全措施经费实行专款专用，及时发放劳保用品。
9）调节好作业时间，不打疲劳战，做好防暑降温，雨季做好防滑措施。
10）施工现场设置安全标识牌，危险区域设置警示标志。
保卫人员要认真负责，不得放非施工人员、车辆进入工地，经过允许的参观人员要戴安全帽并有专人引导。
8.2施工用电安全技术措施
抓好施工现场用电安全管理，严格按照《施工现场用电安全技术规范》有关规定进行施工。
着重做好如下几点：
1）配备专职的持证电工，按施工用电设计的要求，负责临时用电的布设与管理，所有用电现场必须有专业电工值班，非专业电工不准私自接线用电。
2）按照有关规定设置符合标准的临时配电箱，安装漏电保护开关，坚持“一机一闸一漏一保护”，严禁“一闸两机”或“一闸多机”配电箱。
开关箱内的工作零线应通过接线端子连接，并应与保护零线接线子板分设。
箱内必须在设备负荷端处设置漏电保护装置，布线正确、整齐。
配电箱、开关箱加锁，箱内无杂物，用电电缆一律采用三相五芯电缆。
3）主要机具设置可靠接地，临时配电线路由专职电工安装，经安全验收后使用，并应做好避雷措施，电动机械和手持电动工具设漏电保护装置，使用移动电动工具者，须穿绝缘鞋戴绝缘手套。
4）危险区域、配电箱等处设置相应的安全标志牌。
现场内各用电设备如发生故障，应由电工或专业技术人员负责维修，其它人员不得擅自动手操作和维修，机械在修理、停电时必须切断电源并挂警示牌。
5）现场内各种用电设备不得超负荷运转，不准带病转。
6）施工用电严禁使用塑料线，所用绝缘导线型号及截面必须符合临时用电设计要求，电气设备所用的保险丝禁止用其它金属丝代替，并且与设备容量相匹配，严禁以大代小。
7）现场内导线接头处须绝缘良好，导线完好无损，脱皮老化导线不得使用。
8）严禁私接电线，乱接电原，坚决禁止使用电炉等。
8.3安全防火措施
1）严禁在施工现场和库房吸烟，在现场设置吸烟室，木板、油漆、稀料等易燃、易爆的物品必须单独存放于安全地点。
并设有明显的防火标志。
2）氧气瓶、乙炔瓶存放要有安全距离，气压表必须有效，应轻抬轻放，不得撞击和在高温、高压下存入、气焊、气割。
电焊现场尽可能地清除易燃物。
3）消防器材必须齐全有效的配置于需要地点，必须定期进行检查，保证其工作正常。
4）施工垃圾必须及时清理，不得有过量燃物堆积。
九、环保及文明施工
加强对混凝土罐车操作人员的培训及责任心教育，保证混凝土罐车平稳运行、协调一致，禁止高速运行。
混凝土拌合站应设置三级沉淀池，将洗刷混凝土拌合站的污水经沉淀后排入排水管道，严禁污水随意流淌。
沉淀后的清水再用做洗车水重复使用。
罐车在出现场前均要用水冲洗，以保证交通道路的清洁，减少粉尘的污染。
施工中的落地灰应及时清理。
现场内设专人打扫卫生、洒水，保持现场干净整洁，无扬尘。
中铁三局集团公司广珠铁路四标段工程指挥部
2OO9年7月15日
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