烟台市通世南路（北段）隧道工程
冬季施工措施方案
中铁十一局集团第五工程有限公司 通世南路（北段）隧道工程项目经理部
二00七年十一月十日
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部
烟台市通世南路（北段）隧道工程
冬季施工措施方案
一、目的及工程概况
烟台通世南路北起烟台芝罘区惠安小区，向南穿越山体，进入卧龙园区，起于惠安中心街口，止于K1+400段，线路全长1.695公里。其中路线中设置隧道一座，型式为双洞分离式，净宽15.75米，建筑限界高度5米，东线隧道460米，西线隧道380米，总长840米，并根据烟台市人民防空办公室《关于通世南路隧道兼顾人防要求的意见和设计方案》[2006]15号文件，设置人防横洞一道。隧道工程：明洞采用整体式钢筋混凝土结构，暗洞衬砌均按新奥法原理组织施工，支护体系结构均采用复合式衬砌。路基分为东西线两段路基，东线路基起讫里程分别为北段K0+000～K0+520、南段K0+980～K1+443，西线路基起讫里程分别为北段K0+000～K0+580、南段K0+960～K1+365。路基为整体式路基，线路合线处路基宽度40米 ，包括31米机动车道及两侧各4.5米的人行道；分线处路基宽度包括13.5米机动车道及两侧2.5米（或1.5米）人行道。路基防护工程：9米以上路堑防护采用锚杆浆砌片石复合式挡土墙防护；9米以下路堑防护采用浆砌片石挡土墙防护。
截止2007年11月份，路基土石方工程已基本完成，路基已成形，剩余工程项目为路基防护工程锚杆浆砌片石复合式挡土墙防护和浆砌片石挡土墙防护；东西线隧道已贯通，剩余工程项目为二次衬砌、仰拱及填充混凝土及片石混凝土工程；为了加快工程建设速度，确保冬季工程质量和安全生产，保证工程总体施工进度计划的实现，编制冬季施工措施方案以指导施工生产。
二、适用范围
本方案适用与烟台市通世南路（北段）隧道工程冬季施工措施编制，主要施工项目为：隧道二次衬砌、仰拱及填充混凝土及片石混凝土结构工程，路基防护浆砌圬工工程；工程施工进入冬季施工时，在室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，混凝土及浆砌圬工结构工程应采取冬期施工措施，并应及
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 时采取气温突然下降的防冻措施。
三、编制依据
根据通世南路（北段）隧道工程施工设计及变更设计图纸，总体施工组织设计方案，公路工程《规范》、《标准》等进行编制。
四、施工准备
1、组织准备
⑴组织机构：项目部成立冬季施工领导小组，负责冬季施工准备和组织实施，具体情况如下：
冬季施工领导小组： 组长：邱书贵
副组长：王衍刚、杨国华
成员：李安怀、耿名胜、刘伟、帅政斌、王永芳 专职安全巡查员：张明健、张孝富、刘玉喜 专职质量巡查员：李洁、肖扬
⑵施工人员培训：在冬季施工前，项目部组织对参与冬季施工人员进行施工工艺、质量和冬季施工安全关理等培训，编制冬季施工作业指导书、安全技术交底，开展冬季施工教育活动，确保冬季施工安全和工程质量达标。
2、图纸资料准备
本工程冬季施工计划安排项目主要为：隧道工程的二次衬砌混凝土工序、仰拱混凝土及填充工序、电缆沟墙施工工序；路基防护工程的锚杆施工工序、喷射混凝土工序；对计划进行冬季施工的工程项目，工程技术和试验人员要认真的复核图纸，考察现场施工环境，查核是否能满足、适应冬季施工要求。
3、施工现场准备
⑴供热设备：本项目冬季施工主要项目为混凝土结构工程，拌合站采用两级水箱，主水箱采用自动温控电热水器对拌制混凝土水进行加热，温度控制在40度，抽至小水箱作混凝土拌合用水。
⑵外加剂：本项目冬季施工主要工程项目为二次衬砌及仰拱混凝土工程，拟定采用北京科宁外加剂公司生产的ADD-7B型泵送防冻粉剂，掺量为水泥用
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 量的3%-5%，试验室根据混凝土外加剂应用技术规范选用混凝土配合比；洞外路基防护工程在温度低于5度时，采用加盐方法，掺量为水泥用量的1%。
⑶施工道路：冬季到来之前，对施工道路进行清理，利用隧道洞碴回填，高于路基面，保证不积水，确保冬季施工便道畅通。
⑷施工用水：目前施工供水管路已进行维修和埋设，根据烟台冬季冻土深度要求，埋设深度大于0.5米；拌合用水采用水箱储水，水箱分别为6立方和12立方，在管道冻结时，采用供水车抽水供应。
⑸施工用电：洞外和隧道内施工用电线路均采用电缆供电，满足冬季施工要求。
4、安全与消防
根据冬季施工要求，项目部成立冬季施工领导小组，对冬季施工现场的消防、防烫伤、防滑、防触电、防中毒等设施安全和消防进行部署，制定相关管理方案和应急措施，确保冬季施工安全。
5、气象资料
项目部安排办公室负责与烟台气象部门取得联系，及时准确地接受气象信息，并记录在案，随时掌握气温变化情况，防止工程寒流突然袭击，造成损失。
五、施工方法
1、混凝土冬季施工原理
混凝土强度的高低和增长速度，取决于水泥水化反应的程度和速度。水泥的水化反应必须在有水和一定温度条件下才能进行，其中温度决定着水化反应速度的快慢。混凝土的强度只有在正温养护条件下，才能持续不断的增长，并且随着温度的增高，混凝土强度的增长速度加快。试验表明，只要混凝土中有液相水存在即使在负温条件下，水泥的水化反应并没有停止，但其速反应速度大大降低。在负温条件下，随着温度的降低，混凝土中大量的水要转化为冰，使其体积膨胀约9％，混凝土结构有遭受冻害的可能。
混凝土浇筑后，在硬化的初凝期混凝土受冻害而损害了混凝土的一系列性能叫做混凝土的早期受冻。混凝土在浇筑后如早期受冻害，恢复正温养护
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 后，其强度会继续增长，但与同龄期标准养护条件下的混凝土相比，其强度都有不同程度的降低，强度损失的大小与其浇筑后遭受冻害的情况不同而异。混凝土受冻害前，如果具备了能抗冰胀应力的强度，混凝土的强度损失就较小，其内部结构不至于遭到破坏。因此，在混凝土冬季施工中，如果不可避免的会遭受冻结时，则必须采取措施，防止其浇筑后立即受冻，应使其在冻结前先能经过一定时间的预养护，保证其达到足以抵抗冻害的“临界强度”后才遭冻结。混凝土允许受冻临界强度是指新浇筑混凝土在受冻前达到某一初始强度值，然后遭到冻害，当恢复正温养护后，混凝土强度仍会继续增长，经28天后，其强度可达设计强度的95％以上，这一受冻前的初始强度值叫做混凝土允许受冻临界强度。
2、混凝土冬季施工方法的选择
混凝土冬季施工方法是保证混凝土在硬化过程中，为杜绝早期受冻所采取的几种综合措施。根据热源条件和使用材料，混凝土冬季施工方法可分为三大类：混凝土养护期间不加热的方法、加热的方法及两种方法的综合。
具体施工方法选择见附表1－1冬季施工常用方法的选择 3、冬季施工方法 ⑴混凝土施工方法
本隧道工程施工所在地冬季气温在0℃左右，结合本工程的实际情况，在进入冬季施工期后，选择在混凝土中掺ADD-8型泵送防冻粉剂，加热拌合水的施工方法，此施工工艺操作简单，节省能源合附加设备，能有效降低冬季施工的工程造价。
混凝土施工时，需要对水进行加热，其他组分不需进行加热和防护，混凝土浇筑后也不需进行保温养护。混凝土所选用的外加剂主要为防冻剂，防冻剂的作用是降低混凝土中水溶液的冰点，为水泥在负温条件下的水化提供液态水，以保证水泥水化反应的持续进行，混凝土强度的不断增长，并防止结冰冻胀对混凝土造成的冻害作用。
冬季施工时，为确保混凝土的搅拌效果，需选择合理的投料顺序和相适应的材料加热条件。一般是先投入骨料和加热的水，待搅拌一定时间后，水
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 温降低到40℃左右时，再投入水泥继续搅拌到规定时间，要绝对避免水泥假凝，投料量要与搅拌机的规格、容量相匹配，再任何情况下均不能超载。对搅拌好的混凝土，应经常检查其温度及和易性，若有较大差异，应检查材料加热温度、投料顺序或骨料含水率是否有误，以便及时调整。
表1－1冬季施工常用方法的选择
施工方法 养护期间不加热的方法 掺学加剂 法 养护期间加热的方法 蒸 1、 原材料加热视气温条件 气 2、 利用结构条件或将混凝土罩以外套，形成蒸气室 加 3、 有混凝土内预留孔道通气 热 4、 利用模板通气形成热模 法 5、 耗能大，费用高 1、 利用电能转换为热能加热混凝土 电 2、 利用磁感应加热混凝土 热 3、 利用红外辐射加热混凝土 法 4、 耗能大，费用高 5、 混凝土硬化快 暖 1、 在结构周围增设暖棚，设热源使棚内保持正温 棚 2、 封闭工程的外围护结构，设热源使棚内保持正温 法 3、 原材料是否加热视气温条件而定 4、 施工费用高 综合方法 低 1、 原材料加热 蓄 2、 掺低温早强剂或防冻剂 热 3、 用一般保温材料或高效能保温材料保温 法 4、 防止水分和热量散失 5、 混凝土硬化慢，费用低 高 1、 原材料加热 蓄 2、 掺防冻剂 热 3、 高效能保温材料 法 4、 短时加热 5、 混凝土能达到常温硬化，费用高 1、自然气温+5～―15℃之内 2、大模板墙结构、框架结构梁、板、柱等 3、混合结构 4、表面系数不大于10 1、框架结构梁、板、柱 2、自然气温－15℃左右 3、表面系数可大于10 1、现场预制构件、地下结构、现浇梁、板、柱等 2、较厚的构件、梁、柱和框架 3、竖向结构 4、表面系数6～8 1、墙、梁和基础 2、配筋不多的梁、柱以及大于20㎝的板及基础 3、框架梁、柱接头 4、表面系数8以上 1、工程量集中的结构 2、有外围护结构的工程 3、表面系数6～10 施工方法的特点 适用条件 1、自然气温不低于－15℃ 2、地面以下的工程 3、大体混凝土和表面系数不大于15的结构 1、自然气温不低于－20℃，混凝土冰点在－15℃以内 2、外加剂品种、性能与结构特点及施工条件相适应 3、表面系数大于5的结构 蓄 1、 原材料加热视气温条件 热 2、 用一般或高效保温材料覆盖于塑料薄膜上，防止水分和热量散失 法 3、 混凝土温度降至0℃时要达到受冻临界强度 4、 混凝土硬化慢，但费用低 1、 原材料加热视气温条件 3、 混凝土温度降至冰点前应达到临界强度 化 2、 以防冻剂为主，适当覆盖保温 外 4、 混凝土硬化慢，但费用低，施工方便 6
冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 混凝土拌合物出机后应及时运至浇筑地点，在运输过程中要注意防止热量散失、表面冻结、混凝土离析、水泥砂浆流失、坍落度变化等现象。如果混凝土从运输到浇筑过程中发生冻结现象，必须在浇筑前进行人工二次加热拌合，为防止混凝土坍落度的拌化，运输工具采用混凝土罐车运输，并应经常清除容器中黏附的硬化混凝土残渣并及时清除冰雪冻块。
⑵浆砌圬工施工方法
⑴选用较小的水灰比和较低的坍落度，首先应将水加热，投入骨料和已加热的水，骨料不得混有冰雪，拌匀后再投入水泥；当拌制的砂浆出现坍落度减小或发生速凝现象时，重新调整拌和料的加热温度。砂浆拌合时，按照水泥用量掺入1%的氯盐作为防冻剂。
⑵砂浆搅拌时间宜延长50%，拌制砂浆前及停止拌制后，应用热水冲洗搅拌机鼓筒。
⑶砂浆的运输容器应有保温设施。运输时间应缩短，并减少中间倒运。 ⑷采取晚开工早收工的原则，在气温较高时施工。 ⑸已砌筑好的浆砌圬工夜间采用塑料布覆盖保温。
六、冬季施工混凝土质量要求
1、混凝土冬期施工应符合下列规定：
⑴当工地昼夜平均气温（最高合最低气温的平均值或当地时间6时、14时、21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于－3℃时，混凝土施工应符合本节规定。
⑵冬期施工期间，当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土、且其抗压强度达到设计强度的30％前；或用矿渣硅酸盐水泥配制混凝土、且其抗压强度达到设计强度的40％前，均不得受冻。C15及以下的混凝土，当其抗压强度未达到5MPa前，也不得受冻。
浸水冻融条件下的混凝土开始受冻时，不得小于设计强度的75％。 ⑶进入冬期施工前，应预先做好下列准备工作：
a根据年度计划和施工组织设计，确定冬期施工的工程项目。对于大跨度拱桥、高架桥、隧道洞口附近及零小分散工程，不宜安排在冬季施工。
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 b收集工地气象台（站）历年气象资料，设置工地气象观测点，建立观测制度，及时掌握气象变化情况。
c落实有关工程材料、防寒物资、能源和机具设备。
d编制冬期施工方案及技术措施，对有关人员进行技术交底或培训。 2、冬期施工应根据工程类别、气象资料、材料来源和工期等要求，通过热工计算及经济分析，选择下列两类施工方法：
⑴在养护期间不需对混凝土加热的蓄热法、掺外加剂法、负温早强混凝土法和综合法。
⑵在养护期间需利用外部热源对混凝土加热的暖棚法。蒸汽加热法、电热法和热综合法。
3、冬期钢筋夹功应符合本规范第4章有关的规定。 4、冬期混凝土的配制和运输应符合下列规定：
⑴宜选用较小的水灰比和较小的坍落度。当混凝土掺用防冻剂时，其试配强度应较设计强度提高一个等级。
⑵水及骨料应按热工计算和实际试拌，确定满足混凝土浇筑需要的加热温度。首先应将水加热，其加热温度不宜高于80℃。当骨料不加热时，水可加热至80℃以上，但应先投入骨料和已加热的水，拌匀后再投入水泥。 当加热水尚不能满足要求时，可将骨料均匀加热，其加热温度不应高于60℃。片石混凝土可掺用的片石可预热。
水泥不得直接加热，宜在使用前运入暖棚内预热。
当拌制的混凝土出现坍落度减小或发生速凝现象时，应重新调整拌和料的加热温度。
混凝土搅拌时间宜较常温施工延长50％。
4、骨料不得混有冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。
5、拌制设备宜设在气温不低于10℃的厂房和暖棚内。拌制混凝土前及停止拌制后，应用热水冲洗搅拌机鼓筒。
6、混凝土的运输容器应有保温设施。运输时间应短，并减少中间倒运。
⑴冬期混凝土的浇筑应符合下列规定：
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 a混凝土浇筑前，应清除模板及钢筋上的冰雪和圬垢。当环境气温低于 －10℃时，应将直径大于或等于25mm的钢筋和金属预埋件加热至正温。 b新、旧混凝土施工缝的清理工作应符合规范相关规定。
当混凝土面和外露钢筋（预埋件）暴露在冷空气中时，应对距离新、旧混凝土施工缝1.5m范围内的旧混凝土和长度在1.0m范围内的外露钢筋（预埋件），进行防寒保温。
当混凝土不需要加热养护、且在规定的养护期内不致冻结时，对于非冻胀性地基或混凝土面，可直接浇筑混凝土。
当混凝土需要加热养护时，混凝土和地基接触面的温度不得低于2℃。 当浇筑负温早强混凝土时，对于用冻结施工法开挖的地基，或在冻结线以上且气温低于－5℃的地基作隔热层。
c喷射混凝土作业区的环境温度和进入喷射机的材料温度不应低于5℃。已喷射混凝土的强度未达到5MPa前不得受冻。
7、冬期混凝土的养护与拆模应符合下列规定：
⑴混凝土开始养护时的温度应按施工方案通过热工计算确定，但不得低于5℃，细薄截面结构不宜低于10℃。
⑵当室外最低气温高于－15℃时，地下工程或表面系数（冷却面积和体积的比值）不大于15m-1的工程应优先采用蓄热法养护，并符合下列规定： a所采用的保温措施应使混凝土的温度下降到0℃以前达到规范1.1条规定的强度。
b混凝土浇筑成型后，应立即防寒保温。保温材料应按施工方案设置，并保持干燥。结构的边棱隅角应加强覆盖保温，迎风面应采取防风措施。
c位于基坑中的混凝土，当地下水位较高时，可待顶面混凝土初凝后，采用放水淹没的方法养护；但当基坑地下水位超出混凝土顶面的高度小于冰层厚度时，不得放水养护。
⑶当混凝土掺用防冻剂时，其养护应符合下列规定： a外露表面应覆盖，在负温条件下不得浇水。
b混凝土初期养护的温度，不得低于防冻剂规定的温度；当达不到规定温
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 度时，应采取保温措施。
c当混凝土的温度低于防冻剂的规定温度时，其强度不应小于3.5MPa。8、
8、混凝土质量应符合下列规定：
⑴检测水、外加剂及骨料加入搅拌机的温度，以及混凝土拌制、浇筑时环境温度，每一工作班至少检测4次。
⑵混凝土养护温度的检测次数，应符合下列规定： a当采用蓄热法养护时，在养护期间至少每6h检测1次。
b掺用防冻剂的混凝土，在强度未达到3.5MPa以前，每2h检测1次，达到以后每6h检测1次。
c室外气温及工地环境温度应每昼夜定时、定点观测4次。 ⑶混凝土养护温度的检测方法，应符合下列规定：
a在结构的隅角、突出、迎风和细薄部位应均匀留置测温孔，空深可根据养护方法及结构尺寸确定。测温孔应编号并绘图。
b当采用蓄热法养护时，测温孔应设在易于散热的部位；大体积结构应在表面及内部分别设置。
c检测混凝土温度时，测温计不应受外界气温的影响，并应在测温孔内至少留置3min。
⑷冬期施工的混凝土，出应按规范规定制作标准试件外，尚应根据养护、拆模和承受荷载的需要，增加与结构同条件养护的施工试件不少于2组。此种试件应在解冻后方可试压。
⑸以上检测均应记录,并及时做好资料归档工作。
七、冬季施工安全措施及要求
1、临时施工道路：冬季施工期间对施工便道及时清理和维护，确保道路不积水和路面上冻，雨雪天及时维修道路，确保畅通。
2、临时施工用电：每周一次对洞内和洞外临时用电线路检查，更换已破损的用电设备和线路，对用电功率较大的线路，根据所需功率计算和安装，确保满足使用功率要求。
3、机械设备管理：冬季机械设备需经常检查和维修，确保机械设备完
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冬季施工措施方案 中铁十一局五公司通世南路（北段）隧道工程项目部 好率；气温较低时，运输车辆应每班对水箱清空，防止水箱上冻，并配备防冻液，确保车辆使用。
4、金属切割作业：按照要求储存和使用氧气和乙炔，使用时保持间距不小于5米，并在规定区域内使用，如发现气瓶冻融现象，采用外热水解冻，严禁使用明后烘烤。
5、高空作业：严格按照高空作业施工要求施工，佩戴安全带和安全绳，作业平台用水发生结冰时，应及时对冰层清理，防止发生安全施工。 6、防水板作业：冬季防水板较硬，在安装时，应考虑较大松弛量，防止混凝土挤压破损漏水，严禁采用明火对防水板进行烘烤。
7、混凝土作业：混凝土加热设备安排专人进行管理，加热水箱周边设置安全警示标志，经常对温控器进行检查，防止漏电和人员烫伤，并严格控制水箱温度。
8、消防及山林防火：对隧道和洞外明火作业区，安装灭后器材，并定期检查器材是否完好；在施工场地作业人员，严禁在场地吸烟；生活区应严禁室外使用明火，宿舍内严禁采用木炭烤火，人员离开时应及时关闭电取暖器、电热毯等设备，防止火灾发生。
二00七年十一月十日
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