一种严寒地区大型坞墙混凝土冬季施工工艺的制作方法

本发明涉及大型混凝土冬季施工领域，尤其涉及一种严寒地区大型坞墙混凝土冬季施工工艺。

背景技术：

船坞，是指修造船用的坞式建筑物，灌水后可容船舶进出，排水后能在干底上修造船舶。船坞可分为干船坞、注水船坞和浮船坞三类。干船坞应用较多，一般所称的船坞即为干船坞。

干船坞的三面接陆一面临水，其基本组成部分为坞口、坞室和坞首。坞口用于进出船舶，设有挡水坞门，船坞的排灌水设备常建在坞口两侧的坞墩中；坞室由坞墙构成，用于放置船舶，在坞室的底板上设有支承船舶的龙骨墩和边墩；坞首是与坞口相对的一端，其平面形状可以是矩形、半圆形和菱形，坞首的空间是坞室的一部分，在这里拆装螺旋桨和尾轴。

当船舶进入干船坞修理时，首先用灌泄水设施向坞内充水，待坞内与坞外水位齐平时，打开坞门，利用牵引设备将船舶慢速牵入坞内，之后将坞内水体抽干，使船舶坐落于龙骨墩上。修完或建完的船舶出坞时，首先向坞内灌水，至坞门内外水位齐平时，打开坞门，牵船出坞。

受气温条件的影响，在严寒气温下完成混凝土施工，并且养护后的混凝土符合设计要求及其不易。为了缩短工期，急需研发出一种严寒地区大型坞墙混凝土冬季施工工艺。

技术实现要素：

本发明提供了一种严寒地区大型坞墙混凝土冬季施工工艺，搅拌站生产线全封闭保温，促使浇筑时混凝土温度高于8℃。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种严寒地区大型坞墙混凝土冬季施工工艺，包括：先基坑开挖再灌注桩施工，接下来分两次浇筑扶壁混凝土，随后分层回填开挖区域，最后进行廊道施工；其中：大型坞墙混凝土冬季施工的重点是混凝土供应，用于制备混凝土的搅拌站生产线全封闭保温。

本发明的搅拌站生产线全封闭保温，确保混凝土在冬季大规模生产的同时使所需材料用量较少，能有效保障混凝土质量、控制出机温度。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌站生产线包括骨料上料区、运输区和添加剂存放区，所述骨料上料区、运输区和添加剂存放区采用聚苯夹芯板进行封闭。

聚苯夹芯板是由彩色钢板作表面，闭孔自熄型聚苯乙烯塑料做芯材，通过自动化连续成型机将彩色钢板压型后用高强度粘合剂粘合而成的一种高效新型复合建筑材料。聚苯夹芯板不仅能够很好的阻燃隔音而且环保高效，换言之，聚苯夹芯板由上下两层金属面板和中层高分子隔热内芯压制而成，具有极好的保温性。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌站生产线还包括混凝土出料区，混凝土出料区三面抗风。

本发明中混凝土出料区三面抗风的目的是保持混凝土的出料温度。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌站生产线还包括搅拌站主楼区，该搅拌站主楼区位于骨料上料区和混凝土出料区之间；

所述搅拌站主楼区安装有搅拌站主楼，所述搅拌站主楼的二楼和三楼自带岩棉板。

具体地，搅拌站二楼和三楼为操作室和搅拌机仓，因此需密封，搅拌站出厂可带岩棉板封闭。一楼本数露天环境，为冬施保温而增加外墙。一楼采用新增苯板围墙保温，内部使用由锅炉提供的水暖管道及暖气加热，保证不结冰。出料区在搅拌站主楼正下方。

作为本发明的进一步改进，骨料上料区具有骨料堆场，骨料堆场提前高堆晾水即可满足生产。

本发明的骨料提前囤积，晾干水分即可。这是因为极寒地区冬季无雨水，气候干燥，晾干水分保持不大面积的结冰就能满足生产。

作为本发明的进一步改进，搅拌站生产线采用3吨燃油蒸汽、热水两用锅炉，采用热水暖气片对搅拌站生产线全封闭环境进行保温。

作为本发明的进一步改进，使用193℃蒸汽对搅拌站生产线所用的骨料和水进行加热。

作为本发明的进一步改进，通过暖气管道对搅拌站的主楼内部进行加热处理，搅拌站的主楼内部达到15℃。

作为本发明的进一步改进，搅拌站主楼的供水管道以电热带缠绕，外部裹上保温棉保温；

每次生产完放净管道及水泵余水。

本发明的有益效果是：

1、本发明的搅拌站生产线全封闭保温，确保混凝土在冬季大规模生产的同时使所需材料用量较少，能有效保障混凝土质量、控制出机温度。

2、本发明的聚苯夹芯板是由彩色钢板作表面，闭孔自熄型聚苯乙烯塑料做芯材，通过自动化连续成型机将彩色钢板压型后用高强度粘合剂粘合而成的一种高效新型复合建筑材料。聚苯夹芯板不仅能够很好的阻燃隔音而且环保高效，换言之，聚苯夹芯板由上下两层金属面板和中层高分子隔热内芯压制而成，具有极好的保温性。

3、本发明中混凝土出料区三面抗风的目的是保持混凝土的出料温度。

4、本发明的骨料提前囤积，晾干水分即可。这是因为极寒地区冬季无雨水，气候干燥，晾干水分保持大面积不结冰就能满足生产。

附图说明

图1是严寒地区大型坞墙混凝土冬季施工工艺的流程图；

图2是扶壁底板的模板正面结构示意图；

图3是扶壁底板的模板侧面结构示意图；

图4是扶壁墙身的模板结构示意图；

图5是灌注桩施工的流程图；

图6是骨料上料区保温墙示意图一；

图7是骨料上料区保温墙示意图二；

图8运输区保温墙示意图；

图9是搅拌站加热的布置图。

具体实施方式

坞墙结构由桩基础、扶壁和廊道组成，为扶壁式钢筋混凝土结构。坞墙的底板底标高-13.0m，厚度1.0m～1.5m，扶壁高10.6m～14.0m，厚度0.6m。坞墙底板底部在地基承载力较差的区域设置ф1020mm的钻孔灌注桩，桩长范围:6m～17.3m。坞墙底部靠近扶壁区域设置排水层，同时在底板位置预留排水孔，供坞墙后方积水排出。坞墙施工工艺的流程图如图1所示，坞墙后方回填块石和土方，回填分两大层：第一层从基坑底回填至标高-6.0m，第二层从标高-6.0m回填至标高+1.5m，两层回填土之间铺设一层土工布。紧贴扶壁部分回填50～100kg的块石，块石坡面设倒滤层，倒滤层后回填土方。廊道施工在墙后土方回填结束后进行。

其中：大型坞墙混凝土冬季施工的重点是混凝土供应，用于制备混凝土的搅拌站生产线全封闭保温。

本发明的搅拌站生产线全封闭保温，确保混凝土在冬季大规模生产的同时使所需材料用量较少，能有效保障混凝土质量、控制出机温度。

实施方式一：

坞墙结构由桩基础、底板、墙身和廊道组成，为扶壁式钢筋混凝土结构。坞墙底板底标高-13.0m，厚度1.0m～1.5m，墙身高10.6m～14.0m，厚度0.6m。坞墙底板底部在地基承载力较差的区域设置ф1020mm的钻孔灌注桩，桩长范围:6m～17.3m。坞墙底部靠近墙身区域设置排水层，同时在底板位置预留排水孔，供坞墙后方积水排出。坞墙后方回填块石和土方，回填分两大层：第一层从基坑底回填至标高-6.0m，第二层从标高-6.0m回填至标高+1.5m，两层回填土之间铺设一层土工布。紧贴墙身部分回填50～100kg的块石，块石坡面设倒滤层，倒滤层后回填土方。廊道施工在墙后土方回填结束后进行。

如图5所示，本实施例的坞墙含有流塑性，软塑性地质层，因此采用旋挖钻机结合钢套筒跟进的施工工艺，采用sr360ⅲ入岩旋挖钻机施工。因围护桩桩距离较近，拟采用隔二挖一的施工顺序，待先施工的桩基混凝土有一定的强度，再施工相邻的桩基。钢筋笼采用自动滚焊机制作，吊车安放钢筋笼、导管灌注混凝土。钢套管内径为设计桩径，壁厚为20mm，底管长度4m，标准管节长度为3m，并配比长度2m的调整管节。底管配有刀筒，刀筒上装有切削钻进的刀具。钢套管底口穿过流塑性、软塑性壤土、砂尘，到达岩层顶部为宜。

图5所示的钢筋笼主筋采用丝扣连接，纵向钢筋接头位置应相互错开，相邻两列钢筋的搭接头均应错开35d，纵向受力钢筋与横向加强筋相交全部采用点焊。钢筋笼安放采用50t履带吊起吊就位。在钢筋笼上设两个吊点，第一吊点设在钢筋笼下部，第二吊点设在钢筋笼顶部。起吊时，先两个吊点同时起吊，待钢筋笼离开地面后，第一吊点停止起吊，继续提升第二吊点。随着第二吊点不断上升，慢慢放松第一吊点，直到钢筋笼同地面垂直，停止起吊，解除第一吊点，检查钢筋笼是否顺直。

图5所示的灌注混凝土采用直升导管法灌注，选用a300mm的导管，标准段长3.0m，导管之间通过丝扣连接。

扶壁结构由底板和墙身组成，坞尾底板宽12m，厚1.5m，底标高-13.0m，墙身厚度0.6m，顶标高+2.5m；东西坞墙底板宽14m，厚1.0m～1.5m，底标高-13.0m，墙身厚0.6m，顶标高-0.9m。扶壁结构共计1085.95m长，坞墙大约每隔25m设置一个变形缝，共分为44段。坞墙施工分两部分进行，先施工底板，后施工墙身，接触面按要求设置施工缝。钢筋加工在加工区完成后，运至现场绑扎或焊接连接，模板主要采用木工字梁模板体系，利用对拉螺栓和斜杆固定，泵送方式浇筑混凝土，拆模后，按规定进行砼养护。干船坞扶壁结构施工模板安装示意图如图2-图4所示。

此外，因扶壁结构高度12.1～15.5m，墙身施工需搭建脚手架平台，同时应设置梯以方便人员上下和施工，拟采用承插型盘扣式钢管支架搭建施工平台。

坞墙每隔大约25m需设置一道变形缝，缝宽0.3m，缝间设置橡胶止水带和传力杆，填缝使用聚苯乙烯泡沫塑料，端部用聚氨酯嵌缝料封堵。变形缝的施工需准确的安装止水带，确保其变形部分位于缝间，止水带采用卡箍箍紧。坞尾坞墙结构从下到上分3次浇筑，东、西坞墙从下到上分2次浇注，分层处需按要求设置施工缝。接缝处设置凸起，凸起部分宽200mm，高100mm，中部设置橡胶止水带，靠近坞室断面处需加设止水钢板，钢板厚3mm，宽300mmm。

需要说明的是，本发明中东、西坞墙结构的上部需设置廊道，廊道底标高-0.9m，顶标高+2.5m，西侧廊道宽度7.15m，东侧廊道宽度8.30m，廊道长度共计974.75m，混凝土用量为1.2万m³。

实施方式二：

根据相关规范，当室外温度连续五天稳定低于5℃，在此期间，混凝土生产需采取特殊技术措施方能满足现场施工需求。随着工程发展，冬季施工混凝土需求量不断扩大，如何合理利用资源，使大型搅拌站在满足经济实惠的同时又能满足现场生产需求，成了供求双方越来越关注的课题。本实施方式在不建设大规模封闭保温料仓的前提下，使用简易设备、材料在原搅拌站多条生产线基础上进行改造，并在生产过程中对各环节加以控制，使其满足严寒地区大体积混凝土生产。

本实施方式的搅拌站生产线进行全封闭保温，骨料上料区、运输区和添加剂存放区(不含防冻剂)采用聚苯夹芯板进行封闭，混凝土出料区三面抗风，搅拌站主楼二、三楼自带岩棉板。骨料堆场提前高堆晾水可满足生产(提前囤积，晾干水分即可。极寒地区冬季无雨水，气候干燥，晾干水分保持不大面积的结冰就能满足生产)。

搅拌站采用3吨燃油蒸汽、热水两用锅炉，用193℃蒸汽对骨料和水进行加热，两方机生产线采用用热水暖气片对整体封闭环境进行保温，三方机生产线采用蒸汽暖气片进行保温。

实施方式三：

在实施方式二公开方案的基础上，本实施方式的搅拌站封闭材料采用聚苯夹芯板作为墙身。如图6和图7所示，以两方机生产线为例，骨料上料区在原混凝土基础上进行加高，与上料器后檐口齐平，上料器前檐口缺口采用钢板进行焊接，焊接后与后檐口齐平。顶部采用三角顶进行封闭，前半部分为可活动式顶棚，作为上料口。

如图8所示，运输区与骨料上料区相连部分沿上料区屋顶倾斜，运输区废料清洗部分采用落地全封闭包裹，废料清洗部分以外采用悬空全封闭包裹，于主楼出口连接。主楼区的二、三楼和控制室自带岩棉板，主楼一楼为出料口，不做封闭保温处理。主楼两侧添加剂区将减水剂和引气剂的两个筒仓用聚苯夹芯板进行封闭。

搅拌站加热通过暖气管道对搅拌站内部进行加热处理，搅拌楼内部达到15℃。水以蒸汽加热，1立方水2分钟可以加热到60度，满足现场生产需求。供水管道以电热带缠绕，外部裹上保温棉保温。每次生产完放净管道及水泵余水。

配料仓砂石料和水均采用193℃蒸汽进行加热，蒸汽管道采用无缝钢管，钢管外包裹岩棉进行保温。为防止加热的骨料热量散失，添加剂防冻。材料加入配料机时，在配料机仓内用蒸汽对材料进行急速加热处理，温度无需过高，以保证材料下料正常，输送正常为易。外加剂筒仓采用保温棉包裹，输送管道外侧缠绕一圈电热丝加热，避免管道受冻。生产所需外加剂需在仓库内保存，仓库使用电暖器加热，室内保持5度以上温度避免外加剂受冻。

实施方式四：

在实施方式一至实施方式三公开方案的基础上，混凝土拌制过程中技术控制如下：

1、混凝土拌制时严格按照已批复的配合比生产，严禁擅自更改配合比；运输到现场的混凝土严禁在工地擅自加水。

2、冬季施工混凝土搅拌时间较常温施工延长50％，搅拌时间为120s，保证混凝土的出机温度在10℃-18℃。

3、生产用水应该加热到45-80℃，具体以气温变化(骨料温度)调整。

4、调整搅拌时的投料顺序，避免热水直接和胶凝材料接触出现假凝现象。生产时先投入骨料和热水搅拌均匀，再投胶凝材料和外加剂。(冬季施工投料顺序：投骨料热水搅拌30s，确保拌合物温度小于40℃，再投胶凝材料外加剂混合搅拌90s。)

5、拌制混凝土前及停止拌制后，采用热水冲洗搅拌机的拌盘或鼓筒。集料堆放采用保温材料进行覆盖，防止出现冻块。如若上冻，使用前先将表面冻结部分清除，不得用于拌制砼。拌制砼用下层未冻结的砂石料。

6、拌制砼各种材料的温度，应满足砼搅拌和后所需要的温度，不能满足要求时，对拌和用水加热，加热最高温不得超过80℃，注意水泥只保温不得加热。严禁水泥与80℃以上的水直接接触。

本实施方式采用的搅拌站封闭空间紧凑，在保证冬季大规模生产的同时使所需材料用量较少，节约成本。同时改造工艺简单，节省施工时间。拌制过程中各环节控制复杂设备操作，生产过程简洁、易懂，能有效保障混凝土质量、控制出机温度。