一种低温环境下大体积混凝土施工方法与流程

本发明涉及建筑施工领域，尤其涉及一种低温环境下大体积混凝土施工方法。

背景技术：

在隧道施工过程中，由于地质条件复杂，周边环境敏感，长期低温环境下，浇筑大体积混凝土时，较易发生水化热较大的情况，从而产生温度应力，使得混凝土体积变形，严重时产生缝隙裂缝。为此，本发明提出了一个安全、可靠、实用的长期低温环境下大体积混凝土浇筑方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种低温环境下大体积混凝土施工方法，解决混凝土施工过程中水热化较大、开裂、裂缝、体积变形的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种低温环境下大体积混凝土施工方法，包括以下步骤：

第一步，铺设防水板；

①清除二衬表面的杂物，保证基面无积水，平顺，基面平整度满足d/l＝1/20；

②采用射钉固定无纺布，并且在固定之后采用锤头敲平射钉尾部；

③铺设c20细石混凝土垫层保护层；

第二步，混凝土施工；

①按需求配合比混合大体积混凝土；

②采用内置冷水循环水管对大体积混凝土内部进行降温；

③分仓、分层浇筑大体积混凝土；

第三步，对大体积混凝土进行保温保湿养护；

①布置监测点，监测混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度，进行保温养护工作；

②根据测温数据，判断内部热度情况，调整冷却效果，进行拆模。

进一步的，在第一步中，二衬表面的杂物包括积冰和浮渣，在清除过程中对于形成的凸起与凹槽，用砂浆抹平。

进一步的，在第二步中，混凝土配合比设计需要按照强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性要求，符合大体积混凝土施工工艺特性的要求，以及施工用材、水泥用量和混凝土绝热温升值的要求。

进一步的，在第二步中，混凝土内外温差应控制在20℃以内，混凝土的降温速率不超过2℃/天。

进一步的，在第二步中，循环水管在仰拱中部预埋普通钢管循环水管，按“u”字型布置，接缝采用丝扣接或者焊接，钢管与工字钢架立支撑固定。

进一步的，在第二步中，连续浇筑较长段及初凝段至浇筑段之间不大于15m，并控制混凝土的浇注速度。

再进一步的，在第三步中，保湿养护的持续时间不得少于14d，并检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润；保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除并进行保水养护；在混凝土浇筑完毕初凝前，立即进行喷雾养护工作。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

本施工方法中，施工人员通过铺设防水板，将持续冷源同大体积混凝土层隔离开，有效减小了混凝土内外温差；同时，采用内置冷水循环水管对混凝土浇筑内部进行降温处理，增加了冷却面积，增强了冷却效果，有效降低了混凝土内部热量，控制内外温差，减少了温度应力产生的负面影响。而采用智能测温系统对混凝土浇筑体内的最高温升、里表温差、降温速率以及环境温度进行监测，可有效指导施工人员对混凝土进行拆模、养护等动态施工，安全可靠，有效的减少了水化热过大、开裂、缝隙裂缝、体积变形等风险，确保工程施工质量的提高。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明冷气管布置主视图；

图2为本发明冷气管布置俯视图；

附图标记说明：1、纵向桁架筋；2、构造上盖；3、降温管桶水孔；4、降温管；5、横向桁架工字钢。

具体实施方式

一种低温环境下大体积混凝土施工方法，包括以下步骤：

第一步，铺设防水板。

在实际铺设的过程中，首先需要施工人员对二衬表面的浮渣和积冰等杂物进行清除，保证基面无积水，平顺，要求基面平整度满足d/l＝1/20，d/l为矢玄比，即单位长度下的凹陷深度。基底表面应平缓过渡，不允许有直角凹凸部位。对凿除积冰和浮渣过程中形成在二衬表面凸起与凹槽，用砂浆抹平。

其次，基面处理检验合格后铺设无纺布。无纺布采用射钉固定，根据基面平整度、坡度等因素，确定固定间距，保证无纺布牢固、不脱落，固定完成后采用锤头敲平射钉尾部防止扎破防水板；根据地质条件、水文环境、防水要求选用适合防水卷材，本发明采用1.5mm厚高密度聚乙烯(hdpe)自粘胶膜防水卷材；此外，预铺施工、施工缝等特殊部位的防水施工，可采用涂刷水泥基渗透结晶与钢边止水带结合的方式，从而加强防水效果。

最后，铺设c20细石混凝土垫层保护层，保护防水设施，进一步隔离负温传导，降低大体积混凝土浇筑体与低温环境温度差距。

第二步，混凝土施工。

首先，合理设计大体积混凝土配合比。大体积混凝土配合比的设计应符合工程设计所规定的强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性、大体积混凝土施工工艺特性、合理使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升值的要求。此外，大体积混凝土的制备和运输，应符合设计混凝土强度等级的要求，并且根据混凝土运输距离、运输设备、供应能力、材料批次、环境温度等调整预拌混凝土的有关参数，有保温隔热措施。大体积混凝土施工时，应配备足够的水泥罐，水泥进场静置时间应不小于3d；拌合用水宜采用冷却水；骨料宜分小仓堆放，并采用风冷、水冷等措施进行降温处理；夏季浇筑时间宜安排在温度较低时间段。

其次，为了有效的控制混凝土的徐变作用和防止因温度应力所引起的表面裂缝和贯穿裂缝，根据现场施工情况及要求，结合模型计算通水冷却及层面散热，采用内置冷水循环水管降温，如图1、2所示。降温管4所采用材料、规格依据浇筑体结构尺寸、材料导热系数、降温速率以及冷却效果与经济效益综合考量，适在仰拱中部的构造上盖2上预埋可循环降温管4，按“u”字型布置，接缝采用丝扣接或者焊接，由纵向桁架筋1和横向桁架工字钢5架立支撑固定，冷却水通过一端的降温管桶水孔3进入降温管4内，然后再从另一端的降温管桶水孔3出去，从而实现冷水循环，增加冷却面积，增强冷却效果，有效降低混凝土内部热量，控制内外温差，减少温度应力产生负面影响，提高混凝土施工质量。

最后，大体积混凝土应分仓、分层浇筑，连续浇筑较长段及初凝段至浇筑段之间不大于15m，注意控制混凝土的浇注速度。

第三步，对大体积混凝土进行保温保湿养护。

首先，采用智能测温系统，专人监测混凝土内部温度，保证混凝土入模温度不高于25℃，使混凝土内外温差控制在20℃以内，混凝土的降温速率不超过2℃/天。这就需要专人根据实际情况来布置监测点，主要监测混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度。

1)选取混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，在测试区内监测点按平面分层布置；

2)在测试区内，监测点的位置与数理根据混凝土浇筑体内温度场的分布情况及温控要求确定；

3)在每条测试轴线上，监测点位不少于4处，根据结构的几何尺寸布置；

4)沿混凝土浇筑体厚度方向，布置外表、底面和中心温度测点，其余测点间距不大于600mm布置；

5)保温养护效果及环境温度监测点数量根据具体需要确定。

其次，派遣专人负责保温养护工作，并按照规范的有关规定进行操作，同时做好测试工作。一般，保湿养护的持续时间不得少于14d，并应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。

最后，在混凝土浇筑完毕初凝前，立即进行喷雾养护工作。同时，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除并进行保水养护。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。