摘要：對隧道冬期混凝土施工技術(shù)進行了詳細(xì)總結(jié)，為類似工程提供參考。
關(guān)鍵詞：隧道混凝土 冬期 溫度 防凍 技術(shù)
某隧道位于山東省魯中地區(qū)，冬季最低氣溫-13℃，冰凍期長達3個月，在冬季進行了混凝土二次稱砌及噴射混凝土施工。
一、響隧道混凝土冬季施工的主要因素
?。ㄒ唬┗炷猎O(shè)計抗凍標(biāo)號偏低：決定混凝土抗凍能力的重要指標(biāo)就是混凝土的抗凍標(biāo)號。
?。ǘ┎牧掀焚|(zhì)對混凝土凍融破壞的影響：組成混凝土的材料品質(zhì)與抗凍性決定著混凝土抵抗凍融破壞的能力，另外抗凍性要求較高的混凝土可采用加氣劑提高抗凍標(biāo)號。
?。ㄈ┗炷猎谑┕さ闹饕绊懸蛩兀喝缗浜媳炔粐?yán)、水灰比過大、人工拌合不均、振搗不密實等等。上述諸因素是互相關(guān)聯(lián)，互相制約的，這些因素綜合起來決定著混凝土凍融破壞的程度和速度。
二、混凝土受凍的原因及危害
溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強度損失可達30%－50%。
混凝土在澆筑過程中受凍，會導(dǎo)致混凝土硬化時間延長，同時強度降低，受凍時間越長，溫度越低，強度損失越大；混凝土在硬化過程受凍，會導(dǎo)致混凝土嚴(yán)重破壞，因為此時混凝土強度很低，混凝土中水分子凝結(jié)成晶體后體積膨脹會輕易造成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞；混凝土強度達到設(shè)計強度后反復(fù)凍融也會造成混凝土的破壞。
配合比、水灰比，最優(yōu)砂率及含氣量對混凝土的抗凍性都有影響。其中影響最大的是水灰比。因為水化反應(yīng)所需水分只占水泥重量的25-30%，但為了滿足施工和易性的要求，常常將水量加大到50-70%，或更大，用水量大大超過水泥水化反應(yīng)的實際水量，而且是游離存在于混凝土中，游離水越多，孔隙就越多，密度就越小，因而會降低混凝土的抗凍能力，甚至結(jié)冰。冬季進行混凝土施工時，一定要掌握好砂率，控制好水灰比，一般不宜超過0.6。
三、混凝土防凍措施
要提高混凝土的抗凍能力，尤其應(yīng)特別強調(diào)施工質(zhì)量控制。針對以上論述和分析，從混凝土的原料選擇、配合比、澆筑三個環(huán)節(jié)著重考慮：
（一）提高溫度包括?；炷涟韬衔锉旧頊囟鹊奶岣吆褪┕きh(huán)境溫度的提高。
1.混凝土拌合物主要是砂、碎石、水泥、水等的混合物，按規(guī)范規(guī)定水泥不能加熱，因此提高拌合物的溫度主要考慮骨料和水的加溫。
在上料斗內(nèi)側(cè)壁焊上2－3道鋼管，管壁下側(cè)鉆孔，管與蒸汽鍋爐相連，水蒸氣從料斗底往上升時，骨料被100e的水蒸氣包圍，達到了加熱的目的。這種加熱方法熱利用律率高，溫度升高的快，安裝和維護簡單，但要對骨料的含水量進行測定調(diào)整骨料稱重量，尤其是細(xì)集料，水可以加熱到100e，混凝土拌合提前2h，利用大水箱裝水，水箱以下爐火加熱至100e，一箱水不夠時，可在使用中再加水加溫，箱內(nèi)熱水用水泵泵送到攪拌機中。
混凝土拌和料的投料順序:(1)砂石料進拌和機加90%的水進行攪拌1min；(2)水泥、外加劑進拌和機進行攪拌1.5min以上并補充剩余10%的水分；砂石料與水泥、外加劑分開進料斗，必須以此防止水泥、外加劑接觸熱水發(fā)生水泥“假凝”現(xiàn)象；拌和時間適當(dāng)延長，以防止出現(xiàn):(a)混凝土顏色不均勻、外觀質(zhì)量問題；(b)防止材料間熱交換時間過短，混凝土和易性和施工性能差。
噴射混凝土在施工時一般采用潮噴法，混合料同樣采用二襯混凝土的加溫方法拌和，噴射混凝土在現(xiàn)場加入的熱水，采用在附近放置加熱水箱的辦法，水溫一般控制在60e左右，過高的溫度會對拌和料中的水泥產(chǎn)生不良影響。
2.提高環(huán)境溫度。洞口設(shè)雙層保溫簾（間隔10－20m），盡量減小洞內(nèi)外空氣直接對流，阻擋冷空氣深入洞內(nèi)，在雙層保溫簾后設(shè)水暖鍋爐和暖氣片組，使進入隧道的冷空氣預(yù)熱，鍋爐煙氣要通過管路直接排出洞外，防止流入洞內(nèi)污染洞內(nèi)空氣。
襯砌臺車距洞口20m以內(nèi)時，臺車附近的環(huán)境溫度會〈5e，可以用點鎢燈在臺車內(nèi)側(cè)照射鋼模板，提高臺車周圍的溫度。
冬期施工的混凝土按規(guī)范要求要減小水灰比，減小水的用量，在配合比設(shè)計時要考慮加入減水劑；為減小養(yǎng)護過程中可能出現(xiàn)的凍傷，應(yīng)盡量快速提高混凝土早期強度，縮短養(yǎng)護時間，可以采用水化熱較高的早強水泥；水泥不允許加熱，但在高寒地區(qū)，需要在散裝水泥罐外用隔熱層包裹；拌合站采取保溫措施并建在鋸洞口近的位置，減小運輸時的熱量散失。
?。ǘ┨岣呋炷量箖鳇c。為提高混凝土抗凍點，一般采用摻加防凍劑的方法增強混凝土自身的抗凍能力，防凍劑選用具有防凍、引氣、減水等功能的復(fù)合性外加劑，滿足現(xiàn)場冬季施工的需要。
四、混凝土冬期施工質(zhì)量控制要點
?。ㄒ唬┗炷炼臼┕さ牟牧蟽浔亍Ｉ笆蠎?yīng)在入冬以前進行蓋上10cm以上的草袋以及棉氈或采取其他措施，保證砂石料不受凍、溫度在0℃以上，同時防止出現(xiàn)冰雪、冰凍進入攪拌機內(nèi)，給混凝土溫度帶來損失；防止過大的凍塊堵塞砂石料輸送帶；防止部分冰凍塊進入攪拌機內(nèi)會很難被粉碎、溶化，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量；水泥、外加劑應(yīng)在庫房或暖棚內(nèi)進行保溫，禁止對其進行直接加溫；冬季溫度過低，應(yīng)提前作好水源儲備并防止污染。
（二）混凝土拌和料的加溫。才對攪拌站進行搭設(shè)溫棚保溫、砂石料保持正溫的情況下，混凝土拌和料要加溫，拌和水加熱溫度根據(jù)混凝土拌和物混合溫度和計算控制。
?。ㄈ┗炷恋陌韬?。
（四）混凝土的運輸。各種混凝土運輸車、混凝土輸送泵以及管道在使用前必須用熱水清洗加溫；保證運輸過程順暢、運輸速度快速；混凝土泵安裝后要加保溫采暖棚，管道用棉氈包裹保溫；管道在使用前后用熱水沖洗干凈，防止混凝土殘料在管道內(nèi)凍結(jié)、影響暢通。
?。ㄎ澹┗炷恋臐仓Ｄ０?、鋼筋均必須采取有效措施如暖棚進行加溫至10℃以上方可進行混凝土澆筑；盡量減少因施工操作引起的混凝土拌和物溫度損失，如減少混凝土暴露時間、及時對混凝土予以保溫。
?。┗炷恋臏囟缺O(jiān)控。建立溫度檢測制度、指定專人負(fù)責(zé)，建立完整的檢測記錄。
關(guān)鍵詞：隧道混凝土 冬期 溫度 防凍 技術(shù)
某隧道位于山東省魯中地區(qū)，冬季最低氣溫-13℃，冰凍期長達3個月，在冬季進行了混凝土二次稱砌及噴射混凝土施工。
一、響隧道混凝土冬季施工的主要因素
?。ㄒ唬┗炷猎O(shè)計抗凍標(biāo)號偏低：決定混凝土抗凍能力的重要指標(biāo)就是混凝土的抗凍標(biāo)號。
?。ǘ┎牧掀焚|(zhì)對混凝土凍融破壞的影響：組成混凝土的材料品質(zhì)與抗凍性決定著混凝土抵抗凍融破壞的能力，另外抗凍性要求較高的混凝土可采用加氣劑提高抗凍標(biāo)號。
?。ㄈ┗炷猎谑┕さ闹饕绊懸蛩兀喝缗浜媳炔粐?yán)、水灰比過大、人工拌合不均、振搗不密實等等。上述諸因素是互相關(guān)聯(lián)，互相制約的，這些因素綜合起來決定著混凝土凍融破壞的程度和速度。
二、混凝土受凍的原因及危害
溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強度損失可達30%－50%。
混凝土在澆筑過程中受凍，會導(dǎo)致混凝土硬化時間延長，同時強度降低，受凍時間越長，溫度越低，強度損失越大；混凝土在硬化過程受凍，會導(dǎo)致混凝土嚴(yán)重破壞，因為此時混凝土強度很低，混凝土中水分子凝結(jié)成晶體后體積膨脹會輕易造成混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞；混凝土強度達到設(shè)計強度后反復(fù)凍融也會造成混凝土的破壞。
配合比、水灰比，最優(yōu)砂率及含氣量對混凝土的抗凍性都有影響。其中影響最大的是水灰比。因為水化反應(yīng)所需水分只占水泥重量的25-30%，但為了滿足施工和易性的要求，常常將水量加大到50-70%，或更大，用水量大大超過水泥水化反應(yīng)的實際水量，而且是游離存在于混凝土中，游離水越多，孔隙就越多，密度就越小，因而會降低混凝土的抗凍能力，甚至結(jié)冰。冬季進行混凝土施工時，一定要掌握好砂率，控制好水灰比，一般不宜超過0.6。
三、混凝土防凍措施
要提高混凝土的抗凍能力，尤其應(yīng)特別強調(diào)施工質(zhì)量控制。針對以上論述和分析，從混凝土的原料選擇、配合比、澆筑三個環(huán)節(jié)著重考慮：
（一）提高溫度包括?；炷涟韬衔锉旧頊囟鹊奶岣吆褪┕きh(huán)境溫度的提高。
1.混凝土拌合物主要是砂、碎石、水泥、水等的混合物，按規(guī)范規(guī)定水泥不能加熱，因此提高拌合物的溫度主要考慮骨料和水的加溫。
在上料斗內(nèi)側(cè)壁焊上2－3道鋼管，管壁下側(cè)鉆孔，管與蒸汽鍋爐相連，水蒸氣從料斗底往上升時，骨料被100e的水蒸氣包圍，達到了加熱的目的。這種加熱方法熱利用律率高，溫度升高的快，安裝和維護簡單，但要對骨料的含水量進行測定調(diào)整骨料稱重量，尤其是細(xì)集料，水可以加熱到100e，混凝土拌合提前2h，利用大水箱裝水，水箱以下爐火加熱至100e，一箱水不夠時，可在使用中再加水加溫，箱內(nèi)熱水用水泵泵送到攪拌機中。
混凝土拌和料的投料順序:(1)砂石料進拌和機加90%的水進行攪拌1min；(2)水泥、外加劑進拌和機進行攪拌1.5min以上并補充剩余10%的水分；砂石料與水泥、外加劑分開進料斗，必須以此防止水泥、外加劑接觸熱水發(fā)生水泥“假凝”現(xiàn)象；拌和時間適當(dāng)延長，以防止出現(xiàn):(a)混凝土顏色不均勻、外觀質(zhì)量問題；(b)防止材料間熱交換時間過短，混凝土和易性和施工性能差。
噴射混凝土在施工時一般采用潮噴法，混合料同樣采用二襯混凝土的加溫方法拌和，噴射混凝土在現(xiàn)場加入的熱水，采用在附近放置加熱水箱的辦法，水溫一般控制在60e左右，過高的溫度會對拌和料中的水泥產(chǎn)生不良影響。
2.提高環(huán)境溫度。洞口設(shè)雙層保溫簾（間隔10－20m），盡量減小洞內(nèi)外空氣直接對流，阻擋冷空氣深入洞內(nèi)，在雙層保溫簾后設(shè)水暖鍋爐和暖氣片組，使進入隧道的冷空氣預(yù)熱，鍋爐煙氣要通過管路直接排出洞外，防止流入洞內(nèi)污染洞內(nèi)空氣。
襯砌臺車距洞口20m以內(nèi)時，臺車附近的環(huán)境溫度會〈5e，可以用點鎢燈在臺車內(nèi)側(cè)照射鋼模板，提高臺車周圍的溫度。
冬期施工的混凝土按規(guī)范要求要減小水灰比，減小水的用量，在配合比設(shè)計時要考慮加入減水劑；為減小養(yǎng)護過程中可能出現(xiàn)的凍傷，應(yīng)盡量快速提高混凝土早期強度，縮短養(yǎng)護時間，可以采用水化熱較高的早強水泥；水泥不允許加熱，但在高寒地區(qū)，需要在散裝水泥罐外用隔熱層包裹；拌合站采取保溫措施并建在鋸洞口近的位置，減小運輸時的熱量散失。
?。ǘ┨岣呋炷量箖鳇c。為提高混凝土抗凍點，一般采用摻加防凍劑的方法增強混凝土自身的抗凍能力，防凍劑選用具有防凍、引氣、減水等功能的復(fù)合性外加劑，滿足現(xiàn)場冬季施工的需要。
四、混凝土冬期施工質(zhì)量控制要點
?。ㄒ唬┗炷炼臼┕さ牟牧蟽浔亍Ｉ笆蠎?yīng)在入冬以前進行蓋上10cm以上的草袋以及棉氈或采取其他措施，保證砂石料不受凍、溫度在0℃以上，同時防止出現(xiàn)冰雪、冰凍進入攪拌機內(nèi)，給混凝土溫度帶來損失；防止過大的凍塊堵塞砂石料輸送帶；防止部分冰凍塊進入攪拌機內(nèi)會很難被粉碎、溶化，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量；水泥、外加劑應(yīng)在庫房或暖棚內(nèi)進行保溫，禁止對其進行直接加溫；冬季溫度過低，應(yīng)提前作好水源儲備并防止污染。
（二）混凝土拌和料的加溫。才對攪拌站進行搭設(shè)溫棚保溫、砂石料保持正溫的情況下，混凝土拌和料要加溫，拌和水加熱溫度根據(jù)混凝土拌和物混合溫度和計算控制。
?。ㄈ┗炷恋陌韬?。
（四）混凝土的運輸。各種混凝土運輸車、混凝土輸送泵以及管道在使用前必須用熱水清洗加溫；保證運輸過程順暢、運輸速度快速；混凝土泵安裝后要加保溫采暖棚，管道用棉氈包裹保溫；管道在使用前后用熱水沖洗干凈，防止混凝土殘料在管道內(nèi)凍結(jié)、影響暢通。
?。ㄎ澹┗炷恋臐仓Ｄ０?、鋼筋均必須采取有效措施如暖棚進行加溫至10℃以上方可進行混凝土澆筑；盡量減少因施工操作引起的混凝土拌和物溫度損失，如減少混凝土暴露時間、及時對混凝土予以保溫。
?。┗炷恋臏囟缺O(jiān)控。建立溫度檢測制度、指定專人負(fù)責(zé)，建立完整的檢測記錄。
