嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》是中國建築土木建設有限公司完成的建築類施工工法，完成人是裴正強、龍軍屹、蔡寧、肖劍光、趙興超。該工法適用於嚴寒地區-15~5攝氏度氣溫條件下的鐵路客專橋樑支座灌漿的冬期施工作業，也可用於其他類似支座的冬期灌漿施工。

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》主要的工法特點是：保溫箱構造簡單，操作方便，製作成本低，周轉周期短，使用次數多，充分利用了熱能，減少了材料消耗，符合節能環保要求。

2011年9月30日，《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2009~2010年度國家二級工法。

基本介紹

• 中文名：嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法
• 工法編號：GJEJGF214-2010
• 完成單位：中國建築土木建設有限公司
• 主要完成人：裴正強、龍軍屹、蔡寧、肖劍光、趙興超
• 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
• 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）

形成原因

哈大鐵路客運專線是中國國家“十一五”規劃的重點建設工程項目之一，納入中國國家《中長期鐵路網規劃》，是中國東北嚴寒地區修建的首條鐵路客運專線，具有規模大、工期緊、冬期施工時間長的特點。

哈大客專TJ-2標段位於遼寧省境內，地處嚴寒地區。據當地氣象統計資料顯示，該施工段年平均氣溫為7攝氏度，最冷月份平均氣溫為-14.2攝氏度，最低氣溫-31.5攝氏度，2008年10月底至次年的3月底屬冬期施工。進行冬期支座灌漿時，常規的保溫措施已不能保證灌漿質量，並且灌漿層強度增加緩慢，直接影響架梁進度。為確保冬期架梁質量，滿足架梁工期要求，中國建築土木建設有限公司針對冬期箱梁架設中的支座灌漿工藝進行科技攻關，形成了“嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工技術”，以該技術為依託形成《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》。

工法特點

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的工法特點是：

一、該工法研發了支座灌漿保溫箱，能夠保證灌漿層養護溫度一致，強度增長快速均勻，解決了傳統保溫工藝中棉被包裹、暖風機加熱升溫時，內部不能形成連續空腔，熱風僅局部循環流動，灌漿層受熱不勻、強度增長不一致、易開裂等問題。

二、該工法改變了傳統保溫工藝中灑水養護的方式，改為保溫箱內蓄水養護，保證了灌漿層表面受熱一致、水化反應充分，解決了傳統保溫方法中熱風直接吹至灌漿層表面易造成的風裂問題。

三、該工法通過使用保溫箱，保證了暖風機風口氣流暢通，有效防止了暖風機過熱，消除了火災隱患，延長了暖風機使用壽命。

四、該工法所用保溫箱構造簡單，操作方便，製作成本低，周轉周期短，使用次數多，充分利用了熱能，減少了材料消耗，符合節能環保要求。

操作原理

適用範圍

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》適用於嚴寒地區-15~5攝氏度氣溫條件下的鐵路客專橋樑支座灌漿的冬期施工作業，也可用於其他類似支座的冬期灌漿施工。

工藝原理

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的工藝原理敘述如下：

通過對支座灌漿作業採取預熱、保溫箱保溫、測溫等一系列冬施措施，確保了灌漿質量和灌漿層強度均勻快速增長。支座灌漿保溫箱箱體與梁底及墊石頂面形成封閉空間，有利於暖風機吹出的熱風在箱體內循環流動，同時還切斷了箱體內外空氣的對流，避免了熱能傳導散失，能夠保證灌漿層養護溫度一致，強度增長快速均勻。支座保溫箱示意圖見下圖。

支座灌漿保溫箱示意圖

註：1一保溫箱；2一空腔；3一支座；4一箱梁底面；5一灌漿層；6一錨栓；7一蓄水線；8一熱源預留口；9一預製鋼模板；10一墊石。

施工工藝

• 工藝流程

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的施工工藝流程參見下圖。

嚴寒地區支座灌漿工藝流程圖

操作要點

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的操作要點如下：

一、施工準備

1.準備好防寒保溫物資、供熱熱源和機具設備。

2.做好材料配合比、進場檢驗、試拌工作。

3.鑿毛支座就位部位的支承墊石表面平整，清除墊石及錨栓孔內的雜物。

4.製作灌漿定型鋼模板，要求模板高度為50毫米。

5.計算灌漿所需灌漿料及拌合水的用量，備料充足。

二、模板安裝

1.安裝灌漿用預製鋼模，模板底面設一層4毫米厚橡膠防漏條。

2.模板安裝應對縫嚴密，連線螺栓緊固到位，並可靠固定在支承墊石頂面。

三、預熱

1.灌漿料、支座下底板、錨栓孔、錨栓、定型鋼模板以及墊石上表面採用電熱毯或暖風機進行預熱，棉被包裹保溫，用紅外測溫儀測溫，當溫度高於5攝氏度時方可進行灌漿施工。

2.拌合水加熱後溫度控制在30~60攝氏度，最高溫度不得超過60攝氏度。

四、漿液製備

1.稱量已預熱的灌漿料和拌合水，誤差控制在±1%以內。

2.用熱水對砂漿攪拌機進行沖洗預熱。

3.向攪拌設備內倒入乾粉料，加入不超過60攝氏度的熱水進行攪拌，宜在3分鐘內攪拌均勻。

4.拌合好的漿體在砂漿攪拌機內靜置3~5分鐘，漿體不得泌水，出機流動度不應小於320毫米，出機溫度不低於15攝氏度。

五、灌漿

1.灌漿採用重力灌漿方式，灌漿口不低於梁頂面。

2.灌漿前，用熱水對漏斗、導管進行濕潤預熱。

3.漿體的入模溫度控制在10攝氏度以上，並應在10分鐘以內灌注完成。

4.支座灌漿必須從一側進行，不允許多側同時進行。

5.灌漿層厚度應控制在20~30毫米，當灌漿層控制標高超過支座下表面3~5毫米時，停止灌漿。

6.灌注實際用量應略高於理論計算值，保證一次灌滿，防止中間缺漿。

7.灌漿完畢後，用水清洗砂漿攪拌機、漏斗、軟管等器具。

六、試件製作

1.用40×40×160毫米試模製作標準養護試件3組，同條件試件不少於3組。

2.同條件養護下，2小時抗壓強度應大於20兆帕，24小時抗折強度不應小於10兆帕，同條件試件養護1天后，轉標養至28天，試件的抗壓強度不應小於50兆帕。

七、保溫箱製作

1.支座灌漿保溫箱由箱體和暖風機組成。保溫板一側板壁居中位置開有熱源接人口，熱源接入口內嵌暖風機，暖風機頭部出風口朝向空腔，尾部進風口在保溫箱體外部。箱體採用密度小、導熱係數低、阻燃性好的保溫板製成。支座灌漿保溫箱詳見下圖。

支座灌漿保溫箱

註：1一箱體：2一熱源接入口；3一暖風機；4一空腔。

2.支座灌漿保溫箱安裝位置見下圖。箱體與梁底及墊石頂面構成相對封閉的空間，有利於暖風機吹出的熱風在箱體內循環流動。

支座灌漿保溫箱安裝位置示意圖

註：1一箱梁；2一支座灌漿保溫箱；3一墊石；4一橋墩。

八、保溫箱安裝

1.灌漿完畢，應在1分鐘內拼裝好保溫箱。

2.保溫箱安裝好後，立即在箱體熱源預留口處插入暖風機，通電加熱。暖風機風口應無遮擋。

3.保溫箱安裝完成後應縫隙嚴密。

九、養護

1.灌漿料初凝後，在灌漿模板內注水，水面高於灌漿層表面10~15毫米。

2.同條件養護試件抗折強度達到10兆帕後，停止對支座進行加熱養護，拆除保溫箱和模板，用塑膠薄膜包裹支座，外層用電熱毯加熱、棉被包裹養護至24小時。

3.同條件養護試塊抗壓強度達到20兆帕後，拆除電熱毯、棉被及臨時千斤頂。

十、測溫

1.安排專人進行氣溫、水溫、料溫的測量和記錄。

2.在灌漿料初凝、保溫箱拆除、模板拆除時進行砂漿溫度測量，測溫點設在灌漿層表面，測溫時將溫度計放置在灌漿層表面至少5分鐘，並做好測溫記錄。

3.測溫人員應同時檢查暖風機工作及覆蓋保溫情況，發現問題及時採取措施。

材料設備

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》所用的材料及設備明細如下：

一、材料

1.拌合用水應滿足《混凝土用水標準》JGJ 63-2006的要求。

2.灌漿料的品種、強度、溫度應符合設計及規範要求。

3.灌漿料進場檢驗，每10為一個批次，不足10噸按照一個批次進行檢驗。各項指標應符合《客運專線橋樑盆式橡膠支座暫行技術條件二附錄A客運專線橋樑盆式橡膠支座安裝用材料》（科技基函[2005]1101號）的要求。支座灌漿料檢驗指標見下表。

4.主要材料

主要材料見下表。

二、設備

主要設備、測量儀器、工具配置詳見下表。

質量控制

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的質量控制要求如下：

一、質量控制標準

1.《建築工程冬期施工規程》JGJ 104-97。

2.《混凝土用水標準》JGJ 63-2006。

3.《客運專線橋樑盆式橡膠支座暫行技術條件_附錄A客運專線橋樑盆式橡膠支座安裝用材料》（科技基函[2005]101號）。

4、《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》（鐵建設[2005]160號）。

二、質量控制措施

1.施工人員應熟練掌握支座灌漿冬期施工技術的操作方法，質檢人員跟班檢查各工序施工質量。

2.支座灌注施工宜選擇在當日氣溫較高的時間段內進行。

3.灌漿料中嚴禁加入任何外加劑或外摻劑。

4.建立溫度監測體系，對施工環境溫度、灌漿乾料溫度、拌合用水溫度、砂漿出機溫度、砂漿入模溫度、砂漿養護溫度、同條件養護試件溫度等進行監測。

5.在規定的時間內完成灌注和保溫箱的安裝。

6.養護期內必須安排專人值守，並經常檢查保溫情況。

7.現場配置備用發電機及電熱毯、暖風機。

安全措施

採用《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：

一、認真貫徹“安全第一，預防為主”的方針，建立健全安全保障體系，嚴格執行安全生產責任制，加強施工作業中的安全檢查，確保作業標準化、規範化。

二、制定詳細的冬期施工安全制度，做好安全技術交底，對參加冬期施工的全體員工進行安全知識培訓，特別是防滑、防凍、防火知識教育等。

三、高空作業要有防滑措施，支座灌漿作業人員必須配戴防寒、防凍、防溜、防滑勞動保護用品，戴好安全帽，系好安全帶。

四、及時清除作業場地、上下樓梯、工作平台等部位的冰雪，採取必要的防滑措施。

五、機械設備要按冬期施工要求採取防凍措施。

六、施工現場臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》JGJ 46-2005的有關規定執行。

七、作業地點配備足夠數量的消防滅火器材。

八、六級以上大風以及大雪、大雨、大霧、凝凍天氣禁止進行高空作業。

環保措施

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的環保措施如下：

一、根據《建築施工場界噪聲限值》GB 12523-90的要求控制施工噪聲。施工機械設備選型配套時優先考慮低噪聲設備，並採取消聲、隔聲、安裝防震底座等措施來降低噪聲。

二、夜間照明時，要注意照明燈具的照射方向不得指向居民房屋的大門、窗戶等，無法避免時，應調整作業時間或採取遮擋措施。

三、施工產生的污水經收集後，統一處理，不得隨意排放。

四、選用40千瓦小型發電機為支座灌漿作業提供電力，減少能源消耗。

五、保溫材料周轉使用，廢棄的零碎配件、邊角料、灌漿料包裝袋、包裝箱等及時清理回收。

效益分析

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的效益分析如下：

一、該工法保證了支座灌漿冬期施工質量，提高了架梁速度，縮短了架梁工期，為在嚴寒地區進行支座灌漿提供了借鑑經驗，具有社會效益。

二、採用該工法施工，將架橋機等待過孔時間由原來的4~5小時，縮短到1.5小時，提高了施工效率，在已完成的501孔冬期箱梁架設中節約成本257.7萬元，具有經濟效益。

三、該工法採用的專用保溫箱可使用次數多，周轉周期短，熱能利用充分，減少了材料消耗。

註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算

套用實例

《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》的套用實例如下：

一、哈大客運專線TJ-2標段

該工程位於遼寧省鐵嶺市昌圖縣境內，自2008年9月30日開始架梁至2009年11月11日架梁結束，共架設箱梁839孔。其中有336孔箱梁的支座灌漿採用該工法進行了冬期施工，所有箱梁架設質量均符合驗收標準。

二、長吉城際鐵路CJCJ-1標段

該工程為新建長春至吉林鐵路CJCJ-1標段，位於吉林省長春市境內，路線起訖里程IDK1+450~IDK57+706.14範圍內的架梁工程，自2009年2月13日開始架梁至2010年3月15日架梁結束，共架設箱梁516孔。其中有163孔箱梁採用該工法進行了冬期施工，所有箱梁架設質量均符合驗收標準。在環境溫度達到-26攝氏度時，嚴格按該工法要求進行操作，其支座的灌漿質量和強度增長也達到了要求。

榮譽表彰

2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單》，以建質[2011]154號檔案公布，《嚴寒地區鐵路客運專線支座灌漿冬期施工工法》被評定為中國國家二級工法。