豎井冬季混凝土施工淺談

張 鵬

(蘭州冶金設(shè)計(jì)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

礦山工程多處偏遠(yuǎn)地區(qū)，施工條件惡劣。筆者在哈密黃山銅鎳礦施工監(jiān)理過程中，由于哈密地區(qū)冬季溫度極端偏低，且戈壁大風(fēng)頻繁，遇到最突出的就是冬季混凝土施工問題。由于前期諸多因素的制約，直到2008年1、2月30號(hào)礦體主、副井才開始進(jìn)行井架基礎(chǔ)、穩(wěn)車基礎(chǔ)、卷揚(yáng)基礎(chǔ)及井頸段混凝土澆筑。此時(shí)正值溫度極端偏低時(shí)期，且大風(fēng)頻繁。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，自混凝土澆筑開始日平均溫度－25.3℃，平均風(fēng)力有5級(jí)，風(fēng)速23m/s。施工環(huán)境極為惡劣。針對(duì)礦區(qū)所處環(huán)境的氣候特點(diǎn)，混凝土澆筑采取了有針對(duì)性的措施，并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際比選采用暖棚施工法，克服了自然環(huán)境困難，取得了預(yù)期的效果。

1 混凝土原材的處理

主、副井施工用砂、石選自哈密三元砂石廠，其砂石品質(zhì)經(jīng)檢驗(yàn)優(yōu)于同類廠家，所以施工用材選自這里。但其砂、石采自干涸河床中底部，含泥較大。所以出廠的砂、石均為水洗砂、石，這樣運(yùn)到現(xiàn)場后多已結(jié)冰成塊，尤以砂凍結(jié)嚴(yán)重。所以，現(xiàn)場對(duì)砂、石采取針對(duì)性的人工先進(jìn)行集中敲塊，再將砂堆放在鐵板上集中加熱，并且在加熱過程中不斷翻動(dòng)，使之受熱均勻。同時(shí)將水泥提前搬入加熱棚內(nèi)存放預(yù)熱。該工程施工之初，經(jīng)過熱工計(jì)算，在砂、石不加熱，水溫?zé)?0℃后直接將砂、石投放與熱水共同攪拌，再投放水泥攪拌的方式，也能滿足混凝土出機(jī)溫度，且適當(dāng)延長攪拌時(shí)間就可以使混凝土中基本無砂、石結(jié)塊，滿足施工要求。但針對(duì)現(xiàn)場攪拌的實(shí)際，經(jīng)研究最終，采取了對(duì)砂和水同時(shí)加熱的措施，具體原因其后詳述。

2 混凝土攪拌

一般冬季施工混凝土下料順序是先下砂、石，再放熱水?dāng)嚢韬?，再下水泥的下料方式。因?yàn)闃?biāo)號(hào)42.5以下水泥不能與80℃水直接接觸，否則會(huì)引起水泥迅速熟化，使混凝土強(qiáng)度不再增長，直接的破壞了混凝土。雖然單單將水加熱到80℃就能滿足施工需要，但在主、副井施工中采用的是底卸式強(qiáng)制攪拌機(jī)，如采取以上常規(guī)做法，由于砂、石間隙大，底部下料口無密封裝置，且若采取密封措施于使用極不方便，所以在水泥未投放前水已經(jīng)從底部漏出，致使混凝土水灰比偏小，施工和易性不足。同時(shí)，現(xiàn)場使用PL1200自動(dòng)配料機(jī)和JS1000強(qiáng)制攪拌機(jī)，在砂、石結(jié)冰情況下，配料機(jī)皮帶下料受阻，計(jì)量難以保證。針對(duì)以上情況，經(jīng)研究，現(xiàn)場最終確定采用了將水僅加溫到40℃左右，砂加熱到50℃，石子不再進(jìn)行加熱的做法，這樣便避免了投料順序調(diào)整的問題，正常攪拌時(shí)間，即能很好的保證混凝土出機(jī)溫度，又不致在混凝土中出現(xiàn)砂、石凍塊，較之單純水加熱、改變投料順序、延長攪拌時(shí)間的做法更加能夠確?；炷脸鰴C(jī)質(zhì)量。需要注意的是攪拌站也必須同時(shí)封閉，并確保其中溫度，嚴(yán)禁露天作業(yè)使拌合料在攪拌過程中過早散失溫度。

3 混凝土施工維護(hù)措施

主、副井井口標(biāo)高1020m，位于整個(gè)礦區(qū)最高位置，風(fēng)力尤其強(qiáng)烈，加之晝夜最大溫差25℃之多，所以對(duì)澆筑后混凝土進(jìn)行覆蓋保溫不現(xiàn)實(shí)，且將澆筑過程置于冷空氣中造成迅速冷卻結(jié)冰將使混凝土強(qiáng)度無法增長，也從根本上破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。即使在天氣良好時(shí)期能夠滿足澆筑環(huán)境，但由于當(dāng)?shù)販夭畲?、氣候極度干燥多風(fēng)，養(yǎng)護(hù)撒水均處在冰點(diǎn)溫度將造成結(jié)冰使混凝土脹裂破壞，不撒水又會(huì)使攪拌用水過早風(fēng)干難以保證養(yǎng)護(hù)需水，強(qiáng)度亦難以持續(xù)增長。所以結(jié)合實(shí)際，現(xiàn)場最終采用帆布帳篷對(duì)澆筑點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)，創(chuàng)造局部澆筑和養(yǎng)護(hù)優(yōu)良環(huán)境來滿足施工需要，同時(shí)于帳篷澆筑基礎(chǔ)四周各架設(shè)一個(gè)煤爐加熱，帳篷內(nèi)設(shè)溫度計(jì)，使溫度始終處于15℃左右的恒溫狀態(tài)，使混凝土基本可以按常規(guī)進(jìn)行澆筑及撒水養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)期間專人管理，嚴(yán)格測溫測濕，并根據(jù)情況加溫加濕，使棚內(nèi)任意點(diǎn)溫度不得低于5℃，對(duì)易于產(chǎn)生風(fēng)口的位置進(jìn)行了加厚，外側(cè)帆布棚底部加壓土體、塊石，防止大風(fēng)將帆布掀起產(chǎn)生風(fēng)口。

4 井筒段施工特點(diǎn)

在10m井頸段施工過程中，現(xiàn)場在混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)過程中采取直接將井口以帆布封閉，僅留設(shè)可揭起關(guān)閉的澆筑下料口，再由串桶將混凝土入模，井筒中心內(nèi)設(shè)煤爐創(chuàng)造良好澆筑、養(yǎng)護(hù)環(huán)境的做法，也是暖棚施工的一種衍生方式。其余與基礎(chǔ)澆筑相同。進(jìn)入井身段后，即井筒掘至15m深度后，煤爐不便使用，可臨時(shí)提升設(shè)備吊桶內(nèi)生火借助提升系統(tǒng)下放至工作面加熱，封口盤封閉井口。待豎井掘至40m左右，地下基本恒溫，受外界氣候影響減小，僅對(duì)攪拌站保溫滿足出機(jī)溫度即可，井下溫度完全可以在自然情況下滿足養(yǎng)護(hù)需要。

5 暖棚的拆除事項(xiàng)

待混凝土超過受凍臨界強(qiáng)度并結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境適當(dāng)延長保溫灑水養(yǎng)護(hù)2～3天后，暖棚即可拆除。但要注意的是暖棚中的溫度與外界溫度溫差很大，且當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差超過25℃便會(huì)開裂，所以在拆除的過程現(xiàn)場先在棚內(nèi)使?fàn)t火緩慢逐漸降溫至自然熄滅，然后在中午日氣溫最高時(shí)分對(duì)帳篷進(jìn)行了拆除。同時(shí)需要注意的是，帳篷拆除時(shí)混凝土表面不得有明顯的積水，以防積水突遇冷空氣后急速結(jié)冰產(chǎn)生凍脹力，使混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

雖然哈密黃山銅鎳礦豎井冬季混凝土施工取得了較好的技術(shù)效果，但是砂、石翻炒，基礎(chǔ)、井口封閉大量使用帆布暖棚，配料機(jī)、攪拌機(jī)頻繁的挪動(dòng)，致使經(jīng)濟(jì)支出較大。所以豎井近地表混凝土澆筑應(yīng)盡量避開極端天氣，確保工程經(jīng)濟(jì)性。基于情況特殊外，以上方法不失為可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[1]《建筑工程冬季施工規(guī)程》.中國建筑工業(yè)出版社

[2]《礦山井巷工程驗(yàn)收及施工規(guī)范》.中國計(jì)劃出版社