雪车雪橇赛道喷射混凝土冬季施工相关技术要点措施

发表时间:2021/4/23   来源:《科学与技术》2021年3期   作者:蔡尚儒1 赵安光2 林剑锋3
[导读] 雪车雪橇赛道喷射混凝土是赛道施工中最重要且难度最大的一道工序,
        蔡尚儒1 赵安光2 林剑锋3
        上海宝冶集团有限公司  上海市, 200941
        摘要:雪车雪橇赛道喷射混凝土是赛道施工中最重要且难度最大的一道工序,是国内首次将这一技术应用于主体结构施工,为保证运动员训练、比赛时滑行顺畅,也为保证运动员的人身安全,喷射混凝土施工质量控制至关重要。但在寒冷冬季长达数个月的北京,喷射混凝土的施工变得更加困难,因此必须重视冬季施工的质量,分析施工存在的问题,提出相关技术要点措施,确保喷射混凝土冬施施工质量。
        关键词:喷射混凝土  冬季施工  质量控制  注意事项 

引言
        国家雪车雪橇中心赛道是国内首次将喷射混凝土技术应用于主体结构施工,高强度高密度的混凝土起到结构支撑作用,其施工质量直接关系到运动员的生命安全,因此,赛道喷射混凝土的施工质量控制变得尤为重要。
        北方冬季期间气温较低,混凝土搅拌、运输、喷射、养护等都可能影响混凝土施工质量,为了避免喷射混凝土早期受冻,使混凝土质量取得与暖天施工时同样的效果,就必须在这种寒冷的环境下采取一些特殊的相关技术措施,以确保工程质量。
        
1.喷射混凝土冬季施工存在的问题
        问题:喷射混凝土受冻造成的混凝土强度降低。
        措施:(1)混凝土搅拌用水处设独立加热系统,保证搅拌用水水温长时间保持在50~60℃,运输时罐车罐身必须包裹专用的15mm厚防水保温套;
        措施:(2)现场进行坍落度、含气量、凝结时间等检测,检测合格后方可进行喷射;
        措施:(3)喷射前搭设定制化装配式全地形气候防护棚,保证封闭空间内恒定的湿度与温度;
        措施:(4)搭设混凝土运输车的防护棚;
        措施:(5)在赛道底部放置暖风机保持棚内温度,并在棚内设半自动喷淋装置保持棚内适度。

2.喷射混凝土在冬施期间采取的相关技术措施
2.1 混凝土搅拌
        (1)冬期施工期间,混凝土搅拌用水必须经过加热才可使用,否则将对混凝土的性能产生严重的影响。
        (2)对赛道喷射混凝土搅拌用水量进行分析

        (3)冬期混凝土搅拌用水需50~60℃,要设独立的加热系统,并配置保温桶,加热配置如下:
        空气源热泵+加热水箱+热水储水箱+循环泵

图1 工作原理示意图
        (4)混凝土搅拌时间必须严格控制,搅拌时间过长,拌合物温度降低,加入的热水将不起作用。
        (5)如在搅拌期间需要测试混凝土的坍落度,取出的混凝土不得在自然环境下久放,测试区域必须有挡风措施。
2.2 混凝土运输
        (1)混凝土运输车罐身必须包裹专用的15mm厚防水保温套,内含保温夹层,兼具防水保温两种功能。
        (2)混凝土运输车装料前可用热水将罐内润湿,以减少热量损失。
        (3)混凝土运输过程不得耽误,应尽可能减少运输的时间。
2.3 混凝土喷射
        混凝土喷射为赛道混凝土工程中的重点,是赛道结构施工中最为关键的一环,喷射所用均为低坍落度混凝土,其坍落度的损失极易受到环境的影响,因此喷射前,现场必须进行坍落度、含气量、凝结时间等检测,检测合格后方可进行喷射;从混凝土运输车放料开始,混凝土所经过的路径都需做保温保湿措施。
2.3.1 混凝土停放现场防护
        混凝土运输至施工现场,停放于喷射机旁侧,需使用推拉式移动防护棚将整个喷射机笼罩在内,另搭设4.7*6*10m的钢管脚手架,覆盖雨布作为混凝土运输车的防护棚,减少低温对混凝土泵送的影响主要防止冷风对混凝土带来的不利影响,如果温度过低,考虑将防护棚封闭,并放置暖风机增加环境温度。
2.3.2 混凝土泵送性能保证
        泵车输送管用保温棉进行包裹,混凝土未放料时,应保持运输车罐身匀速旋转(正转),使混凝土处于运动状态。从混凝土放入喷射机料斗起,应保持料斗内搅拌叶片一直处于工作状态,以免影响混凝土的泵送性能。
2.3.3 混凝土流动性保证
        喷射混凝土所用的钢质泵管导热性较强,容易受到环境温度的影响,因此在喷射作业时,应使用聚氨酯保温筒包裹钢质泵管段,减少热量损耗。为使泵管内混凝土在一定程度上保持流动状态,暂停喷射期间每10min至少将混凝土泵出一次。
2.3.4 混凝土试块的留设
        喷射混凝土不同于普通混凝土,所用的钢质泵管导热性较强,容易受到环境温度的影响,因此在喷射作业时,应使用聚氨酯保温筒包裹钢质泵管段,减少热量损耗。为使泵管内混凝土在一定程度上保持流动状态,暂停喷射期间每10min至少将混凝土泵出一次。
        
2.4、混凝土养护
        国家雪车雪橇中心项目位于北京市延庆区张山营镇西大庄科村,根据气象局提供气象资料可知该地区冬施期间最低温度可达-15~-21.6℃,湿度不足50%,因此必须采取相应的措施保证混凝土周边环境的温度和湿度,尤其在养护期间,更需保证环境温度至少≥10℃,湿度≥80%。
        冬期混凝土养护必须在密闭的环境中进行,并建立完善的保温保湿系统。冬期喷射混凝土的施工是赛道冬期施工的重点,由于环境的温度与湿度对混凝土的施工性能影响极混凝土喷射作业时使用的防护棚、暖风机等措施均在养护时沿用,每个防护棚内至少放置2个温度湿度计,随时监控环境温度和湿度,并安排专人24h看护。
2.4.1 防护棚内保温系统
        (1)赛道底部放置暖风机保持棚内温度,棚内温度需保证至少在15℃以上,以20℃为宜。暖风机运作时温度较高,应配置专门的防护装置,并将暖风机整体置于防护笼内,挂牌标示,防止人员烫伤。
        (2)风机功率为30kW,以40m长的防护棚为例,需要暖风机7台。
        由于赛道高度在不断的变化,防护棚高度随之调整,棚内空间非固定值,因此可根据实际情况调整暖风机的使用数量,以节约能耗。
        (3)暖风机尽量布置在U形槽内,避开人员行走的区域,必要时可置于脚手架上,左右两侧交叉布置,使热量均匀散开。
2.4.2 防护棚内保湿系统
        (1)养护用水使用不锈钢保温桶配电力加热器,如有结冰的情况,应使用加热器融化浮冰,喷雾用水无需特别加热。不锈钢保温桶需配2*8*2.5m的推拉式移动防护棚,以减少能耗。
        (2)在混凝土终凝前,应使用水枪人工喷雾养护,保证混凝土面湿润即可,不得有明水流淌或水珠滴落。
        (3)混凝土终凝后,为保证混凝土养护期间湿度继续保持80%以上,防护棚内需设半自动喷淋装置,并配置喷雾水泵,保证混凝土面随时处于湿润状态。

3、结语
        喷射混凝土成型质量控制必须精益求精,冬季施工设计混凝土强度问题,必须更加加强质量控制并实施相关技术措施,喷射前搭设定制化装配式全地形气候防护棚,保证封闭空间内恒定的湿度与温度;喷射时,喷射料依次穿过双层钢筋网、密集排布的制冷管道、制冷管背面的双层钢筋网,最终到达赛道背部的金属钢织网或底部的模板基层。整个喷射过程中,喷射机的流量、脉冲,风压,喷射的距离、角度,空气的湿度、温度,风速等全部作为质量决定性因素来严格把控,以保证不同滑面、全空间骨架均达到相同的高密实填充,从而确保赛道完美制冷。

参考文献
1.吴斌:隧洞喷射混凝土冬季施工技术[J],绿色科技,2010(05)作者简介1:蔡尚儒(1995年12月—),男,汉族,吉林省长春市,助理工程师,本科, 研究方向:雪车雪橇赛道喷射混凝土冬季施工措施研究。
作者简介2:赵安光(1989年10月—),男,汉族,内蒙古自治区赤峰市,工程师,本科,上海宝冶集团有限公司,研究方向:雪车雪橇赛道喷射混凝土冬季施工措施研究。  
作者简介3:林剑锋(1984年4月—),男,汉族,福建省莆田市,高级工程师,本科,上海宝冶集团有限公司,研究方向:雪车雪橇赛道喷射混凝土冬季施工措施研究。
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