浅谈高寒地区冻结基础施工的技术管理

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摘要：矿建冻结基础工程施工与一般的建筑工程不同，它具有与工程相关内容衔接紧密，工程质量要求较高，工期时间紧等特点。本文结合工程实例及笔者在寒冷地区冬季施工的实践经验对在我国寒冷地区的矿建冻结基础工程施工的冬季施工技术进行阐述，并分析探讨高寒地区冬季矿井施工质量控制，希望可以为在寒冷地区施工的类似工程提供借签，并得以推广。

关键词：冻结法；工艺流程；冻结施工；技术管理；

中图分类号： TU71 文献标识码： A 文章编号：

前言：高寒地区的气候特点使得施工企业不得不在非适宜季节进行施工，这也使得企业的管理工作与施工控制要点有别于传统工程施工管理。施工企业为了保障工程建设效率施工企业仍不得不在非适宜的气候条件下进行工程建设与施工。因此针对高寒地区冻结工程施工需求，施工企业必须从强化自身管理水平、强化企业技术力量入手，通过施工要点分析以及相关管理工作的开展保障高寒地区冻结基础工程施工质量。

1.工程概述

山西晋煤集团鄂托克前旗恒源投资实业有限责任公司新上海庙矿区巴愣井田位于内蒙古的中南部，黄河河套鄂尔多斯盆地西北部，处于内蒙古自治区与宁夏回族自治区的接壤地带，行政区划隶属鄂托克前旗新上海庙镇管辖。该井田由北京圆之翰煤炭工业设计有限公司设计，井田内设主、副、风三个井筒，立井开拓，冻结法施工。淮南工程处负责承建巴愣矿副井、风井井筒冻结工程。巴愣煤矿位于内蒙古自治区鄂托克前旗新上海庙矿区，附近煤矿多，如鹰俊等，工程质量决定着淮南工程处能否在西北市场进一步立足。

2.冻结施工的基本原理

利用土体冻结后其强度、稳定性以及隔水能力大大优于天然土的性质。在岩土工程开挖之前，在开挖的工程周围，钻造钻孔（冻结孔），利用人工制冷技术，通过冻结孔对地层进行制冷，形成一个封闭的冻土结构，隔绝地下水的联系，同时抗抵周围岩土的压力，确保工程开挖的安全。

3.冻结工程工艺流程

钻场基础施工，打钻造孔与冻结设备基础施工、冻结设备管路安装调试，冻结沟槽施工及安装，冻结设备运转等。因此前期的冻结基础工程施工是冻结工程施工的第一步，是工程最基础的部分，质量的好坏对工程质量、进度影响也是深远的，持续的。

4.施工质量控制

高寒地区冻结基础工程施工难点是：控制钻场基础和冻结设备基础土建施工过程中混凝土外观质量差、强度低两项问题，确保冻结基础工程施工质量全部合格，确保冻结造孔工程的如期施工，确保土建工程不影响冻结造孔及设备安装工程的施工、质量。我们分别从材料、搅拌、运输、施工、温度控制、防冻剂、养护、技术人员培训八个方面进行过程控制。

4.1材料控制

由于工程工期比较紧迫，我们在原材料上必须严格控制，石子的级配强度必须合格，沙子的粒径必须是中砂或中粗沙，含水量含泥量必须符合冬季施工的要求，水泥选择强度标号为42.5硅酸盐水泥，并且严格控制混凝土的配合比，为了确保混凝土最短的养护龄期的强度符合安装的要求，我们经与甲方协商，将本层的混凝土标号从C30提高到C35。

4.2搅拌控制

为了保证混凝土出模温度及拌合的均匀度，我们采用大型搅拌站拌合混凝土，有利于提高混凝土配合比的准确性，水、沙、石通过电加热的办法，有效地提高了混凝土的出模温度，保证了硬化温度。

4.3运输控制

为保证混凝土在运输中温度不降低，我们采用混凝土汽车罐运输，并对汽车罐覆盖保温模。

4.4施工控制

施工的控制主要包括浇筑、振捣、保温、覆盖、养护等各方面的细节控制。

为保证混凝土的入模温度，使混凝土能在短时间内浇筑而减少外界低温对混凝土早成的影响，我们用两台70米的汽车输送泵同时浇筑，四台振动棒同时振捣，降低了外界环境对混凝土在浇筑过程带来的损失，确保了混凝土的入模温度。保温措施是新浇筑的混凝土部分采用电暖器加热法，周围采用雨帆布或塑料薄膜全封闭围护法减少大风对混凝土质量的影响。

4.5温度控制

高寒地区冬季施工，温度是一个重要指标，它直接影响到混凝土的质量，测温是一个至关重要的环节。主要包括以下几个方面：

（1）外界环境的温度：外界环境的温度是制定冬季施工的关键，除了看天气预报外，还要进行温度实际测量，一般采用普通水银温度计即可，每天3——4次。

（2）外加剂与原材料的温度测量：外加剂与原材料的温度也是影响混凝土温度的重要指标，如果温度过低，或者有结冰现象，必须采取加热处理。

（3）混凝土温度的测量：混凝土的温度是决定混凝土强度的重要指标，只有保证了混凝土温度才能保证混凝土的水化反应，使混凝土不至于在温度过低的情况下被冻坏。混凝土温度的测试一般包括混凝土出口、混凝土运输、混凝土浇筑及混凝土养护的温度的测试。

4.6防冻剂的添加

在混凝土拌合中，添加一定的防冻剂也是避免混凝土在运输、浇筑及养护时被冻坏，保证混凝土强度的有效措施。防冻剂的种类包括：强电解质无机盐类、水溶性有机化合物、有机化合物与无机盐复合类和复合型防冻剂。

4.7混凝土养护

防止混凝土表面温度受环境因素（气温骤降等）影响而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不宜超过20℃。本工程混凝土施工前制定了严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足工程设计要求。混凝土在拆模后，若天气产生骤然变化时，应采取适当的保温或隔热措施，防止混凝土产生过大的温差应力。措施：1.双层保温材料进行保温。2.大面积区域设置煤火炉进行养护，确保混凝土养护温度得到控制，混凝土养护期间应注意采取保温措施。

4.8施工人员技术的培训

高寒地区冬期施工由于在负温下进行作业，如果工作人员不了解或不熟悉冬期施工规律，极易造成工程质量事故，为保证工程质量，冬期施工前必须进行人员培训，培训内容为：

（1）要学习国家和地方有关冬期施工规范、标准、规定，如《建筑工程冬期施工规程》规范等文件；

（2）学习有关高寒地区冬期施工的基本理论知识及施工方法。

5.总结

我处巴楞项目部负责承建巴愣矿副井、风井井筒冻结工程，在施工过程中，通过采用合理、有效的冻结基础施工方案，大大提高了冻结基础工程的施工质量，保证了施工工期，为冻结工程下一步工序的开展提供了质量保证。冻结钻场基础在通过甲方的验收后，得到了甲方的一致好评，为淮南工程处赢得了声誉，为淮南工程处西部市场的开拓做出了应有的贡献，也为低温条件下冻结基础工程施工提供了宝贵的经验。

参考文献：

[1]马芹永,人工冻结法的理论与施工技术,人民交通出版社,114-06492-0.

[2]陈礼仪,岩土工程施工技术,四川大学出版社,5614-4090-2.

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《华北水利水电学院学报》,2010第3期-维普资讯网

[4]王立东, 低温季节混凝土工程施工要点研究,《水利水电技术》,2004第S1期-维普资讯网