高寒地区混凝土施工工艺创新

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摘 要 在高寒地区施工基础混凝土一直是困扰竖井下掘前期施工准备工作的一个难题，许多企业面对这种高寒天气都是采取停止施工，随着竖井施工技术的提高，一些高寒地区的矿山企业在施工混凝土时也采取了一些保温措施，但都不是很全面，很系统，混凝土质量也达不到优良标准，而通过我们的技术创新，可以保证混凝土质量优良，而且能保证施工工期，在高寒地区混凝土施工方面具有很好的推广、应用价值。本文就此进行研究。

关键词 高寒地区;混凝土;施工工艺

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）21-0112-01

1 任务来源：企业自主创新

锡林郭勒盟山金阿尔哈达矿业有限公司主井工程是3000

吨/日采选扩建项目重点工程和关键工程。工程自开工以来，公司项目管理人员与施工单位、监理单位齐心协力，大胆创新，克服了地理位置偏远，施工环境恶劣，草原冬季狂风暴雪等不利因素，全力推进项目建设。在2012年12月底至4月份期间，在零下35℃的气温下完成了主井井架基础、卷扬机基础、稳车基础混凝土及井颈1段混凝土的浇筑工作;同时对稳盘升降装置和爆破器材短缺等情况下，如何提高竖井掘进效率进行了大胆创新。大大加快了竖井的下掘速度。

锡林郭勒盟山金阿尔哈达矿业有限公司地处严寒地区，一年的室外施工期不足六个月，计划井塔的施工期为2014年4月21日至9月20日，所以在2014年4月20日前必须完成井筒及其相关所有硐室的井下工程部分，如井塔工程不能在2014年9月20日按期完工，受气温限制将无法继续施工，只有等到2015年春季再继续施工，影响主井工程甚至整个项目的正常施工。所以必须严格按计划进度推进，如推迟或延误一个月，可能影响整个工程一年。

2 应用领域和技术原理

应用领域：主要是解决高寒偏远地区竖井的井架基础、卷扬机基础、稳车基础的混凝土施工、稳车升降装置的改进及爆破器材的综合使用，进一步提高竖井下掘速度。

技术原理：主井工程施工期间，矿区气温持续在零下35度以下，个别时间在40°以下，砂子、石子严重结块，使混凝土浇筑无法施工。为解决这一难题，我们在主井混凝土施工过程中，采取暖棚法、加热法双管齐下，确保混凝土养护在合适的温度范围内，保证施工质量和工期。

1）暖棚施工技术。

①彩钢房暖棚法。在开挖好的井架基础坑周围打设地锚，利用地锚将彩钢房基础骨架固定好，焊接彩钢房主体骨架，组装彩钢保温板，形成基础保温房，在保温房内架设2台大型火炉24小时生火取暖，火炉与房顶安装烟囱便于排烟，防止煤气中毒，另外在保温房内安装了2台暖风机，室内温度保持在10～15℃范围内，为混凝土施工提供良好的环境。

②帆布篷暖棚法。因稳车群基础体积大、棚子长，常规彩钢暖棚抗风能力差、效果不理想，我们集思广益，采用复合矮棚保温--自创“保温模板”，即先支好一层模板，在模板内燃煤，增高地面的温度，在模板外裹上厚厚的棉被，在棉被的外面再架设一层模板，形成了“保温模板”，混凝土浇完后，在篷布内架设多盏浴霸来保证混凝土的温度。

2）混凝土原材料解冻。

①砂石地暖升温解冻。由于地表温度极低，砂场供应的砂石均冻结成大块，我们在保温房固定区域内安装1台民用取暖锅炉，使用Φ40无缝管制作地暖管道设施，将结块砂倒运至地暖设施上，使冻结砂石进行加温解冻，解冻效果较好，且一次解冻、回温的砂石量较大，保证了混凝土的连续浇筑。在井筒掘进期又充分的利用空压机的热量对砂石进行解冻（空压机散热口与保温房连接）。

②拌制混凝土用水加温。在保温房内焊接两只水箱，利用电热管对施工用水进行加热;同时在水箱下用砖砌筑灶台，在灶台中生火对施工用水进行加温至60～70℃，保证了混凝土的出盘温度。但水泥不能与高温热水直接接触拌制，因此必须按以下投料方式进行拌制混凝土。首先砂石加90%的水进行搅拌1分钟;然后水泥、外加剂进搅拌机进行搅拌1.5分钟以上并补充剩余10%的水分;砂石和水泥、外加剂分开进料，防止水泥、外加剂接触热水发生水泥“假凝”现象;拌和时间适当延长。采取以上措施后，搅拌站运转正常，冬季混凝土生产供应及时，混凝土出机温度均在10℃左右，混凝土质量符合规范要求。

3）基础混凝土的施工及养护。

①混凝土的搅拌。必须要严格控制砼的水灰比，凡由骨料及防冻剂溶液带入的水分，必须在事前计算清楚，且要将其从拌和水中予以扣除。在对砼进行搅拌前，应用热水或蒸汽冲洗搅拌机，砼搅拌的时间应较常温时延长50%。在搅拌过程中，如果拌和水的温度超过65℃，则先要放入骨料和热水，直到搅拌水温降到40℃左右时，再加入水泥和防冻剂（复合防冻剂）搅拌至规定时间，以确保水泥不“假凝”，并且保证砼形成良好的和易性且拌和物温度均匀，有助于浇注成型后砼强度的发展和增长。

②混凝土的养护。井架基础砼浇筑完后，保温房保温3至4天后拆除，为确保已浇完基础混凝土的养护强度，采用电热毯将基础包裹，电热毯上再包裹一层棉被，棉被外包裹一层彩条布，之后用绳索扎紧，电热毯通电发热提高养护温度，另一方面利用棉被的保温性和彩条布的防透性将混凝土凝固期间产生的水化热、水汽封闭在了基础之内，即提高了养护温度又增加了养护需要的湿度。

4）主井井颈混凝土施工经验。

①主井井颈段下掘，低温致使混凝土凝固脱模时间长。为此，一是采用两台30KW活动式暖风机井底加热，提升井筒内温度;二是井内加湿增温，达到蓄热养护目的。最终脱模时间由原先的20小时缩短到了5小时，不仅保证了施工质量，而且加快了施工进度。

②增加混凝土入模稠度，在保证混凝土流动性的前提下尽可能地降低水灰比，缩短混凝土终凝过程;

③在拌合时添加了早强减水剂，缩短混凝土终凝过程;

④在每模底1米的混凝土中添加了少量速凝剂，使混凝土提早初凝。

3 成果的创造性、先进性

创新了在高寒地区混凝土的施工技术，保证了混凝土质量，节约了施工工期。

4 推广应用的范围、条件和前景

高寒地区竖井混凝土施工工艺的创新，将极大推动高寒地区竖井混凝土的施工速度，对同类项目的快速施工具有很好的推广、应用价值，前景非常良好。