豎井冬季混凝土施工淺談

張 鵬

(蘭州冶金設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

礦山工程多處偏遠地區，施工條件惡劣。筆者在哈密黃山銅鎳礦施工監理過程中，由于哈密地區冬季溫度極端偏低，且戈壁大風頻繁，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號礦體主、副井才開始進行井架基礎、穩車基礎、卷揚基礎及井頸段混凝土澆筑。此時正值溫度極端偏低時期，且大風頻繁。經統計，自混凝土澆筑開始日平均溫度－25.3℃，平均風力有5級，風速23m/s。施工環境極為惡劣。針對礦區所處環境的氣候特點，混凝土澆筑采取了有針對性的措施，并結合現場實際比選采用暖棚施工法，克服了自然環境困難，取得了預期的效果。

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，其砂石品質經檢驗優于同類廠家，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，這樣運到現場后多已結冰成塊，尤以砂凍結嚴重。所以，現場對砂、石采取針對性的人工先進行集中敲塊，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，使之受熱均勻。同時將水泥提前搬入加熱棚內存放預熱。該工程施工之初，經過熱工計算，在砂、石不加熱，水溫燒至80℃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溫度，且適當延長攪拌時間就可以使混凝土中基本無砂、石結塊，滿足施工要求。但針對現場攪拌的實際，經研究最終，采取了對砂和水同時加熱的措施，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，再放熱水攪拌后，再下水泥的下料方式。因為標號42.5以下水泥不能與80℃水直接接觸，否則會引起水泥迅速熟化，使混凝土強度不再增長，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制攪拌機，如采取以上常規做法，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從底部漏出，致使混凝土水灰比偏小，施工和易性不足。同時，現場使用PL1200自動配料機和JS1000強制攪拌機，在砂、石結冰情況下，配料機皮帶下料受阻，計量難以保證。針對以上情況，經研究，現場最終確定采用了將水僅加溫到40℃左右，砂加熱到50℃，石子不再進行加熱的做法，這樣便避免了投料順序調整的問題，正常攪拌時間，即能很好的保證混凝土出機溫度，又不致在混凝土中出現砂、石凍塊，較之單純水加熱、改變投料順序、延長攪拌時間的做法更加能夠確保混凝土出機質量。需要注意的是攪拌站也必須同時封閉，并確保其中溫度，嚴禁露天作業使拌合料在攪拌過程中過早散失溫度。

3 混凝土施工維護措施

主、副井井口標高1020m，位于整個礦區最高位置，風力尤其強烈，加之晝夜最大溫差25℃之多，所以對澆筑后混凝土進行覆蓋保溫不現實，且將澆筑過程置于冷空氣中造成迅速冷卻結冰將使混凝土強度無法增長，也從根本上破壞了混凝土結構。即使在天氣良好時期能夠滿足澆筑環境，但由于當地溫差大、氣候極度干燥多風，養護撒水均處在冰點溫度將造成結冰使混凝土脹裂破壞，不撒水又會使攪拌用水過早風干難以保證養護需水，強度亦難以持續增長。所以結合實際，現場最終采用帆布帳篷對澆筑點進行維護，創造局部澆筑和養護優良環境來滿足施工需要，同時于帳篷澆筑基礎四周各架設一個煤爐加熱，帳篷內設溫度計，使溫度始終處于15℃左右的恒溫狀態，使混凝土基本可以按常規進行澆筑及撒水養護。在混凝土澆筑養護期間專人管理，嚴格測溫測濕，并根據情況加溫加濕，使棚內任意點溫度不得低于5℃，對易于產生風口的位置進行了加厚，外側帆布棚底部加壓土體、塊石，防止大風將帆布掀起產生風口。

4 井筒段施工特點

在10m井頸段施工過程中，現場在混凝土澆筑、養護過程中采取直接將井口以帆布封閉，僅留設可揭起關閉的澆筑下料口，再由串桶將混凝土入模，井筒中心內設煤爐創造良好澆筑、養護環境的做法，也是暖棚施工的一種衍生方式。其余與基礎澆筑相同。進入井身段后，即井筒掘至15m深度后，煤爐不便使用，可臨時提升設備吊桶內生火借助提升系統下放至工作面加熱，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，僅對攪拌站保溫滿足出機溫度即可，井下溫度完全可以在自然情況下滿足養護需要。

5 暖棚的拆除事項

待混凝土超過受凍臨界強度并結合現場環境適當延長保溫灑水養護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，且當混凝土內外溫差超過25℃便會開裂，所以在拆除的過程現場先在棚內使爐火緩慢逐漸降溫至自然熄滅，然后在中午日氣溫最高時分對帳篷進行了拆除。同時需要注意的是，帳篷拆除時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冰產生凍脹力，使混凝土表面產生裂縫。

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效果，但是砂、石翻炒，基礎、井口封閉大量使用帆布暖棚，配料機、攪拌機頻繁的挪動，致使經濟支出較大。所以豎井近地表混凝土澆筑應盡量避開極端天氣，確保工程經濟性。基于情況特殊外，以上方法不失為可以借鑒的經驗。

[1]《建筑工程冬季施工規程》.中國建筑工業出版社

[2]《礦山井巷工程驗收及施工規范》.中國計劃出版社