摘要：严寒天气条件下，泥水平衡顶管施工极易发生低温冻结，会对设备安全和施工进度产生致命影响。本文以穿越浑河顶管项目为例，对冬季施工的重难点进行了分析，并在混凝土、搭建保温棚、设备与管道防冻及水泵应急防冻等方面提出了具体方案，确保了施工的顺利进行，摸索出一套较为完善的冬施技术经验。 关键词：冬季施工 泥水平衡 顶管 施工措施 严寒地区
泥水平衡顶管是管道施工领域要的非开挖工法之一，其特点是借助泥水仓中适当浓度和压力的泥水来保持开挖面的稳定，并用泥水循环将渣土输送到地面，因此可以适应包含富水地层在内的几乎任何地质条件。
我国地域辽阔，北方地区冬季漫长且天气严寒，冬季施工时带水设备及管道管理不当易冻结，这将给直接影响施工进度，严重时会损坏设备甚至导致工程失败。本文以一个项目经验此探究冬季施工技术，仅供类似工程参考。
1.工程概况
沈阳棋盘山热源扩建燃气配套高压外线工程穿越浑河项目，燃气管道规格为φ1016mm，采用DN2200钢筋混凝土管套管穿越浑河，自浑南区四环路高坎大桥东侧浑河北岸穿越浑河到南岸，套管管底深度21.2m，垂直曲线全长578.41米，其中河面宽度456米。
彩防滑面层涂料线路现场示意图如下：
图1：项目地理位置图
地质主要为强风化岩、砂卵石、粘泥地质交错分布，地下水压力约0.16MPa，透水率高。依地质条件和路线安排，并结合类似项目施工经验，本项目采用带二次破碎功能的复合型泥水平衡顶管施工。
2.施工时间及施工内容
沈阳冬季一般10月中旬开始，次年4月中下旬才结束，冬季漫长且寒冷多风。期间平均气温在-10℃以下，最低温度可达-35℃。远低于《建筑工程冬期施工规程》(JGJ/Tl04—2011)规定的“立冬后连续5天日均温度低于5℃”的冬季施工标准，寒冷的天气给会给现场施工造成不利影响。但因工期不允许拖延，穿河顶管施工只能安排在冬季进行。设备于2022年1月6日起陆续进场，2月3日正式顶进，至4月15日贯通，历时百日，工期全程在严寒天气施工，期间最低温度达到-24℃，河面大部分处于冰封状态。
施工单位应对此高度重视，提前做好了充分的保证措施，工程包含以下施工内容：
（1）始发准备，包含导轨架安装、后靠背浇筑、洞口止水装置等；（2）泥水循环系统安装，含送排泥泵、泥水管路、循环水罐、渣浆分离设备，开挖排渣坑、废泥浆池等；（3）触变泥浆系统安装，含制浆、注浆、储浆设备及注浆主管路、分支管路等；（4）管材处理，含管材进场、接口防护、表面处理等；（5）顶管机及配套设备组装、调试、始发、掘进等；（6）所有设备、管路的保温防冻设施。
3. 冬季施工技术措施
3.1.安全教育及技术交底
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3.1.1冬施专题安全教育及劳动保护
1）针对严寒天气下施工的特点，对工人进行冬施专题安全教育，学习关冬期施工规范、标准、规定，加强施工人员安全、技术培训，提高安全意识，规范施工工艺。
2）增加保暖物资供应，包含保暖服、保暖安全帽、加绒防滑劳保鞋、加厚手套、感冒及冻伤药品等冬季劳保用品供应，确保安全施工的劳保条件。
3）收集历史天气记录及气象部分发布的短、中、长期天气预报资料，依天气做好施工计划；
4）加强冬季生活取暖安全教育，制定预防煤气中毒和火灾的措施。
5）做好环境防滑处理，特别注意夜班工人的防寒及照明措施。
环保手电筒扩管机3.1.2冬施专项技术交底
除常规施工技术交底外，还需要进行冬施专项技术交底工作。
1）24小时倒班连续作业，顶管作业开始后须保证不间断顶进。
2）所有易损设备及配件在现场双备份，确保减少因故障被动停工时间。
3）做好冬季施工常用物资、油料、维保备件的储备，保证设备在冬施期间运转正常。气雾阀
4）气温回升时，加强基坑及沿线沉降监测，防止冻土融化后产生垮塌危险。
5）吊装作业时，要严格检查钢丝绳和吊钩的连接，严防吊钩滑移。
3.2.混凝土冬施措施
混凝土在低温条件下极易产生初凝前冻害和终凝前冻害。浇筑后马上承受低温，混凝土拌合物液态的水变成固态的冰后将不再参与水泥水化反应，使混凝土凝结硬化速率变缓甚至停止；混凝土初凝后受冻会因结冰产生膨胀作用，并会因水分向结冰区移动而破坏混凝土内部的结构体系，从而极大地降低混凝土的强度。顶管工作井内主顶油缸后靠背墙、洞口止水板均需要浇筑混凝土，但沈阳1月份平均气温-14℃，最低气温-20℃左右，均远低于冬施临界温度，因此采取如下措施：
3.2.1采用防冻早强配方
按照GB8076《混凝土外加剂》及JC475《混凝土防冻剂》等标准，适当添加防冻剂及早强剂改善混凝土性能，提高抗冻性能并缩短凝固时间。具体外加剂型号根据温度选择，严格按规范要求的用量添加，严格控制防冻剂的掺量和水灰比，由骨料带入的水分及防冻剂溶液中的水, 应从拌合水中扣除，同时还须要注意拌合顺序并控制拌合温度。
3.2.2混凝土预加热
现场浇筑时环境温度低于-10℃，采用蓄热的方式加热原材料，从而搅拌运输混凝土，提升水化速度，确保其有着抗冻能力。控制混凝土入模温度高于10℃，控制在15～20℃之间。
3.2.3保温加热措施
混凝土层完成浇筑后，先使用塑料彩条布覆盖一层，然后使用保温棉毯等保温材料覆盖两层到彩条布上，确保保温效果。保温层内部安装暖炮加热，功率0-50KW可调，实时调节以保持温度在允许范围之内。同时需定期监控空气质量，进人之前必须提前通风换气。
图2：暖炮及使用现场
3.2.4调整工序预留充足养护时间
调整施工工序，将混凝土浇筑施工优先安排，之后边养护边进行设备安装等其它准备工序，为混凝土预留充足养护时间。同时做好同条件试块留置工作，试块应留置不少于2组，每组3块以上，必须放置在代表的部位附近，严格按要求进行同步养护。另外，混凝土在负温条件下养护时不得浇水。
甲酸沸点3.3.搭建保温区
泥水平衡顶管依靠泥水循环系统进行排渣，靠膨润土润滑系统降低摩擦阻力，为保证泥水循环、䐍润土系统等正常工作，设备均为持续泥水作业，严寒环境必须搭建防风保温棚，棚内安装加热和温度检测装置，确保设备能够在正常的温度范围内工作。
3.3.1搭建防风保温棚
地面涉及泥水的设施主要包含缓冲水罐、送水泵、振动筛、制浆机、储浆罐、注浆机等，低温环境下此类设备极易被冻结损坏，必需进行保温处理。现场布置时需精心设计，将这些设备集中放置，在外部搭建整体保温棚。
保温棚尺寸为15×10×6m，采用轻钢结构进行搭设，构架立柱底部入土深度1.5米并与冻土层固结一体确认扎根牢固。篷布采用加厚型高强度抗拉防水帆布包裹两层，起到防风、隔热效果，外部加装钢丝网拉紧。渣浆分离机布置在保温棚内背风方向并靠近边缘，在出渣孔处对应的棚壁上开口出渣，尽量减少出渣口处热量损失。
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