混凝土电杆在极寒地区施工要注意什么?老钱在东北零下三十度立过杆,说低温下混凝土、钢材、人都变了性,施工措施不到位,质量没保障。极寒地区一般指冬季最低气温零下二十摄氏度以下的地区,东北、内蒙古、新疆北部、青藏高原都属于这个范围。这种环境下施工,和温暖地区完全不是一回事。
极寒地区施工的核心难题是低温。混凝土的水化反应需要温度,温度越低,水化越慢,强度发展越慢。当温度降到零摄氏度以下,孔隙水结冰,水化反应基本停止。结冰的体积膨胀约百分之九,还会把混凝土内部结构撑坏,造成不可恢复的损伤。所以冬季施工混凝土,首要任务是保温,让混凝土在冻结前达到足够的临界强度。
临界强度是多少?规范规定,受冻前的混凝土抗压强度不应低于设计强度的百分之三十,也不应低于五兆帕。达到这个强度,混凝土内部结构已经有一定骨架,再冻不至于严重破坏。达到临界强度所需的时间,和混凝土温度、水泥品种、配合比有关。普通硅酸盐水泥混凝土,在十摄氏度环境下养护三天能达到临界强度;在零摄氏度左右,可能需要七天甚至更久。
为了缩短达到临界强度的时间,冬季施工常用早强水泥或者掺早强剂。早强水泥水化快,放热集中,早期强度高。硫铝酸盐水泥、双快水泥,一天强度就能达到设计强度的百分之二三十,但后期强度增长慢,价格贵,适合抢修工程。普通硅酸盐水泥掺氯化钙早强剂,早强效果明显,但氯离子对钢筋有腐蚀作用,电杆这种有预应力钢筋的构件,严禁使用氯盐早强剂。可以用硫酸盐早强剂、三乙醇胺早强剂,对钢筋无害。
混凝土搅拌水的加热是常规做法。把水加热到六十到八十摄氏度,和冷的骨料混合后,混凝土出机温度能达到十到十五摄氏度,满足浇筑要求。水不能直接加热到沸腾,水泥和开水接触会发生假凝,影响工作性。骨料如果结冰结块,要先把冰雪清除,必要时把骨料也加热,用蒸汽或者暖棚预热到五摄氏度以上。砂子里不能含冻块,冻块融化后留下空洞,降低混凝土密实度。
混凝土运输过程中的热量损失要控制。搅拌车或者料斗要加盖保温被,减少迎风面积。运输时间尽量缩短,从出机到入模不超过三十分钟。工地远的话,可以考虑在浇筑现场就近搭设临时搅拌站,减少运输距离。老钱的经验,零下二十度以下,混凝土出机温度如果只有五度,运到现场可能就零度了,入模温度不够,必须提高出机温度或者现场二次加热。
现场浇筑时,基坑里的冰雪要清理干净,不能直接把混凝土浇在冻土或者冰雪上。冻土表面可以铺一层塑料薄膜,再铺一层草帘,隔离低温。基坑周围用挡风棚围起来,减少寒风对流散热。挡风棚用钢管架搭设,外面覆盖帆布或者塑料布,棚内生火炉或者用电暖器加热,保持棚内温度在五摄氏度以上。火炉要注意通风,防止一氧化碳中毒,也要防止火星溅到帆布上引起火灾。
电杆基础的混凝土浇筑,体积不大,但形状复杂,表面积大,散热快。浇筑后马上覆盖保温,先用塑料薄膜贴面覆盖,防止水分蒸发,再用草帘、棉被、岩棉毡覆盖保温。覆盖厚度要够,根据气温计算,零下十度盖两层草帘,零下二十度盖三层到四层,或者加一层电热毯。保温层要压严,接缝处搭接二十厘米以上,防止冷风灌入。
电杆本身在低温下的性能变化要注意。混凝土电杆的混凝土内部如果有残留水分,在运输和存放过程中可能冻胀开裂。冬季出厂的电杆,厂家要把杆内积水排净,运输时用篷布遮盖。工地存放,电杆底部垫高,防止和冻土直接接触,上面盖保温被。搬运时轻吊轻放,低温下混凝土脆性大,撞击容易产生裂纹。
钢材在低温下韧性下降,脆性转变温度是一个关键指标。普通Q235钢材的脆性转变温度在零下二十度左右,Q345钢在零下四十度左右。极寒地区电杆的金具、抱箍、螺栓,要选用低温韧性好的钢材,或者选低合金高强钢。螺栓拧紧时,不能用过大的力矩,低温下螺纹容易咬死,拧不动的时候不能硬拧,要加热或者换大一号的扳手。螺母和螺栓材质要匹配,不能一个硬一个软,软的那个容易滑丝。
导线在极寒环境下张力增大,因为导线冷缩,弧垂减小。紧线时要考虑最低温度时的张力,不能按常温紧线,不然冬天导线拉力可能超过电杆和横担的承载力。老钱的做法,紧线时把弧垂适当放大一点,让冬季低温时导线张力不至于太大。当然弧垂也不能太大,夏天温度高了导线伸长,弧垂过大对地距离不够。要按当地最高和最低温度计算,取合适的弧垂值。
绝缘子在低温下脆性也增加,瓷绝缘子尤其要注意。搬运安装时轻拿轻放,不能碰撞。复合绝缘子的伞裙材料,硅橡胶在低温下变硬,安装时弯曲伞裙要小心,别折裂。低温下安装绝缘子串,金属部件表面可能有霜,穿销子的时候对准了再插,硬捅可能把销子弄弯或者把绝缘子耳片掰裂。
极寒地区施工,人的因素比技术因素还关键。零下二三十度,人在室外待半小时就冻得手脚发麻,操作精度下降,反应迟钝。施工时间要合理安排,避开一天中最冷的时段,上午十点以后开工,下午三点以前收工。中午气温稍高,抓紧干主要活。夜间不安排露天作业,除非有可靠的暖棚和照明。
人员的防寒装备要配齐。防寒服、防寒帽、防寒手套、防寒靴,一样不能少。手套要既能保暖又能灵活操作,太厚了拧不了螺母。可以准备两种手套,操作时戴薄的,休息时再换厚的。脚上穿厚毡靴或者防寒靴,站久了脚底凉。工人轮班作业,每人室外连续作业不超过一小时,到暖棚里暖和暖和再出来。
施工机械在低温下启动困难,柴油可能结蜡,液压油粘度增大,电瓶容量下降。机械要停在暖库里,或者加盖保温罩。柴油用负二十号或者负三十五号,根据当地最低气温选。液压油换用低凝点的冬季用油。电瓶晚上拆下来放到室内保温,或者用电热毯包着。吊车、挖掘机这些设备,启动后先怠速运转十分钟,等油温上来再工作。
施工进度要放慢,不能按常温地区的进度要求。混凝土养护时间延长,基础浇筑后至少养护七天到十四天,等达到设计强度再立杆。立杆后也不能马上紧线上导线,等基础完全稳定。极寒地区的有效施工期短,一年只有四五个月,工期安排要提前筹划,把主要工程量集中在暖季,冬季只做一些室内准备工作和应急抢修。
老钱最后说,混凝土电杆极寒地区施工,说到底就是一条:别让东西冻着,别让人冻坏。混凝土保温、钢材防冻、人员保暖,三保到位,施工质量才有底。他见过不少工程,为了赶工期,冬天强行施工,保温措施不到位,春天一化冻,基础裂缝、电杆裂纹,返工花的钱比正常施工多几倍,得不偿失。
总之,极寒地区电杆施工,混凝土要热拌热浇热养护,钢材要韧性好、操作要轻缓,人员要防寒、轮班要勤换,机械要保温、油品要换季,进度要放慢、养护要延长。天寒地冻,人心不能冻,规范不能松。