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郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 1 目录目录 一、一、 工程概况工程概况 . .2 2 二、施工部署和工期计划二、施工部署和工期计划 2 2 三、施工工艺三、施工工艺 2 2 四、质量检验标准四、质量检验标准. 1111 五、安全技术措施五、安全技术措施. 1212 六、文明施工及环境保护措施六、文明施工及环境保护措施. 1313 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 2 郑新快速通道改建工程六标孟家沟南水北调大桥郑新快速通道改建工程六标孟家沟南水北调大桥 箱梁预应力张拉方案箱梁预应力张拉方案 一、一、 工程概况工程概况 孟家沟南水北调大桥中心桩号为 K29+310.861，桥梁全长 198 米。左右两幅上部结 构均采用（25+4×35+25）m，梁高为 2m，共一联，为现浇预应力混凝土连续箱梁。 现浇箱梁预应力筋工程的主要工程量为： 二、施工部署和工期计划二、施工部署和工期计划 现已完成孟家沟南水北调大桥左幅第一阶段箱梁砼浇筑，预应力钢绞线、连接器、 波纹管、造价人才网锚具、膨胀剂等材料外委检测及水泥自检合格并对张拉机具进行 了外委标定检测，水泥浆配合比已审批完毕，施工管理及施工人员已进场，现已经具 备预应力筋张拉的条件和要求。 按照总工期要求，本现浇箱梁预应力工程施工计划于 2012 年 2 月 1 日开始，完工 日期为 2012 年 5 月 15 日。 三、施工三、施工工艺工艺 1 1、预应力钢绞线张拉、预应力钢绞线张拉工艺框图工艺框图( (见下页见下页) ) 2 2、具体、具体施工工艺施工工艺 2.12.1 预应力钢绞线张拉预应力钢绞线张拉 预应力筋张拉施工是预应力结构施工的关键工序，张拉施工的质量直接关系到结 构安全、人身安全。施工前必须精心组织、策划，做好各项准备工作，保证张拉施工 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 3 的顺利进行。 预应力钢束张拉工艺框图 2.1.12.1.1 张拉施工准备工作：张拉施工准备工作： a.a.材料的进场及检验材料的进场及检验 预应力筋及锚具进场时应严格按照砼结构工程施工及验收规范GB5020492 和 预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规范JGJ8592 成批验收，合格后方可使 钢铰线原材检验 钢绞线下料、编束、穿入 安放张拉千斤顶 实施初张拉 P0（总张拉吨位的 10%） 持荷载 3min，量测引伸量 1 张拉到总张拉吨位 20% 持荷载 3min，量测引伸量 2 张拉到总张拉吨位 100% 持荷载 3min，量测引伸量 4 回油、封锚 张拉到总张拉吨位 40% 持荷载 3min，临时锚固，量测引伸量 3，回顶 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 4 用，验收方法按相关规范要求进行。 钢绞线运到工地后须放置在室内并防止锈蚀。 b.b.砼强度检验砼强度检验 预应力筋张拉前，应对梁体的砼强度进行检验，检查强度应以现场与梁体同条件 养护的试件强度为准，监理工程师论坛当检查试件的强度满足设计要求后，方可施加 预应力。 c.c.预应力钢绞线预应力钢绞线 a1.预应力钢绞线设计标准: 预应力钢束采用符合 GB/T5224-2003 标准 1×7 股高强低松驰钢绞线，公称直径 15.2mm，公称面积 139mm2，标准强度 fpk1860Mpa，弹性模量 Ep1.95×105Mpa，松 驰系数不大于 0.3，预应力钢绞线采购进场后应做抗拉强度、延伸率、弹性模量试验复 检，连同质保书一起报驻地监理，各项指标均要满足设计图纸和施工技术规范要求。 a2.预应力钢绞线下料、编束、穿入: a）钢绞线应在加工场下料，加工场地面应做硬化处理。 b）下料长度的确定：下料长度计算公式如下： L=l+2(l1+l2+l3+100) 式中 l梁体的孔道长度；mm l1加片式工作锚厚度；mm l2穿心式千斤顶长度；mm l3加片式工具锚厚度；mm a3.下料方法 根据钢绞线盘的直径加工放线架，将钢绞线盘放入放线架内，四周卡紧，下料头 从内圈抽出。在下料场用钢尺丈量，用砂轮切割机切割。在切割头两端 5cm 处用 20 号 细铁线绑扎，以免接头钢丝散乱。下好的料，盘好后存放在防雨干燥处，并挂牌标识， 待施工时运至梁上施工。 a4.制束 按照设计根数进行编束，制束时一端至另一端必须顺直无交叉、并尽量使各根钢 绞线的松紧一致，且单根钢绞线无旁弯、烧伤等缺陷。编束用 20 号细铁线每隔 1 1.5m 绑扎。 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 5 a5.穿束 对于 40 米以下的短束，用人工穿入孔道。人工穿束利用起重设备将预应力束吊起， 人工站在脚手架上逐步将预应力束穿入孔内。 对 40 米以上的长束，用卷扬机穿入孔内。即先在预应力束的前端安装穿束网套或 特制的穿束头。穿束网套用细钢丝绳编织，网套上端通过挤压方式装有吊环，使用时 将钢绞线束穿入网套中（到底） ，前端用铁丝扎死，顶紧不脱落即可。 钢索必须保证平顺地穿入孔道内，不得扭结。 a6. 钢绞线在打开捆绑带钢时要将钢绞线放入特制的钢筋笼中，防止钢绞线弹出 伤人。 a7.为避免施工时先穿入钢绞线在施工期间造成钢绞线锈蚀污染，本工程严禁在混 凝土浇注完成前穿入钢绞线。 a8.钢绞线的下料不得使用电焊或氧弧切割，只允许采用圆盘无齿锯切割成一平面， 以便在张拉时检查断丝。 b.b.锚具、夹具和连接器质量及使用要求锚具、夹具和连接器质量及使用要求: : 锚固体系采用 M15 系列锚具。 锚具、夹具和连接器进场时，按合同要求核对其型号、规格和数量，并按规范要 求进行进场检验。 锚具、夹具和连接器在存放、搬运及使用期间均要妥善防护，避锈蚀、沾污、遭 受机械损伤、混淆和散失，且临时性的防护措施不能影响其安装和永久性防腐的实施。 预应力筋用锚具产品要配套使用，同一梁体中要采用同一生产厂的产品，工作锚 不得作为工具锚使用。 锚具、夹具和连接器在安装前要擦拭干净，锚具、夹具的安装位置正确，且与孔 道对中。安装夹片时，要使夹片的外露长度基本一致。在梁体中永久性预应力连接器， 应符合锚具的性能要求。 穿束前须清除喇叭管内的漏浆和杂物。 逐个检查喇叭管内有无毛刺，对有毛刺者，不准使用。 c.c.千斤顶质量及使用要求千斤顶质量及使用要求: : 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 6 张拉体系采用整体张拉和放张时具用自锚功能的穿心式双作用千斤顶，额定张拉 力不得小于所需张拉力的 1.2 倍，与千斤顶配套的压力表要选用防振型产品，其最大 读数应为张拉力的 1.52 倍，标定精度不低于 1.0 级；张拉机具与锚具配套使用，并 在使用前进行校正、检验和标定。 有下列情况之一的应重新标定；使用时间超过六个月；使用过程中千斤顶或压力 表出现异常情况；张拉次数超过 300 次；千斤顶检修或更换配件后。 2.1.22.1.2 预应力钢束预应力钢束张拉张拉: : a.a.张拉顺序及原则张拉顺序及原则: : 预应力筋的张拉应遵循同步、对称的张拉原则，先纵向后横向张拉。即先腹板、 后中横梁；腹板张拉时先中间后两边对称，并以梁中线两侧对称进行，每个腹板张拉 的具体顺序为：N3、N4、N2、N5、N1；对每个中横梁：上下两排均先中间再两侧对称 进行。 b.b.张拉要求张拉要求: : 张拉时，箱梁砼强度不得低于设计强度的 90%，弹性模量不得低于砼 28d 弹性模 量的 90%。第一阶段预应力钢束张拉时须两端同时张拉，第二阶段预应力筋采用单端张 拉，张拉采取张拉力和引伸量双控制，张拉时横向对称张拉。第一阶段钢束和第二阶 段钢束通过施工缝内连接器进行连接。预应力张拉用千斤顶、油泵在使用前，必须经 过国家或省级认定的法定计量单位核定后，方能使用。箱梁所有预应力钢束的张拉工 作必须由专业的预应力钢束张拉班组统一完成，确保相同类型的预应力钢束有相同的 张拉力值、延伸率值。所有预应力钢束的张拉必须在监理工程师在场的情况下完成， 并做好张拉记录。 预应力筋的张拉顺序和张拉控制应力应符合设计规定。在任何情况下均不得超过 设计规定的最大张拉控制应力。 在预应力筋张拉和锚固过程中及锚固后，均不得大力敲击或振动锚具。预应力筋 锚固后需放松时，采用专门的放松装置松开。 预应力筋在实施张拉和放张作业时，在张拉端应采取有效的安全防护措施，设置 安全防护板隔离，预应力筋的两端的正面严禁站人和穿越。 预应力筋在张拉控制应力达到稳定后方可锚固。对夹片式锚具，锚固后夹片顶面 应平齐，其互间的错位不能大于 2mm，且露出锚具外的高度不应大于 4mm。锚固完毕经 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 7 检验确认合格后方可切断端头多余的预应力筋，切割时应采用砂轮锯，严禁采用电弧 进行切割，同时不得伤害锚具。 切割后预应力筋的外露长度不应小于 30mm,且不得小于 1.5 倍的预应力筋直径。 每次张拉须有完整的原始张拉记录，且须在监理在场的情况下进行。 钢绞线张拉之前进行张拉设备的校验标定工作，千斤顶与压力表配套校验，确定 张拉力与压力表之间的关系曲线。根据钢绞线实际试验的弹性量计算理论伸长值，按 公式L=Pp×L/（Ap×Ep）计算钢绞线的理论伸长值，采用张拉力和伸长值双控张拉， 实际伸长值与理论伸长值的差值应控制在 6%以内。张拉施工现场设置张拉程序标识。 平均张拉力 Pp 按下式计算： kx p P )(kx )e1 ( p Pp 为平均张拉力（N） ； P 为设计控制张拉力(N)； x 为张拉端至计算截面的孔道长度（m） ； 为张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和（rad）; k 为孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数，取 0.0015； 为预应力筋与孔道壁的摩擦系数，取 0.25； 理论张拉伸长值： AEpxpL p / 实测钢绞线弹性模量： Ep 实测钢绞线截面积： A 由于设计图中后张法引伸量不含工作长度部分引伸量，施工时须根据实际考虑此 部分引伸量。 在进行第一梁段张拉时需要对管道摩阻损失、锚圈口摩阻损失进行测量。根据实 测结果对张拉控制应力作适当调整，确保有效应力值。 箱梁两侧腹板宜对称张拉，其不平衡束最大不超过一束，张拉同束钢绞线应由两 端对称同步进行，且按设计图规定的编号及张拉顺序张拉。 c.c.钢绞线张拉具体操作措施钢绞线张拉具体操作措施: : 量测引伸量的要求：开始张拉前须将有钢铰线尾端切割成一个平面或采用与钢铰 线颜色反差较大的颜料标出一个平面，在任何步骤下量测引伸量均须量测该平面距锚 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 8 垫板之间的距离，而不可量测千斤顶油缸的变位量，以免使滑丝现象被忽略。 预应力张拉操作 初张拉 P0 持荷 3 分钟 张拉到总张拉吨位 20% 持荷 3 分钟 张拉到总张拉吨位 40% 持荷 3 分 钟 张拉到总张拉吨位 P 持荷 3 分钟 锚固、回油。 按每束根数配套安装相应的锚具，戴好夹片，将钢绞线从千斤顶中心穿过。张拉 时当钢绞线的初始应力达 0.10k 时停止供油。检查夹片及钢绞线情况完好后，画线 作标记。 向千斤顶油缸充油并对钢绞线进行张拉。张拉值的大小以油压表的读数为主，以 预应力钢绞线的伸长值加以校核，实际张拉伸长值与理论伸长值应控制在 6%范围内， 每端锚具回缩量应控制在 6mm 以内。 油压达到张拉吨位后关闭主油缸油路，并持荷 3 分钟，测量钢绞线伸长量加以校 核。在保持 3 分钟以后，若油压稍有下降，须补油到设计吨位的油压值，千斤顶回油， 夹片自动锁定则该束张拉结束，及时作好记录。 检查千斤顶有无滑丝，若出现滑丝现象，须查明原因并采取措施解决后方可继续 张拉。再检查钢绞线尾端标记是否仍为一个平面，如平面出现变化，说明有个别钢绞 线出现了滑丝现象，必须采取措施进行及时处理。 全梁断丝，滑丝总数不得超过钢丝总数的 0.5%，且一束内断丝不得超过一丝，也 不得在同一侧。 d.d.实测引伸量方法实测引伸量方法: : 实测引伸量： 0=4+31，实际引伸量： =4+3+221，实际引伸 量与计算引伸量的比较须满足：-0.6%6%，方可满足要求，否则查明原因并 L L 予以解决。 2 2.2.2 孔道压浆孔道压浆: : 当张拉结束后，要及时用无齿锯将多余的钢铰束锯掉，禁止用电气焊切割。完成 后按同比标号的水泥净浆进行孔道压浆。压浆时必须压浆饱满，直至另一端溢出浓原 浆液。 总张拉吨位的 10% 量测引伸量 1 量测引伸量 2 临时锚固、量测引伸量 3、回 顶 量测引伸量 4 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 9 2 2.2.1.2.1 压浆压浆: : 压浆工艺流程见箱梁孔道压浆工艺框图(见下页)。 预应力管道须在预应力筋张拉锚固后尽早压浆，且应在 48 小时内完成。 管道压浆要密实，水灰比不大于 0.4，不允许掺氯盐，可掺减水剂，其掺量由试验 决定，为减少收缩，可掺入钙矾石系或复合型膨胀剂，不得采用铝粉为膨胀源的膨胀 剂或总碱量 0.75%以上的高碱膨胀剂。 箱梁孔道压浆工艺框图 2 2.2.2.2.2 压浆设备压浆设备: : 压浆搅拌机应能制造出胶状稠度的水泥浆，其转速不低于 1000r/min，搅拌叶的形 状与转速要相匹配，其叶片的线速度不小于 10m/s，最高线速度不高于 20m/s，且能满 足在规定时间内搅拌均匀的要求。 孔道压浆准备 冲洗孔道 检查预应力管道 合 格 浆液配置 浆液检查 压 浆 稳 压 拆除和清洗注浆设备 配合比设计 结束 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 10 用于临时储存浆液的储料罐要且有搅拌功能，且要设置网格尺寸不大于 3mm 的过 滤网。 压浆机采用活塞式可连续作业的压浆泵，其压力表的最小分度值不大于 0.1MPa,最 大量程应使实际工作压力在其 25%75%的量程范围内，必须能以 0.7MPa 的常压连续进 行作业。压浆停止时，拌和机要照常循环并搅拌。不得采用风压式浆泵进行孔道压浆。 压浆设备应能对压浆完成的孔道保持压力，并应装置一个维持孔道压力的、能够 开闭的喷嘴。严禁使用不带开闭的木塞或其它设备代替喷嘴。 压力表应在使用前进行校正，此后在监理工程师要求时也应校正。压浆作业过程 中，最少每隔 3h 将所有设备用清水彻底清冼一次。每天用完后也要进行彻底清洗。 2 2.2.3.2.3 准备工作准备工作: : 先应进行压浆试验。在工地试验室对压浆材料加水进行试配，各种材料的称量应 精确到±1%。经试配浆液其各项指标均满足规范要求后方可用于正式压浆。 金属管道用压力水冲洗后，应用无油脂压缩空气吹干。 对压浆设备进行清洗，清洗后的设备内不得有残渣和积水。 压浆前，锚具周围的钢丝间缝隙和孔洞应紧密填封，以防冒浆。 水泥浆要求水泥浆要求: : 在符合和易性需要的条件下，水泥浆的水灰比 0.260.28，采用水泥强度等级不 得低于 42.5 级有低碱硅酸盐水泥。水胶比由试验确定，压力泌水率2.0%,初始流动 度应为 1017s，压入管道的水泥浆应饱满密实，24 小时自由膨胀率应小于 3。为确 保冬期压浆时水泥浆的温度，拌制水泥浆时必须先对水进行加热，压浆前水泥浆温度 不低于 5。 水泥浆初凝时间应大于 3h，终凝时间应小于 24h，压浆时浆体温度应不超过 35。 水泥浆拌和时间应不小于 2min，直到获得均匀稠度为止。 外掺剂外掺剂: : 不得使用含有氯化物和硝酸盐的外掺剂，只有经过监理工程师书面同意，才可采 用其它外掺剂，并应严格按照生产厂说明书规定使用。 2 2.2.4.2.4 孔道压浆孔道压浆: : 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 11 从水泥浆搅拌至压入孔道的延续时间不得超过 40min，且在压浆前和压注过程中要 连续搅拌，以防流动性降低。 孔道压浆按自下而上的顺序进行。对曲线孔道和竖向孔道从最低点的压浆孔压入； 对以上下分层设置的孔道，按先下层后上层的顺序进行压浆。同一管道的压浆要一次 连续完成，压浆要缓慢、均匀的进行，不得中断，并将所有最高点的排气孔依次一一 打开和关闭，使孔道内排气畅通，并让出口处冒出废浆，直至不含水沫气体的浆液排 出，其稠度与压注的浆液稠度相同时即行停止。 水平和曲线孔道压浆的压力值宜为 0.50.7MPa，对超长管道，最大压力值不宜超 过 1MPa，压浆的充盈度应达到孔道另一端饱满且排气孔排出也规定流动度相同的水泥 浆为止，关闭出浆口后，宜保持一个 35min 且不小于 0.5MPa 稳压期。 采用真空辅助压浆工艺时，在压浆前要将孔道进行抽真空，真空度宜稳定在- 0.06-0.10MPa 范围内，真空稳定后，立即开启孔道压浆端的阀门，同时启动压浆泵进 行连续压浆。 压浆时，每一工作班应留取不少于三组尺寸为 40mm×40mm×160mm 试件，标准养 护 28 天，进行抗压强度检测，作为质量评定的依据。 压浆过程中和压浆后 48h 内，梁体砼的温度及环境温度不得低于 5°C，否则应采 取保温措施，并按冬期施工的要求进行处理，浆液中可适量掺加引气剂但不得掺用防 冻剂。 压浆后要通过检查孔抽查压浆的密实情况，如有不实，要及时进行补压浆处理。 孔道压浆应填写好压浆记录。记录项目包括：压浆材料、配合比、压浆日期、搅 拌时间、出机初始流动度、浆液温度、环境温度、稳定压力及时间，采用真空辅助压 浆工艺时还包括真空度。 2 2.3.3 封锚封锚: : 孔道压浆完成后，及时按设计要求进行梁端封锚，先对梁端砼进行凿毛并将其周 围冲洗干净，严格按设计要求放置钢筋网浇筑封锚砼。浇筑封锚端混凝土的模板必须 使用钢模，封锚的混凝土要同梁体的标号相一致并要严格控制封锚后的梁体长度。 四、质量检验标准四、质量检验标准 4.3 预应力筋的加工和张拉 4.3.1 基本要求 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 12 4.3.1.1 预应力筋的各项技术性能必须符合国家现行标准规定和设计要求。 4.3.1.2 预应力束中的钢丝、钢绞线应梳理顺直，不得有缠绞、扭麻花现象，表 面不应有损伤。 4.3.1.3 单根钢绞线不允许断丝。单根钢筋不允许断筋或滑移。 4.3.1.4 同一截面预应力筋接头面积不超过预应力筋总面积的 25%，接头质量应 满足施工技术规范的要求。 4.3.1.5 预应力筋张拉或放张时混凝土强度和龄期必须符合设计要求，严格按照 设计规定的张拉顺序进行操作。 4.3.1.6 预应力钢丝采用镦头锚时，镦头应头型圆整，不得有斜歪或破裂现象。 4.3.1.7 制孔管道应安装牢固，接头密合，弯曲圆顾。锚垫板平面应与孔道轴线 垂直。 4.3.1.8 千斤顶、油表、钢尺等器具应经检验校正。 4.3.1.9 锚具、夹具和连接器应符合设计要求，按施工技术规范的要求经检验合 格后方可使用。 4.3.1.10 压浆工作在 5以下进行时，应采取防冻或保温措施。 4.3.1.11 孔道压浆的水泥浆性能和强度应符合施工技术规范要求，压浆时排气、 排水孔应有水泥原浆溢出后方可封闭。 4.3.1.12 按设计要求浇筑封锚混凝土。 4.3.2 实测项目(见表 4.3) 表表 4.34.3 后张法实测项目后张法实测项目 项次检 查 项 目规定值或允许偏差检查方法和频率权值 梁长方向 ±30 1 管道坐标 (mm) 梁高方向 ±10 尺量：抽查 30 佩每根 查 10 个点 2 同排 10 2 管道间距 (mm) 上下层 10 尺量：抽查 30%，每根 查 5 个点 1 3 张拉应力值符合设计要求查油压表读数：全部 4 4 张拉伸长率 符合设计规定，无设计 规定时±6% 尺量：全部 3 钢束 每束 1 根，且每断面不 超过钢丝总数的 1% 5 断丝滑丝数 钢筋不允许 目测：每根(束) 3 4.3.3 外观鉴定 预应力筋表面应保持清洁，不应有明显的锈迹，不符合要求时减 13 分。 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 13 五、安全技术措施：五、安全技术措施： 5.1 工地设立安全生产领导小组，建立建全安全检查生产管理网络，做到专管成线， 群管成网，消灭安全管理的空白。 5.2 严格执行安全生产操作规程和安全生产制度，用铁的手腕，铁的制度，铁的纪 律，贯彻安全生产的全过程。 5.3 加强安全教育，建立健全三级安全教育卡片，各特种作业人员必须经培训合格 后持证上岗。 5.4 专职管理人员应收集，整理好各种安全资料，建立安全技术档案。 5.5 按规定要求添置安全设施，设备和用具，凡上述器材必须有合格证书和检验报 告。 5.6 加强对关键部位的重点管理，对机电设备、脚手架、防护栏、棚架等进行经常 性和定期的检查修护，并及时做好记录。 5.7 加强安全检查及时消除安全事故隐患 5.8 加强防火工作，施工现场建立防火领导小组，按规定备足消防器材，定期检查 和消除火灾隐患。 六、文明施工及环境保护措施六、文明施工及环境保护措施： 6.1 文明施工措施： 现场文明施工的程度直接关系到企业的形象，为保证工程施工文明有序，拟采取 如下措施： 6.1.1 加强对施工人员的法制教育，杜绝一切非法活动。 6.1.2 现场由一名副经理分管文明施工。 6.1.3 工地适当位置处设标牌，示出工程施工现场总平面图，标明工程名称、施工 单位、工期、工程主要负责人姓名和监督电话，自觉接受社会监督。 6.1.4 工程材料、构件分类分规格存放整齐。机具设备定人保养，停放要整齐有序。 6.1.5 现场施工应注意使工作面尽量平整，各种料具堆放整齐，工程完成后应对现 场进行清理，做到“工完料尽场清”。 6.2 环境保护措施： 施工中的污染源主要有粉尘、噪声、废弃物等，为控制和减少这些污染源产生公 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 14 害的措施主要有： 6.2.1 施工期间的粉尘主要来自施工车辆行驶引起的扬尘。如果表面干燥，则适当 洒水。施工场地和便道每天洒水数次，保持其表面湿润，则可避免扬尘。 6.2.2 施工产生的噪声具有不规则、不延续、高强度的特点，施工现场除车辆产生 噪声外，还有施工机械产生的噪声，难以避免。 6.2.3 施工过程产生的废弃物集中堆放或及时清运，生活垃圾定期运至远离居民区 的垃圾堆放点。 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 15 原文已完。下文为附加论文，如不需要，下载后可以编辑删除，谢 谢！ 轰燃对建筑室内火灾灭火救援的影响 【摘 要】：在室内轰燃研究理论基础上，简要介绍了轰燃的定 义和轰燃判据，并结合建筑火灾实际情况，分析了因轰燃引起的室 内火灾中灭火救援难点问题，根据轰燃的特点，提出了应对此类火 灾的灭火救援对策，为消防部队处置室内轰燃火灾提供参考。 【关键词】：消防； 建筑火灾； 轰燃； 灭火救援 一、引 言 轰燃是室内火灾发展过程中的一种特殊燃烧现象。室内发生火 灾后，若具备合适的燃料和通风条件，就可能发生轰燃。轰燃一旦 发生，室内所有可燃物会在极短时间内同时全面着火，室内整个空 间都充满火焰，可燃物燃烧速率和室内温度急剧上升，并且室内会 产生大量有毒烟气，氧气浓度也随之急剧下降。这些都会使室内人 员受到严重威胁，也给消防灭火救援带来极大困难。国内外发生的 很多建筑火灾事故中，轰燃就是造成严重人员伤亡和财产损失的元 凶，如新疆克拉玛依友谊馆火灾、洛阳东都商厦火灾、吉林中百商 厦火灾、英国布拉德福市足球场火灾和皇家十字地铁车站火灾。因 此，结合轰燃的特点和危害性，分析轰燃对建筑火灾中灭火救援工 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 16 作造成的难点问题，有针对性的加强对室内火灾的控制，对于提高 消防部队灭火救援工作效率具有重要意义。 二、轰燃及相关研究 （一）轰燃定义 NFPA 921 中轰燃定义为：室内火灾发展的一个过渡阶段，热辐 射作用下的所有可燃物在轰燃时几乎同时着火，火焰迅速在室内所 有物体传播蔓延，室内形成一片火海。轰燃的发生是火灾失控发展 的危险信号，产生的高温烟气会对建筑结构安全产生严重影响，强 大的破坏力往往造成恶性死伤事故和巨大财产损失，极易造成群死 群伤事故与巨额财产损失，也是火灾即将向临近区域蔓延的重要标 志。 目前对轰燃还没有统一的定义，比较常用的三种：（1）室内火 灾由局部火向大火的转变，转变完成后，室内所有可燃物表面都开 始燃烧；（2）室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变；（3）在室 内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。 （二）轰燃判据及预测 室内火灾是一种受限空间内的燃烧，是建筑火灾的主要形式， 将发生轰燃的条件量化为可以测量或计算的物理量是一件极为困难 的事情。现在应用最多的三个轰燃判据为：（1）室内接近顶棚热烟 气温度超过 600；（2）室内地板平面辐射热通量超过 20 kW/m2；（3）通风口有火焰喷出。以上判据都源于火灾实验观察结 果，虽然具有一定局限性，但可以作为判定轰燃的参考标准。 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 17 对轰燃的预测方法，不同的研究者提出了不同的温度和热通量 判据。V.Barauskas、McCaffrey、Quintiere、Harkleroad、Thomas 等分别提出了基于热释放速率预测轰燃的经验公式。此外，武警学 院陈爱平教授将内衬材料的热惯性因素引入考虑，基于 McCaffrey 的方法提出了轰燃综合预测法；B.Hagglund 等建议采用临界轰燃燃 烧速率预测轰燃；J.G. Quintiere 等提出采用临界轰燃燃料面积预 测轰燃；S.R.Bishop 根据经典热爆炸和非线性热动力学理论温度微 分方程特征值预测轰燃等。这些预测方法的实用性和精确性还有待 改进。 三、轰燃对室内火灾灭火救援的影响 （一）轰燃时间预测困难，影响灭火救援决策 消防部队在轰燃前到达现场，如果未及时预测和侦察到轰燃， 急剧升高的温度和喷出火焰会对消防队员造成伤害。消防官兵到火 场后，没有人能够准确预测是否会发生轰燃和什么时候发生轰燃。 有些火灾，消防员内攻进入室内的瞬间就可能被卷入火海中，而有 些火灾，在灭火救援进行过程中突然轰燃，也有的至灭火战斗结束 也不发生轰燃。如何在火场快速判断轰燃发生的可能性及时间，仍 是一线消防指挥员的一个难题。而目前对轰燃的预测研究多限于学 术理论方面，并没有便于在灭火救援现场操作的轰燃预测仪器或技 术手段。指挥员只能依靠个人积累的灭火经验，对轰燃的感官印象 及火情侦查情况进行初略判断，容易导致现场决策低效率、低质量， 甚至做出错误的决策，造成不必要的人员伤亡和财产损失。 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 18 （二）火场温度高，灭火进攻困难 室内发生轰燃后，火势突然猛涨，进入全面燃烧阶段，产生的 高温能达到 1000左右。有关研究表明，对于没有任何保护的皮肤， 只要暴露在 137-160的环境中就会造成严重伤害。扑救建筑火灾 最有效的灭火措施是内攻，而轰燃产生如此的高温会对消防员产生 强烈的烘烤，加上可能从门窗喷出的火焰和高温烟气，消防队员很 难近距离灭火，内攻更加危险、艰难。如灭火中水枪掩护不充分， 个人防护不周全，还会危及消防员人身安全。同时由于轰燃中可燃 物不完全燃烧会产生大量有毒浓烟和气体，降低了火场能见度，更 加难以发现较隐蔽的火势威胁，影响了灭火效率。 （三）室内充满烟气，搜索救援难度大 轰燃发生前，大量积聚的浓烟和高温会迫使消防员将身子放低， 弯腰或匍匐前进，在搜索被困人员时行动不便，效率低下。此外， 室内积聚的浓烟具有较强的减光性，室内能见度很低，对侦查和搜 救非常不利，受困人员也无法自行安全疏散，消防员也有误入危险 区域和迷路的危险。轰燃后转为全面燃烧，燃烧更为猛烈，无法深 入开展室内救援，而由于燃烧速率急剧增长，因燃料不充分燃烧会 产生大量有毒气体如：CO、H2S、HCL、SO2 等，导致被困人员中毒、 窒息，消防灭火救援时间更加紧迫，人员疏散更加困难。 （四）建筑受高温烘烤，结构有倒塌危险 室内轰燃发生后，释热速率急剧增大，温度急剧升高，达到 500-600的高温，最高可达 1000左右，建筑构件的强度在高温、 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 19 强烈热辐射作用下会下降。混凝土在高于 300温度作用下抗压强 度线性下降，超过 600时抗拉强度基本丧失，在 900左右时抗压 强度下降到常温时的 10%；钢结构虽不燃烧，但在火灾高温中强度 会迅速下降，500左右时全负荷钢结构就会失去静态平衡稳定性， 600其强度下降 2/3，进而结构发生变形引发倒塌。因此轰燃扑救 过程中，建筑结构很容易发生局部倒塌甚至整体坍塌，使室内人员 受到威胁，影响消防救援工作。 （五）火焰易窜出蔓延，控制火势难度大 室内具备轰燃条件时，可能在着火 3-10 min 后就会发生轰燃， 消防队赶赴火场后可能已经发生轰燃，火灾发展至猛烈燃烧阶段， 第一出动力量如对火灾形势估计不足，到达火场后往往控制不住逐 渐增长蔓延的火势。此外，轰燃后伴随着喷出火焰和飞火，能冲出 着火房间，造成火势蔓延。而且轰燃产生的强烈辐射热也对临近可 燃物形成威胁，强辐射热也是火势向上层和四周扩散蔓延的主要原 因。 四、预防和控制轰燃的灭火救援对策 （一）全面侦查火情，注意轰燃征兆 在处置建筑室内火灾时，应全面侦查火情，快速掌握起火房间 位置、火势大小、人员被困情况、室内可燃物数量与类别、建筑结 构特点、周围毗邻建筑情况等，尤其对于通风不好且室内可燃物数 量较多时，应提高警惕，密切监视，谨防轰燃突发造成恶性事故。 为延缓或避免可能发生的轰燃，到场后应确保室内自动喷水灭火系 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 20 统动作，尽量为后续灭火与人员疏散救援争取时间。同时应派安全 员密切注意轰燃发生征兆，轰燃的警报信号主要是高温辐射、“闪 燃”和“白烟”。有条件进入室内侦查时，如发现室内烟气温度较 低，则轰燃可能性不大，应及时出开花水冷却；如消防员进入后， 明显受到高温烘烤，热烟气层不断变厚，表明有轰燃危险，应及时 撤离至外围控制火势。同时，消防员进入室内时，还应密切关注是 否有浓烟从门窗翻滚、溢出，或则浓烟中夹杂有较小火焰和闪燃现 象，如果出现这些征兆，则说明此房间具有轰燃的危险。 （二）准确迅速，疏散抢救人员 轰燃具有一定突发危险性，消防部队到达火场后，人员抢救时 间非常有限，在迅速掌握火情和人员被困情况后，积极做好冷却防 护同时，立即组织精干人员成立搜救小分队，展开人员疏散和救援。 进入室内救援前，应根据人员被困位置和数量，确定好各小组任务， 定好一次作业时间、紧急情况联络方式和撤离路线。每个搜救人员 都应穿好灭火服，必要时穿防火服，佩戴空气呼吸器，在水枪跟进 掩护中小心进入。搜索时 2 人或 3 人一小组，协同搜寻，尽量靠墙 前进，弯腰或则匍匐行进，能见度太低时要利用导向绳保护，防止 在浓烟中迷路，并密切注意火情变化，随时做好紧急撤离准备。在 搜救中注意检查门窗附近有无昏迷人员，当室内烟气温度过高时， 不能进入火场内部太远，严格按照作业时间行动，按时返回。如果 赶到火场轰燃已经发生，不要盲目进入室内，应先设法进行通风散 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 21 热，控制火势，适当破拆开辟救人通道，待火势稍减再内攻灭火救 援。 （三）喷雾冷却稀释，适时通风散热 轰燃前和轰燃后都要出枪射水，如能直接对火源射水，可有效 降低火源热释放速率，降低火焰区温度，能延迟或抑制轰燃发生。 但区别于普通建筑火灾，轰燃火灾处置中水枪的射流形式、射水部 位都有特殊要求。对于轰燃火灾，室内烟气层很厚，可燃气体浓度 大，如果仅用直流水冷却灭火，可以对火焰区起到降温作用，对未 燃材料起到润湿和减缓热分解作用，但对热烟气层效果不明显，所 以射水直击火源的同时还需要开花水或喷雾水对热烟气层实施稀释、 冷却。向热烟气层喷水雾一方面可以降低烟气温度，减小热烟气的 热辐射，另一方面水雾滴吸热汽化后可以稀释可燃气浓度。现在大 多室内顶部有易燃装修材料，还要注意向屋顶和墙壁射水冷却。 扑救轰燃火灾时，还要注意适时通风和排烟，李晋等研究发现 在增大房间送风量，轰燃时间提前，稳定送风量并加大排烟量时， 轰燃不发生。杜兰萍等研究表明，燃料一定时，排烟量与送风量之 比大于某定值就不会发生轰燃。送风可通入新鲜空气，排烟可减少 热烟气浓度，有利于室内散热，所以在轰燃前采取合理通风排烟措 施，比如打开门窗、启动机械排烟装置等都有利于灭火救援。但对 于通风的时机和通风量的大小，指挥员一定要正确把握，对于已经 充满浓烟的高温密闭的房间，谨防因开门通风引起回燃。 （四）小队突击，内攻灭火 郑州市南出口暨郑新快速通道改建工程六标段 南水北调大桥箱梁预应力张 拉方案 中国建筑第七工程局有限公司 22 通常对建筑火灾最有效的灭火措施就是内攻，直击火点，消灭 火势。轰燃火灾由于高温、强辐射、室内热烟气浓、建筑有倒塌风 险等特点，应该谨慎选择内攻时机，把突发险情的危害降到最低。 在仔细侦查火情，掌握火势发展态势后，确保无轰燃发生危险征兆， 比如：观察门窗有无浓烟翻滚或闪燃，着火房间门把手是否很热， 室内烟气是否有明显的烘烤灼热感等。同时还应确保建筑没有倒塌 危险，内攻进入时以精干小组为单位，做好安全防护和掩护，交叉 掩护前进，注意避开吊顶、高热区等危险，遇有紧急情况，立即撤 离。内攻应量力而行，火势太过猛烈时，不能勉强内攻，应先控制 住火势，增援力量到达或兵力相对火势具有一定优势时再内攻灭火。 （五）重点监护，防止倒塌和火势蔓延 轰燃产生的高温对建筑构件和结构有巨大破坏作用，灭火过程 中，要对建筑承重构件加强冷却保护，并