水利工程冬季施工準(zhǔn)備工作和關(guān)鍵技術(shù)措施分析

孫洪濤　劉東升

【摘 要】本文即重點(diǎn)探討了水利工程冬季施工前應(yīng)做好的準(zhǔn)備工作，并就水利工程冬季施工中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

【關(guān)鍵詞】水利工程；冬季施工；混凝土；鋼筋；養(yǎng)護(hù)

【Abstract】This paper focuses on the water conservancy construction before winter should do the preparatory work， and to water conservancy construction in winter in key technologies in detail.

【Key words】WATER；Winter construction；Concrete；Reinforced；Conservation

1. 水利工程冬季施工容易出現(xiàn)的問題

（1）混凝土的水分轉(zhuǎn)移。 結(jié)構(gòu)疏散 水分轉(zhuǎn)移、結(jié)構(gòu)疏散的混凝土，表明呈土黃色，冰晶狀。這是 因?yàn)榛炷磷陨淼膬?nèi)部壓力和濕度，加之冬季環(huán)境下溫差大等原 因，導(dǎo)致水分由邊緣向中心移動(dòng)，最終造成空隙現(xiàn)象。

（2）混凝土的表面起灰。 混凝土表面起灰指的是混凝土粗骨料和砂漿脫離，露出骨料的 現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要是混凝土混合物中水、灰比太大， 離析、泌水情況嚴(yán)重，保水性、聚粘性差，再加之冬季的低溫，達(dá) 不到混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度，水泥水化逐漸停止，接著混凝土的水分迅 速蒸發(fā)，最后發(fā)生了表面起灰現(xiàn)象。

（3）鋼筋的銹蝕，混凝土出現(xiàn)裂縫。 因?yàn)殇摻罹哂醒趸?，氧化銹蝕的同時(shí)伴隨著體積的膨脹，可 能會(huì)導(dǎo)致混凝土沿著箍筋或主筋方向產(chǎn)生裂縫；同時(shí)，水泥的穩(wěn)定 性不好，失水太快，混凝土的水、灰比太大，早期強(qiáng)度低，都會(huì)導(dǎo) 致裂縫；混凝土內(nèi)部水分從邊緣移向中心，形成的壓力也會(huì)引起軸 向裂縫。

2. 水利工程冬季施工應(yīng)做好的準(zhǔn)備工作

（1）技術(shù)準(zhǔn)備。 水利工程在施工之前，應(yīng)先做好技術(shù)準(zhǔn)備工作，以保證工程施 工作業(yè)的順利進(jìn)行。工程施工技術(shù)準(zhǔn)備應(yīng)從工程施工的質(zhì)量要求和 施工安全出發(fā)，編制一套合理的施工技術(shù)方案，保證所選擇的施工 技術(shù)方案能夠滿足冬季施工的要求，且能 夠最大限度地減少工程成本消耗。施工技術(shù)準(zhǔn)備對(duì)工程質(zhì)量有 重要的影響，是工程施工的重要內(nèi)容。在施工技術(shù)準(zhǔn)備中，應(yīng)做好 以下幾方面的工作： 首先應(yīng)對(duì)水利工程施工內(nèi)容進(jìn)行總體的規(guī)劃，確定施工工序和 施工方法。 其次，從工程施工需要出發(fā)，配備施工設(shè)備及施工技術(shù)人員， 對(duì)施工技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)行專業(yè)技術(shù)考核，對(duì)施工設(shè)備應(yīng)進(jìn)行安全檢查。 再次，選擇冬季施工的保溫材料，減少凍害對(duì)水利工程質(zhì)量的 損害。 最后，對(duì)關(guān)鍵工程的施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以保證水利工程 的整體質(zhì)量。

（2）資源準(zhǔn)備。 從水利工程施工需要出發(fā)，對(duì)冬季施工所需要的生產(chǎn)資料做好 準(zhǔn)備。由于我國(guó)冬季的氣溫偏低，在冬季施工時(shí)應(yīng)準(zhǔn)備好保溫材料 及外加劑。在資源準(zhǔn)備中，應(yīng)按照施工人員的要求采購(gòu)保溫材料， 保證冬季施工材料的質(zhì)量，以減少凍害對(duì)水利工程的破壞，減少工 程返工，保證冬季施工作業(yè)的順利進(jìn)行。

（3）生產(chǎn)準(zhǔn)備。 在水利工程的施工過(guò)程中，應(yīng)將施工人員的職責(zé)進(jìn)行劃分，不 僅對(duì)施工前的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作進(jìn)行安排與分配，還應(yīng)對(duì)施工人員的現(xiàn) 場(chǎng)施工作業(yè)進(jìn)行布置，以確保工程施工的有序進(jìn)行。在生產(chǎn)準(zhǔn)備環(huán) 節(jié)，應(yīng)做好工程施工現(xiàn)場(chǎng)安全設(shè)施的防護(hù)工作，對(duì)供水管道進(jìn)行保 溫防護(hù)，確保施工場(chǎng)地的平整，保持原材料運(yùn)輸通道的暢通。

3. 水利工程冬季施工中的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 土方工程。 土方工程作為水利工程的基礎(chǔ)所在，應(yīng)在施工中加強(qiáng)注意。尤 其冬季施工過(guò)程中，應(yīng)制定詳細(xì)的施工計(jì)劃，提高施工技術(shù)水平， 完善施工工藝，確保在短時(shí)間內(nèi)順利完工，保障工程質(zhì)量。具體控制要點(diǎn)分析如以下幾點(diǎn)。

（1）如果忽略土方地基以下的凍土層，可能造成地基融沉問題。 如果施工人員沒有意識(shí)到凍土層的嚴(yán)重性，不慎將開挖基礎(chǔ)選 擇在較厚的凍土層位置，而冬季過(guò)后，凍土層將逐漸融化，就會(huì)引 發(fā)地基變形問題；再加上地基中的各種土質(zhì)不同，變形的方式與程 度也有所區(qū)別。因此，受到各方面因素的綜合影響，土方地基將產(chǎn) 生塌陷或者裂縫問題。所以，在冬季施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)凍土層 的避免，了解工程地基土的實(shí)際情況，以確認(rèn)凍土層位置，確保凍 土保持在合理的范圍內(nèi)。

（2）當(dāng)土方開挖之后，應(yīng)盡快開始基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)，避免溫度過(guò) 低，造成地基和基槽受凍 由于工程所處地理位置不同，土質(zhì)也有所區(qū)別。在凍土層開展 基礎(chǔ)工程，如果凍土層過(guò)厚，當(dāng)氣溫升高后，地基就會(huì)出現(xiàn)變形， 引發(fā)主體結(jié)構(gòu)裂縫。因此需要提高認(rèn)識(shí)，加快施工速度。

（3）做好回填土的后續(xù)工作，避免基底上凍 如果凍土塊質(zhì)量不合格或者凍土含量較多，則不適合用于回 填，否則凍土融化之后，將產(chǎn)生沉陷問題，在冬季，凍土的硬度較 強(qiáng)，而回填土需要較大土塊，如果溫度升高、凍土解凍，將產(chǎn)生陷 坑問題。因此，在水利工程冬季施工時(shí)，盡量不采取凍土回填方 式。在工程回填之前，應(yīng)準(zhǔn)備足夠的暖土，或者對(duì)凍土加溫融化后 再使用。對(duì)于管溝或者室外基坑，可以考慮采取凍土塊回填，但是 其體積不得超過(guò)回填總體積的15%以上。

3.2 鋼筋工程。

在鋼筋工程的冬季施工過(guò)程中，可以采用以下兩種方法：

（1）負(fù)溫焊接 在焊接作業(yè)中，應(yīng)實(shí)行持證上崗，要求施工人員具備焊接資格 證及焊接專業(yè)知識(shí)，以保證焊接作業(yè)的安全及質(zhì)量。在焊接作業(yè) 中，可以采用閃光對(duì)焊、電渣壓力焊等方式，以實(shí)現(xiàn)在冬季低溫條 件下的焊接作業(yè)。室外焊接作業(yè)應(yīng)盡量選擇溫度較高的施工環(huán)境， 并在焊接作業(yè)環(huán)境搭建遮蔽設(shè)施，防止風(fēng)雪天氣的侵襲。在焊接作 業(yè)完成后，如果焊接接頭沒有完全冷卻，則應(yīng)避免沾上雨水，以免鋼筋的焊接力度減弱。

（2）鋼筋冷拉 以控制冷拉率和控制應(yīng)力的方法，對(duì)鋼筋進(jìn)行負(fù)溫冷拉。在鋼 筋冷拉過(guò)程中，應(yīng)首先確認(rèn)熱軋鋼筋的冷拉批次，如果不能確認(rèn)， 則不能進(jìn)行鋼筋冷拉，以防止因冷拉率過(guò)大而導(dǎo)致鋼筋材料的破 損。鋼筋的延長(zhǎng)率隨著溫度的下降而下降，在冬季施工作業(yè)中，如 果僅采用冷拉的方法，可能會(huì)因?yàn)殇摻钛娱L(zhǎng)率不足而影響了鋼筋冷 拉的長(zhǎng)度，導(dǎo)致鋼筋強(qiáng)度的不足，影響了水利工程的質(zhì)量。

3.3 混凝土工程施工關(guān)鍵技術(shù)。

混凝土工程在水利工程中有著重要作用，是水利工程的主體性 工程?；炷凉こ藤|(zhì)量對(duì)水利工程質(zhì)量有重要影響。由于冬季寒冷 的天氣對(duì)混凝土工程有很大的影響，我國(guó)對(duì)水利工程混凝土冬季 施工的溫度進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定：對(duì)于寒冷地區(qū)，應(yīng)將溫度控制在 5℃，最低氣溫應(yīng)控制在3℃，以防止因混凝土水分的結(jié)冰而影響 混凝土的水化作用。

3.3.1 混凝土攪拌。

3.3.1.1 調(diào)整配合比法 主要適用于在0℃左右環(huán)境下的混凝土施工。具體做法是：

（1）選擇適當(dāng)品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。應(yīng)使用 早強(qiáng)硅酸鹽水泥。該類水泥水化熱較大，且在早期放出強(qiáng)度最高， 一般3天抗壓強(qiáng)度大約相當(dāng)于普通硅水泥7天的強(qiáng)度，效果較明顯。

（2）盡量降低水灰比（水灰比<0.6），稍增水泥用量，從而增加 水化熱量，縮短達(dá)到齡期強(qiáng)度的時(shí)間。

（3）摻用引氣劑。在保持混凝土配合比不變的情況下，加入引氣 劑后生成的氣泡，相應(yīng)增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動(dòng) 性，改善其粘聚性及保水性緩沖混凝土內(nèi)水結(jié)冰所產(chǎn)生的水壓力， 提高混凝土的抗凍性。

（4）摻加早強(qiáng)外加劑，縮短混凝土的混結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度。 應(yīng)用較普遍的有硫酸鈉，摻用水泥用量的2%和MS-F復(fù)合早強(qiáng)試 水劑，摻水泥用量的5%。

（5）選擇顆粒硬度高和縫隙少的集料，使其熱膨脹系數(shù)和周圍砂 漿膨脹系數(shù)相近。

3.3.1.2 蓄熱法 蓄熱法主要適用于環(huán)境溫度0℃左右，結(jié)構(gòu)比較厚大的工程。 做法是，對(duì)原材料，水、砂、石，進(jìn)行保溫、加熱，使混凝土在攪 拌、運(yùn)輸和澆灌以后還儲(chǔ)備有相當(dāng)?shù)臒崃?，一般混凝土人倉(cāng)溫度應(yīng) 大于5℃，以加快水泥水化，同時(shí)做好混凝土的保溫工作，以保證 溫度降到0℃以前混凝土具有足夠的抗凍能力。此法工藝簡(jiǎn)單，施 工費(fèi)用不多，但要注意保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長(zhǎng) 養(yǎng)護(hù)齡期。

3.3.2 混凝土的運(yùn)輸和澆筑。

（1）混凝土攪拌場(chǎng)地應(yīng)盡量靠近施工地點(diǎn)，以減少材料運(yùn)輸過(guò) 程中的熱量損失，同時(shí)也應(yīng)正確選擇運(yùn)輸用的容器，包括形狀、大 小、保溫措施。

（2）混凝土澆筑前，應(yīng)清除模板和鋼筋上，特別是新老混凝土 （如梁、柱交接處）交接處的冰雪及垃圾。

（3）當(dāng)采用商品混凝土?xí)r，在澆筑前，應(yīng)了解商品混凝土中摻 入抗凍劑的性能，并做好相應(yīng)的防凍保暖措施。

（4）分層澆筑的混凝土?xí)r已澆筑層在未被上一層的混凝土覆蓋 前，不應(yīng)低于計(jì)算規(guī)定的溫度，也不得低于2℃。

（5）重點(diǎn)工程或上部結(jié)構(gòu)要連續(xù)施工的工程，混凝土應(yīng)采取有 效措施，以保證預(yù)期所要達(dá)到的強(qiáng)度。

（6）預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在進(jìn)行孔道和立縫的灌漿前，澆灌部位 的混凝土必須經(jīng)預(yù)熱，并采用熱的水泥漿、砂漿或混凝土，澆灌后 在正溫下養(yǎng)護(hù)到強(qiáng)度不低于15MPa。

（7）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)留設(shè)同條件養(yǎng)護(hù)的混凝土試塊作為拆模依據(jù)。

3.3.3 混凝土的養(yǎng)護(hù)。

（1）冬季澆筑的混凝土，由正溫轉(zhuǎn)入負(fù)溫養(yǎng)護(hù)前，混凝土 的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40，對(duì)于C10以下的混凝土不應(yīng) >5MPa。

（2）采用的保溫材料（草袋、麻袋），應(yīng)保持干燥。

（3）在模板外部保溫時(shí)，除基礎(chǔ)可隨澆筑隨保溫外，其它結(jié)構(gòu) 必須在設(shè)置保溫材料后方可澆筑混凝土。鋼模表面可先掛草簾，麻 袋等保溫材料并扎牢，然后再澆筑混凝土。保溫材料不宜直接覆蓋 在剛澆筑完畢的混凝土層上，可先覆蓋塑料薄膜，上部再覆草袋、 麻袋等保溫材料。保溫材料的鋪設(shè)厚度為，一般情況下0℃以上鋪 1層，0℃以下鋪2層或3層，大體積混凝土澆筑及二次抹面壓實(shí)后 應(yīng)立即覆蓋保溫，其保溫層厚度，材質(zhì)應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定。

（4）拆模后的混凝土也應(yīng)及時(shí)覆蓋保溫材料，以防混凝土表面 溫度的驟降而產(chǎn)生裂縫。

4. 結(jié)語(yǔ)

綜上，在水利工程冬季施工作業(yè)中，應(yīng)充分利用現(xiàn)代先進(jìn)的施 工設(shè)備和器械，配備專業(yè)的施工人員和技術(shù)人員，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)施工 作業(yè)的管理，做好準(zhǔn)備工作和保溫防護(hù)工作，保證工程施工的順利 進(jìn)行，提高水利工程的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2015）12-25-953