對寒區(qū)水利工程施工的思考

吳振凱，孫穎娜

(黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

在黑龍江省這種高寒地區(qū)，水利工程施工需要考慮問題主要有：春汛的干擾，交通的問題，雨季黏土料填筑與混凝土澆筑問題等。在解決這幾個問題的同時，我們還應該加強人員監(jiān)管，合理安排施工，做好前期準備工作，這樣才利于順利開展工作[1]。

1 寒區(qū)施工存在的主要問題

1.1 春汛干擾

春汛是由于融化雪水沿坡面向河槽流入的結果[2]。春汛成因主要是積雪融化形成洪水、融雪期降雨及冰融化后形成徑流。在每年的早春時期，正是施工的大好季節(jié)，但由于冬天凍雪融化，導致河水上漲，為施工帶來阻礙。同時，沿河斷面的春汛，也可能給沿岸居民的生命財產安全帶來威脅[3]。因此，春汛預報顯得尤其重要。春汛情況主要受流域自然地理方面因素的影響[4]。因此，我們要對春汛開始日期及時預報，同時對春汛徑流深、徑流系數(shù)，春汛最大日平均流量進行預報。相關部門應該做好排水和施工導流工作，同時對建筑物進行保護，才能保證施工工作順利開展。

1.2 凍害導致的運輸問題

凍害是一種易出現(xiàn)于寒冷及嚴寒地區(qū)隧道中、難以解決的普遍現(xiàn)象，可以說，在我國東北、西北地區(qū)，凍害現(xiàn)象以各種形式出現(xiàn)于已投入運營的寒區(qū)公路隧道中，占比達80% 以上[5]。公路凍害現(xiàn)象對寒區(qū)施工中施工材料的運輸有很大的影響[6]。而在早春時期，由于路面冰雪融化，導致路面出現(xiàn)返漿現(xiàn)象。

1.3 嚴寒地區(qū)混凝土冬季施工問題

根據(jù)國家相關規(guī)范要求，室外溫度持續(xù)5天均低于5 ℃，就進入了冬季施工階段。在惡劣的環(huán)境溫度下，水泥水化作用減弱會導致混凝土強度增長較慢，在混凝土內部會由于溫度應力產生裂縫，使得澆筑的成品耐久性降低[7]。還有就是當溫度急劇下降，也會產生問題，對成品硬度產生影響，形成混凝土的凍害現(xiàn)象。

在新澆筑的混凝土內，存在水化水和游離水。當溫度低于-4 ℃時，里邊的水化水發(fā)生凍結，水化作用消失，對施工質量產生影響。同樣，游離水在低溫時也發(fā)生凍結，其和易性消失。

2 寒區(qū)施工工程注意事項

黑龍江省屬寒溫帶大陸性氣候，降雨多發(fā)于夏季[8]；在秋季，晴天多，天氣干燥，晝夜溫差大，無霜期較短。從每年的10月至次年3月為凍結期，無霜期僅3—4個月。根據(jù)黑龍江省獨特的氣候條件，在施工時我們應該學會因地制宜，妥善處理施工時所面臨的問題。

2.1 春汛處理

遇到春汛時，采用圍堰導流。在春汛前完成對縱向混凝土圍堰基礎的開挖，混凝土澆筑施工，達到擋春汛洪水位高程的目的[9]。工程量較大且工期較短，冬季混凝土施工若比較困難，可采用土石圍堰。我們也要對春汛進行合理預報，具體建議為：

(1)在春汛預報方面,需要增加春汛預報的項目, 尤其是應該預先準確地預報出春汛徑流過程，而這正是現(xiàn)在春汛預報的一個弱點。

(2)延長春汛預報的預見期: 盡量利用中長期天氣預報來延長春訊預報的預見期。

(3)準確地預報春汛最大流量的出現(xiàn)時間及其強度[10]。

(4)加強對無資料地區(qū)的春汛預報方法的研究：在我國有許多中、小河流沒有實測水文資料,而這些河流卻蘊藏了極豐富的水利資源, 尤其北方中小河流的春汛預報極為重要。

(5)對春汛徑流預報的研究:今后的春汛預報應走向范圍廣泛的區(qū)域性預報道路, 以便對全流域內融雪徑流予以更全面更詳細地計算和控制。

2.2 交通運輸

預防公路凍害對運輸工作至關重要。為此，相關責任部門可以采取相應措施，如增強基礎數(shù)據(jù)的測試、提高道路襯砌結構抗裂性、尋找公路防排水的有效措施、探索主動、被動的公路保溫技術等，以應對寒區(qū)頻繁且頑固的公路病害[11]；此外，運輸物資的車也應該及時保養(yǎng)，做好防滑工作，提高運輸效率。

為了保證工期不受耽誤，可以將施工地所需材料提前運輸。在這個時期，施工主要進行的是土方開挖，解凍和開挖同時進行，但要注意防止土石方坍塌事故發(fā)生。初冬天氣干燥，道路暢通，便于交通運輸，可以進行材料和施工工具的運輸，經濟效益十分可觀。

2.3 混凝土工程和土方工程施工

混凝土工程在施工時，最重要的是保證溫度。一切都要以強度為目的，保溫為手段。在混凝土冬季施工過程中，應在混凝土拌制過程中，加入減水劑、早強劑或防凍劑等[12]。在寒冷環(huán)境下，混凝土運輸工具需要進行保溫，盡可能減少運輸距離和裝載次數(shù)。因此，為了減少運輸帶來的問題，寒冷地區(qū)施工可利用提前在工廠內按固定材料和配比拌制完成的預拌混凝土，如此，便可在規(guī)定時間內運輸?shù)街付ǖ攸c[13]。

3 對寒區(qū)施工的建議

3.1 對施工管理人員的要求

水利人才的引進和培養(yǎng)是促進工程順利進行的關鍵點，對施工過程有重要影響[15]。故在挑選施工管理人員時，應層層選拔，加強培訓專業(yè)技能，樹立其敬業(yè)精神和強大的責任感；工作期間，也要求工作人員對材料和施工進度等嚴格把關。重視對創(chuàng)新型和實干型技術人才的招納和培養(yǎng)，有利于提高各崗位職員對工作的適應能力和責任意識，推進寒區(qū)水利工程發(fā)展。

3.2 合理安排施工

在水利工程施工過程中，針對現(xiàn)場管理及安排環(huán)節(jié)需格外注意[16]。依照施工現(xiàn)場管理要求，設立專門的監(jiān)管小組，安排專門監(jiān)管人員，保證施工過程中，各環(huán)節(jié)順利進行。在發(fā)現(xiàn)有違規(guī)操作或不達標的環(huán)節(jié)時，應及時處理，防止不必要的損失。尤其，在黑龍江地區(qū)，冬季天寒地凍，本身對施工的進行就有很大影響，對溫度、時間安排、交通運輸要求嚴格。若不加強監(jiān)管，會產生嚴重的后果。在冬季施工時，不要讓地基土受凍，要做到隨時清除有害土，隨時進行回填和回砌。當考慮到暖季和冬季的施工情況，采用有針對性的措施進行施工[17]。對導流、交通運輸、主體工程施工，以及人員分配上要合理安排，保證在有限的工期內，提高勞動效率，不僅做到保證建筑物質量，而且節(jié)省成本。

3.3 前期做好準備工作

為保證工作順利開展，要事先做好規(guī)劃。由于黑龍江省地處高寒緯度，季節(jié)性凍土在2 m左右，在建筑物地基處理時，要做好防凍脹破壞。凍脹會讓建筑物在冬季受凍時膨脹，在春季解凍時地基產生不均勻沉降[18]。當開工遇到凍土存在情況時，可等其融化后再施工，或者將該部分受凍土挖掉，然后用振實的中粗砂來填補。所以在施工前，需要對施工地點進行地質勘探，結合天氣，環(huán)境做好萬全準備[19]。因為黑龍江省天氣的特殊性，所以在施工前，準備工作要做好，防止突發(fā)情況發(fā)生，影響施工進度。主要工作是在施工的同時防止突發(fā)事故發(fā)生，提前進行地理環(huán)境勘察，對水文、冰情、氣象等進行實時監(jiān)測。對于黑龍江省水利工程施工，在選址上，應選擇地勢高，地下水位低，季節(jié)性凍土少，凍脹性較小的地方。在施工開展前，地表水也應該排除干凈。

4 結 語

黑龍江省地處寒區(qū)，在水利工程施工時，需要從氣候特點的角度出發(fā)，對地基、施工周期等方面酌情判斷。盡管目前在黑龍江省內，關于水利工程施工的許多難題還在摸索解決中，很多技術也不夠完善，但若能從過往實踐中總結規(guī)律，探究有效方法，積極廣納人才，建立嚴格的管理機制，不僅可轉弊為利，寒區(qū)水利的發(fā)展前途也將是愈發(fā)光明。