冬季高寒氣候環(huán)境下的壩基開挖施工探析

張雪

摘 要：為了保證冬季高寒環(huán)境條件下的壩基結(jié)構(gòu)開挖施工有良好質(zhì)量，應(yīng)能認(rèn)識到冬季高寒環(huán)境對壩基結(jié)構(gòu)開挖造成的影響，并能結(jié)合壩基結(jié)構(gòu)開挖施工需要，制定科學(xué)的壩基結(jié)構(gòu)開挖施工方案。本文就冬季高寒環(huán)境條件下的壩基結(jié)構(gòu)開挖施工進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高寒氣候；壩基；工程；開挖施工

環(huán)境氣候條件往往對施工建設(shè)帶有一定影響，比如在冬季高寒條件下進(jìn)行壩基結(jié)構(gòu)建造的時(shí)候往往存在較多難點(diǎn)，導(dǎo)致壩基結(jié)構(gòu)建造中的開挖施工難度較大。需要施工人員能積極的使用相應(yīng)技術(shù)，讓高寒條件下的壩基結(jié)構(gòu)建造有良好質(zhì)量。

1 氣象條件分析

各個(gè)地區(qū)在環(huán)境氣候條件方面有較大差異，而在對壩基結(jié)構(gòu)開挖施工進(jìn)行分析的時(shí)候，以常見的大陸性類型寒溫帶以及北溫氣候?yàn)槔?，這種類型的氣候條件有著春季以及秋季較短、冬季偏長的特點(diǎn)。

2 壩基結(jié)構(gòu)開挖施工分析

在對寒冷地區(qū)壩基結(jié)構(gòu)開挖施工的時(shí)候，以某地區(qū)以某一真實(shí)工程為例進(jìn)行了分析，該工程位于西北部某一高寒地區(qū)當(dāng)中，該壩基結(jié)構(gòu)工程的實(shí)際工程開挖量為149立方米。而且在工程開挖施工的時(shí)候，需要工程建造部門能做好施工前的相應(yīng)準(zhǔn)備工作，通常準(zhǔn)備時(shí)間長度為一個(gè)月左右。該工程受到施工量以及施工難度等方面的影響，該工程當(dāng)中壩基結(jié)構(gòu)開挖施工會完全貫穿整個(gè)冬季，而施工地區(qū)冬季溫度通常會維持在零下15攝氏度到零下30攝氏度之間，甚至在一些時(shí)間段其溫度會低至零下35攝氏度，這對整個(gè)壩基結(jié)構(gòu)開挖施工無疑會產(chǎn)生巨大的阻礙。需要施工人員能在工程建設(shè)中的使用相應(yīng)的現(xiàn)代技術(shù)，預(yù)估出壩基結(jié)構(gòu)施工中可能會出現(xiàn)的問題，制定好相應(yīng)的解決方案。而且在高寒環(huán)境下開展壩基結(jié)構(gòu)建造施工的時(shí)候，不僅要能積極的制定相應(yīng)解決對策，同時(shí)還要注意到施工的安全性。

3 防寒保護(hù)方面的措施分析

3.1 重視嚴(yán)寒條件下的保溫措施

當(dāng)壩基結(jié)構(gòu)土方挖掘施工環(huán)境溫度偏低的時(shí)候，不僅會對各種施工技術(shù)產(chǎn)生巨大影響，同時(shí)還會施工人員思想狀態(tài)產(chǎn)生影響，需要施工人員能高寒施工環(huán)境中保持良好的工作狀態(tài)，堅(jiān)定信念，在這種思想的引領(lǐng)下才能真正的讓壩基結(jié)構(gòu)開挖施工得以順利的進(jìn)行，在輔助以良好的建造技術(shù)就能真正的實(shí)現(xiàn)工程建造質(zhì)量的強(qiáng)化。在實(shí)際開展高寒條件下保護(hù)工作的時(shí)候，首先要能對防寒保暖工作有充分的認(rèn)識，保證工作人員的食品有良好的熱度，這樣才能讓工作人員進(jìn)入到良好的工作狀態(tài)下。其次，高寒環(huán)境往往會對人體健康產(chǎn)生一些意外影響，因此還要能在施工現(xiàn)場當(dāng)中準(zhǔn)備好相應(yīng)的藥品。施工人員是整個(gè)壩基結(jié)構(gòu)開始施工的關(guān)鍵因素，只有施工人員健康得到保證才能真正的讓工程建設(shè)得以順利開展。

3.2 施工機(jī)械維護(hù)分析

（1）在現(xiàn)場設(shè)置保暖棚

由于現(xiàn)代壩基結(jié)構(gòu)開挖階段中使用的機(jī)械設(shè)備大多數(shù)都是以常規(guī)溫度為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，因此低溫環(huán)境對于機(jī)械設(shè)備往往會有較大的影響，導(dǎo)致機(jī)械實(shí)際運(yùn)行性能、工作狀態(tài)穩(wěn)定性受到影響。因此當(dāng)壩基結(jié)構(gòu)開挖施工階段使用的設(shè)備停止使用之后，應(yīng)能將設(shè)備安放到暖棚當(dāng)中，讓寒冷環(huán)境對機(jī)械產(chǎn)生的影響降到最低，而機(jī)械設(shè)備在暖棚當(dāng)中也能保持良好的工作狀態(tài)。尤其是在進(jìn)行設(shè)備保修的時(shí)候，更需要保修環(huán)境能有良好溫度條件，只有在良好溫度條件下才能確保機(jī)械設(shè)備當(dāng)中液壓系統(tǒng)、各種電器元件以及液壓系統(tǒng)可以正常運(yùn)行，為設(shè)備檢修工作開展創(chuàng)造必要基礎(chǔ)條件。鑒于高寒地區(qū)環(huán)境因素對于機(jī)械設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性影響較大，因此需要工作人員能定期對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，避免環(huán)境因素對壩基結(jié)構(gòu)開挖施工構(gòu)成影響。

（2）防凍液的使用

當(dāng)壩基結(jié)構(gòu)開挖施工環(huán)境溫度偏低的時(shí)候，設(shè)備應(yīng)能使用專業(yè)的防凍液，并且防凍液的規(guī)格應(yīng)能使用40攝氏度以下的環(huán)境，而機(jī)械設(shè)備的潤滑油應(yīng)能保證其實(shí)際冷凝點(diǎn)能在零下25攝氏度以下。

3.3 極端負(fù)溫要停止施工

負(fù)溫對于設(shè)備的運(yùn)行有著一定的影響，設(shè)備在運(yùn)行的過程中，各個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部會受到負(fù)溫的影響，在負(fù)溫的環(huán)境下，設(shè)備的液壓系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的有效輸出率會在一定程度上下降，這一范圍在5%～10%之間，如果輸出的功率下降的程度超過了15%的時(shí)候，這時(shí)設(shè)備系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，各個(gè)系統(tǒng)就會有著嚴(yán)重的損傷，維修的概率增加。相應(yīng)的檢測試驗(yàn)顯示如果溫度下降到了-23℃的時(shí)候，那么設(shè)備的動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率就會下降，這時(shí)壩基的施工必須要停止，將機(jī)械設(shè)備放置在保暖棚中，以保證施工的質(zhì)量。

4 基坑排水分析

主壩基坑的上游和下游的巖體會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的滲水情況，在這樣的情況下，最大的時(shí)段甚至達(dá)到了560m3/h，要根據(jù)上游和下游摻水量的大小來對壩基的開挖線進(jìn)行設(shè)置，還要在集水坑進(jìn)行集中的排水，保證基坑排水的順利進(jìn)行。集水坑的深度不低于3m，其中底部0.6m為泥沙淤，中部為1.7m的匯水容積層，上部為0.7m的封凍結(jié)冰層。排水系統(tǒng)的水泵操作值班室為保溫暖棚，內(nèi)置電暖器，室內(nèi)溫度在10℃以上。防止排水管道內(nèi)結(jié)冰阻塞管道內(nèi)水的流動(dòng)，甚至損壞管道。對圓管內(nèi)流動(dòng)的水是否發(fā)生結(jié)冰進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，圓管內(nèi)流動(dòng)的水是否結(jié)冰與圓管內(nèi)表面的最負(fù)溫度、管內(nèi)流量、流速有關(guān)。水在管內(nèi)流動(dòng)的過程中與管壁進(jìn)行熱傳導(dǎo)，管壁與大氣環(huán)境溫度進(jìn)行著熱傳導(dǎo)，在穩(wěn)定工況下，管內(nèi)的水與管壁要向負(fù)溫大氣環(huán)境散失熱量，保證施工建設(shè)質(zhì)量。

5 挖運(yùn)施工分析

壩址區(qū)地處嚴(yán)寒地區(qū)，冰凍期為11月到次年3月，占有效開挖工期的83%，壩基開挖施工道路為雙車道碎石路面，最大坡度9%，最小轉(zhuǎn)彎半徑40m，出渣運(yùn)輸車輛為20t的自卸汽車。冰凍期內(nèi)路面結(jié)冰是最大的交通安全隱患，路面結(jié)冰的水源一為積雪、二為出渣車輛從基坑內(nèi)帶到路面上的水。防冰、除冰根據(jù)不同負(fù)溫情況采取防、除結(jié)合，以防為主的措施。降雪時(shí)由人工及時(shí)清掃路面積雪，并強(qiáng)化基坑抽排水，最大限度減少出渣車輛從基坑內(nèi)帶到路面上的水，從源頭防患。負(fù)溫環(huán)境下的挖掘機(jī)運(yùn)行除應(yīng)做好保溫、維修保養(yǎng)、控制極限作業(yè)溫度外，還應(yīng)注意運(yùn)行方式。嚴(yán)寒中鋼材的彈性模量指標(biāo)有所下降，表現(xiàn)為鋼材的彈性降低，脆性增加。挖掘機(jī)操作運(yùn)行時(shí)要注意挖掘負(fù)載須控制在設(shè)計(jì)負(fù)載的左右，以防止挖掘機(jī)的大臂、小臂等受力鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞。

6 結(jié)束語

壩基開挖施工在水利樞紐工程中扮演著重要的角色，在冬季高寒氣候條件下，進(jìn)行壩基的開挖施工面臨著巨大的困難，在壩基開挖施工的過程中，受到環(huán)境因素的影響較大。施工單位應(yīng)深刻認(rèn)知負(fù)溫對開挖施工的影響程度和范圍、施工機(jī)械設(shè)備和材料包括火工品性能的變化，采取切實(shí)有效的防范措施是保證安全、順利施工的根本條件。

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