水利工程冬季施工所應(yīng)采取的主要施工技術(shù)

崔屾

(遼寧生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院，遼寧 沈陽 110122)

水利工程建設(shè)具有自身的特點(diǎn)，工程項(xiàng)目的施工受汛期影響，具有很強(qiáng)的周期性。在進(jìn)行水利工程建設(shè)任務(wù)時(shí)，施工人員的施工任務(wù)較重，所需要的技術(shù)水平要求較高，這都給水利工程的施工建設(shè)造成了一定的壓力。因?yàn)槠渲芷谛暂^強(qiáng)，工程的施工要在汛期開始前結(jié)束，這就迫使水利工程要在冬季進(jìn)行施工。冬季施工建設(shè)給整個(gè)水利工程都帶來了嚴(yán)重的影響，因?yàn)槎練鉁剌^低，混凝土受低溫影響，導(dǎo)致水化作用降低，從而出現(xiàn)一系列的問題[1]。但是，水利工程又是一項(xiàng)利國利民的工程建設(shè)，因此，要嚴(yán)格把控水利工程建設(shè)的質(zhì)量，努力將科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用到工程建設(shè)上，尤其是對(duì)水利工程建材的發(fā)展導(dǎo)向進(jìn)行相應(yīng)的研究。

1 水利工程發(fā)展現(xiàn)狀

在我國改革開放建設(shè)以來，我國的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)和工程建設(shè)都處于不斷上升的狀態(tài)。中國的水利工程建設(shè)、鐵力工程建設(shè)和電力工程建設(shè)等都發(fā)生了巨大的改變。但是，我國目前的水利工程建設(shè)發(fā)展相對(duì)來說還處于落后的地位，在水利施工建設(shè)時(shí)，不僅沒有先進(jìn)的施工工藝，同時(shí)，應(yīng)對(duì)水利工程冬季施工的問題也沒有良好的建材投入。這就導(dǎo)致我國水利工程的發(fā)展現(xiàn)狀不是很好。

1.1 水利工程的資金投入少

在市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響下，各大企業(yè)的管理者都已經(jīng)濟(jì)效益的大小來判斷項(xiàng)目的優(yōu)劣。大部分的投資者所奉行的投資原則就是以最小的投資 ，獲取最大的經(jīng)濟(jì)收益。而水利工程建設(shè)正好與之相違背，水利工程的建設(shè)需要大量的資金投入，而且所投資金進(jìn)行經(jīng)濟(jì)收益轉(zhuǎn)換的時(shí)間較長，使投資者的資金短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)換[2]。因此，在我國，幾乎所有的企業(yè)和投資人，很少將資金投入到水利工程的建設(shè)上去。水利工程所獲得的資金來源基本就是國家性質(zhì)的公益事業(yè)的資金投入。由于我國是農(nóng)業(yè)大國，其對(duì)水利的依賴很大，就導(dǎo)致對(duì)水利工程建設(shè)的需求量大。但是，國家對(duì)水利工程建設(shè)的投資畢竟有限，就出現(xiàn)了各地區(qū)爭搶投資的現(xiàn)象出現(xiàn)。在這種形式的影響下，一些地區(qū)會(huì)夸大水利工程的相關(guān)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致我國水利工程的不健康發(fā)展。

由于資金投入少，導(dǎo)致水利工程的施工單位為降低建設(shè)成本，對(duì)工程建筑材料的質(zhì)量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)降低，迫使一些劣質(zhì)建材被投入到水利工程的建設(shè)施工中。同時(shí)，為了節(jié)約人力成本，水利工程建設(shè)的施工單位，雇傭一些沒有專業(yè)技術(shù)的施工人員，在一定程度上對(duì)我國水利工程的發(fā)展起到了阻礙作用。水利工程質(zhì)量的下降，導(dǎo)致工程對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展起不到應(yīng)有的促進(jìn)作用，使群眾失去了對(duì)水利工程建設(shè)的信心，從而導(dǎo)致我國水利工程發(fā)展的滯后。

1.2 對(duì)水利工程建設(shè)缺乏科學(xué)的管理

在進(jìn)行水利工程招標(biāo)工作時(shí)，水利工程被劃分成一個(gè)個(gè)的小型施工段，這樣就使得水利工程對(duì)資金投入的要求相應(yīng)的被分擔(dān)出去。但是，由于將水利工程劃分的施工段較小，導(dǎo)致一系列的問題出現(xiàn)。整個(gè)水利工程的管理費(fèi)用對(duì)相應(yīng)的增加；其次，在施工時(shí)，一些大型機(jī)械設(shè)備的利用率不高，造成資源浪費(fèi)；第三，由于工程量較小，促使具有高規(guī)格的企業(yè)對(duì)水利工程沒有足夠的興趣；最后，中小型企業(yè)雖然中標(biāo)，但是對(duì)該段的水利工程不會(huì)追加投資，而是相應(yīng)的減少成本的輸出。因此，在實(shí)際的施工過程中，中標(biāo)的企業(yè)會(huì)聘用一些在校學(xué)生，作為水利工程的技術(shù)人員，雇傭的施工人員也不會(huì)要求其具有相應(yīng)的技術(shù)水平，同時(shí)，所采取的施工工藝和設(shè)備材料都是質(zhì)量較差，或者相對(duì)落后的。施工企業(yè)通過這種手段減少資金投入，以獲取利益的最大化。

除以上兩方面的原因以外，缺乏相應(yīng)的行業(yè)保護(hù)、專業(yè)技術(shù)人才流失過快等都是目前我國水利工程發(fā)展的現(xiàn)狀。

2 水利工程冬季施工中存在的問題

2.1 混凝土材料在水利工程冬季施工中易出現(xiàn)結(jié)晶狀腐蝕的問題

水利工程施工建設(shè)需要在汛期來臨前竣工，這就導(dǎo)致水利工程施工要在寒冷的冬季進(jìn)行。冬季氣溫比較低，導(dǎo)致混凝土水化的效果明顯下降，使混凝土強(qiáng)度變化呈緩慢增長趨勢(shì)?；炷猎诘蜏氐那闆r下容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散，水分不能在混凝土的攪拌中發(fā)揮作用，出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的情況。因此，在混凝土的表面就會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)晶狀腐蝕的情況。經(jīng)過時(shí)間流逝，混凝土慢慢凝固，硬化成型。但是，這時(shí)不會(huì)停止水利建設(shè)的施工，反而會(huì)因?yàn)樗こ探ㄔO(shè)施工的需要，在定型后的混凝土表面刷上許多的化學(xué)制劑材料。這些化學(xué)制劑的成分慢慢的滲透或者附著在混凝土的表面，促使混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表層狀況都遭到破壞，降低了混凝土的質(zhì)量，使其不具有原有的穩(wěn)定性能[3]。

2.2 水利工程冬季施工中鋼材易被腐蝕，混凝土容易發(fā)生干裂問題

由于水利工程需要在冬季進(jìn)行施工建設(shè)，混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)受到低溫的影響會(huì)發(fā)生一定的變化。鋼材受氧化嚴(yán)重，容易產(chǎn)生疏松氧化物，造成鋼材的腐蝕或者生銹現(xiàn)象，隨著生銹鋼材的不斷膨脹，其與混凝土之間的縫隙越來越大，更嚴(yán)重的后果就是，混凝土隨著鋼筋施工的線路發(fā)生開裂。這不僅會(huì)導(dǎo)致鋼筋的強(qiáng)度受損，同時(shí)，也會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的斷裂。因?yàn)榛炷恋姆€(wěn)定性降低，凝固成型后的強(qiáng)度受損等問題的存在，如果在進(jìn)行混凝土的配比時(shí)，沒有科學(xué)合理的參考值，導(dǎo)致水泥在混凝土中的比例過重，則會(huì)加快混凝土水分轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的發(fā)生。加上冬季低溫低，混凝土剛剛凝固成型時(shí)強(qiáng)度比較低，更容易出現(xiàn)混凝土干裂的問題。同時(shí)，由于混凝土中的水分慢慢向混凝土結(jié)構(gòu)的中心位置轉(zhuǎn)移，就更容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中心出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。

2.3 水利工程冬季施工中混凝土容易出現(xiàn)表面起灰的問題

由于水利工程建設(shè)在冬季進(jìn)行施工，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，砂漿料和粗骨料發(fā)生分離，這就直接導(dǎo)致了混凝土表面出現(xiàn)起灰的現(xiàn)象。究其原因，是因?yàn)樵谒こ潭臼┕そㄔO(shè)時(shí)，施工人員在進(jìn)行混凝土的原料配比時(shí)出現(xiàn)問題，在混凝土進(jìn)行攪拌時(shí)，向里面加入了大量的水灰。水灰比會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，水灰直接影響混凝土的流變性能，水泥漿的粘結(jié)度和混凝土的密度。水灰的比例過大或者過小都會(huì)引起混凝土休閑問題。同時(shí)，水灰除了有助于混凝土結(jié)構(gòu)外，還有一定的缺陷，比如水灰的泌水嚴(yán)重，黏性和保水性差等。在后期的水利工程混凝土維護(hù)中，混凝土受高溫的影響，其水化作用受到嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致水分迅速流失，被蒸發(fā)掉，這是混凝土的變成就容易產(chǎn)生起灰的現(xiàn)象[4]。

2.4 水利工程施工中混凝土容易發(fā)生水分轉(zhuǎn)移問題和混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散的問題

水利工程冬季施工除了會(huì)造成上述情況以外，還會(huì)造成混凝土出現(xiàn)水分轉(zhuǎn)移和內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散的問題?；炷恋氖┕な艿赖蜏氐挠绊?，導(dǎo)致混凝土的水分在發(fā)揮作用前就被凍住。因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度來源于混凝土的水化作用，水分在低溫的作用下形成冰狀，導(dǎo)致其在混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，形成混凝土結(jié)構(gòu)空隙，這就導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散。樹立工程冬季施工中，混凝土的水分和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，容易發(fā)生異響，同時(shí)混凝土的表面還會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶或者是混凝土顏色呈土黃色等。

3 水利工程冬季施工建設(shè)對(duì)施工材料的選擇

水利工程施工主要的原材料就是混凝土，因此，混凝土的質(zhì)量嚴(yán)重影響著整個(gè)水利工程?；炷敛牧现校嘤终加兄饕匚?，因此，基礎(chǔ)水泥原料的選擇直接影響著工程的質(zhì)量。水利工程施工有自身的特點(diǎn)，由于工期受到自然環(huán)境的影響，冬季施工是不可避免的。在水利工程冬季施工建設(shè)時(shí)，一定要注意水泥的選擇。

首先，水利施工冬季施工建設(shè)所用的水泥必須具有一定的抗凍性，要滿足冬季低溫施工的要求。其次，水利工程所選的水泥材料要有一定的抗寒性。在水利工程施工建設(shè)過程中，大多數(shù)選擇的水泥都是32.5號(hào)以上的硅酸鹽水泥。這種型號(hào)的水泥水化性能好。我們知道，混凝土強(qiáng)度的變化是靠混凝土的水化程度慢慢提高的，因此，水泥的水化能力的強(qiáng)弱直接影響混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。在施工中，水泥通過自身較好的水化性能幫助混凝土早冬季施工時(shí)能有一個(gè)較好的環(huán)境，讓混凝土在低溫施工作業(yè)時(shí)不會(huì)被凍結(jié)，讓其有充足的時(shí)間進(jìn)行自身的強(qiáng)化，提高混凝土的質(zhì)量。同時(shí)，水灰比的合理化對(duì)混凝土施工起著重要的作用，在水利工程施工建設(shè)過程中，讓混凝土中添加一些具有抗凍、抗寒的水泥可以有效的降低水灰在混凝土中的比例，使水灰比達(dá)到合適值，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。

水利工程冬季施工對(duì)建筑材料的配置比例有一定的要求，科學(xué)合理的配比對(duì)水利工程整體的施工質(zhì)量都有一定的促進(jìn)作用(如圖1所示)。因此，在實(shí)際的水利工程施工建設(shè)時(shí)，要根據(jù)施工的具體環(huán)境和條件，進(jìn)行科學(xué)的混凝土配比，讓混凝土符合相關(guān)要求。比如，在進(jìn)行水利工程冬季施工建設(shè)中，施工人員根據(jù)工程的實(shí)際施工情況，選擇合適的水泥型號(hào)，添加適當(dāng)?shù)墓橇?，比保證混凝土在冬季施工中的防滲水性，提高混凝土的抗凍能力。當(dāng)然，骨料的純度也要符合相關(guān)的要求，防止混凝土中含有雜質(zhì)骨料，降低混凝土在冬季施工建設(shè)時(shí)的質(zhì)量。

圖1 混凝土外加劑配比計(jì)算表

在這里我們還要注意的一點(diǎn)是，防凍材料的成分，如果混凝土中的防凍材料成分表里含有鉀、鈉成分，那么，再添加的骨料就一定不能含有活動(dòng)材料。這樣才能保證水利工程冬季施工中建筑材料不影響混凝土的強(qiáng)度好質(zhì)量。

比如我國的三峽水利工程，在工程施工材料的選擇上，結(jié)合工程實(shí)際的施工特點(diǎn)，選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的中熱硅酸鹽水泥，這種水泥具有一定的微膨脹性，符合三峽水利工程建設(shè)的施工要求。同時(shí)經(jīng)過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，對(duì)水泥的成分也做了相應(yīng)的調(diào)整，使配比出的混凝土具有高性能、高耐久性，保證了三峽水利工程的混凝土的質(zhì)量[5]。

4 水利工程冬季施工技術(shù)對(duì)混凝土材料的相關(guān)技術(shù)要求

冬季施工晝夜溫差較大，施工難度增加。混凝土作為水利工程的重要組成部分，在冬季施工中對(duì)其有一定的要求。除了對(duì)混凝土的配料和品類進(jìn)行合理配置和選擇外，在混凝土的攪拌和澆筑技術(shù)上也有一定的要求。混凝土的攪拌和澆筑，對(duì)混凝土的施工起到重要影響。目前，我國水利工程施工建設(shè)中，并沒有采取合理的混凝土攪拌技術(shù)，大多都是在施工現(xiàn)場進(jìn)行單機(jī)攪拌，這不僅使混凝土攪拌的產(chǎn)量受到限制，同時(shí)也不利于混凝土的科學(xué)配比。加上施工企業(yè)自身的一些缺陷，導(dǎo)致混凝土施工一直都處于質(zhì)量低、效率低的狀態(tài)，對(duì)于水利工程整體的施工質(zhì)量都有嚴(yán)重的影響。水利工程冬季施工對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性都提出了更高的要求。因此混凝土的材料配比和攪拌一定要按照嚴(yán)格的規(guī)定進(jìn)行。同時(shí)，由于冬季的低溫施工作業(yè)，導(dǎo)致混凝土在進(jìn)行澆筑時(shí)受到溫度差的影響。因此，在實(shí)際的施工過程中，要注意混凝土澆筑對(duì)溫度的控制。在混凝土澆筑冬季施工時(shí)，可以向混凝土中添加防凍劑，這種方式簡單易操作，同時(shí)成本不高，容易受到施工企業(yè)的廣泛使用。處理防凍劑的添加，還可以對(duì)混凝土中的砂石材料進(jìn)行一定的加入，保證混凝土的溫度。這些方式的采用對(duì)混凝土施工的質(zhì)量都有促進(jìn)作用。

5 水利工程冬季施工對(duì)混凝土后期的養(yǎng)護(hù)要求

水利工程冬季施工受到氣溫的影響會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，如果混凝土沒有得到很好的養(yǎng)護(hù)，會(huì)使混凝土中的水分過快的流失，導(dǎo)致一系列的問題出現(xiàn)，不利于混凝土的完成和耐久。所以，在混凝土澆筑施工結(jié)束以后，一定要重視混凝土的養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑時(shí)，受低溫影響，混凝土被凍傷，這就會(huì)直接影響混凝土的使用周期?；炷恋氖軆龌径际怯捎谄鋬?nèi)部的水凍結(jié)成冰造成的，因此，要讓混凝土提前進(jìn)入凝結(jié)，降低水分的結(jié)冰點(diǎn)，加入合適的防凍劑。所使用的養(yǎng)護(hù)劑也要符合相關(guān)的要求，在養(yǎng)護(hù)劑的水化熱影響下，水化物及時(shí)形成并滲入混凝土表面，使混凝土的密度增加，獲得較強(qiáng)的抗?jié)B能力、抗凍能力，增強(qiáng)混凝土的使用周期。

6 水利工程冬季施工技術(shù)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)要求

水利工程冬季施工技術(shù)除了對(duì)水泥、混凝土等建材有一定的要求外，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)也同樣有著一定的要求。首先，在水利工程中，一些活動(dòng)式結(jié)構(gòu)需要用到鋼結(jié)構(gòu)，比如說，水利工程的閘門、閥門、攔污柵等等，這些部位都需要鋼結(jié)構(gòu)，因此對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的選擇有一定的要求。在選材上，施工人員要考慮的是鋼筋材料的密度。自重較輕的材質(zhì)有助于在這些活動(dòng)式結(jié)構(gòu)中發(fā)揮出更大的作用。其次，在裝拆、結(jié)構(gòu)水利工程建設(shè)中，要考慮采用自重較輕、具有良好的裝配性、靈活性較強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)的建筑材料，因此，鋼筋材料在其他材料中脫穎而出。最后，在水利工程建設(shè)中的一些管道和容器的施工，要求所選擇的建材密封性能好，尤其是壓力管道和儲(chǔ)液罐等，所采用的建筑材料都是具有較強(qiáng)密封性的鋼材質(zhì)材料。

水利工程冬季施工技術(shù)需要在低溫的狀況下完成相關(guān)的施工建設(shè)，鋼結(jié)構(gòu)在水利工程中起到很重要的作用。因此，鋼結(jié)構(gòu)要符合冬季作業(yè)的相關(guān)要求。首先，水利工程冬季施工建設(shè)時(shí)，鋼材料應(yīng)選擇Q345鋼料、Q390鋼料和Q410鋼料，這些型號(hào)的鋼材都是符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的。其次，水利工程冬季施工建設(shè)在低溫的情況下進(jìn)行，對(duì)鋼材料的強(qiáng)度和韌性有一定的要求，在進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)鋼材料要進(jìn)行低溫試驗(yàn)，檢查鋼材料的韌性，只有符合要求的鋼材料才能被應(yīng)用到水利工程冬季施工建設(shè)中去。第三，水利工程冬季施工對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的焊接和板材的厚度也有一定的要求?？紤]到鋼材料的拉力，所選用的鋼材厚度要符合國家的相關(guān)規(guī)定。

同時(shí)，由于水利工程冬季施工的特點(diǎn)，鋼材的性能受到嚴(yán)格的檢查，尤其在鋼材的焊接點(diǎn)上。鋼材實(shí)施焊接時(shí)所選用的焊條和焊絲都要要滿足冬季施工的要求，選擇具有良好性能的低氫型焊條，重要的鋼結(jié)構(gòu)要選擇具有高韌性的超低氫焊條，結(jié)合嚴(yán)格的焊接工藝，確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

7 結(jié)語

綜上所述，我國水利工程冬季施工建設(shè)是不可避免的，受低溫作用的影響，使水利建設(shè)面臨很多的難題。特別是水泥、混凝土和鋼結(jié)構(gòu)等建材受冬季施工影響嚴(yán)重。因此，水利工程建材的生產(chǎn)要向抗凍性和抗寒性發(fā)展，結(jié)合科學(xué)的施工技術(shù)，定會(huì)實(shí)現(xiàn)水利工程的高質(zhì)量建設(shè)。