水利工程冬季施工準備工作和關鍵技術措施分析

孫洪濤　劉東升

【摘 要】本文即重點探討了水利工程冬季施工前應做好的準備工作，并就水利工程冬季施工中的關鍵技術進行了詳細闡述。

【關鍵詞】水利工程；冬季施工；混凝土；鋼筋；養護

【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的問題

（1）混凝土的水分轉移。 結構疏散 水分轉移、結構疏散的混凝土，表明呈土黃色，冰晶狀。這是 因為混凝土自身的內部壓力和濕度，加之冬季環境下溫差大等原 因，導致水分由邊緣向中心移動，最終造成空隙現象。

（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 現象。這個現象產生的原因主要是混凝土混合物中水、灰比太大， 離析、泌水情況嚴重，保水性、聚粘性差，再加之冬季的低溫，達 不到混凝土的養護溫度，水泥水化逐漸停止，接著混凝土的水分迅 速蒸發，最后發生了表面起灰現象。

（3）鋼筋的銹蝕，混凝土出現裂縫。 因為鋼筋具有氧化性，氧化銹蝕的同時伴隨著體積的膨脹，可 能會導致混凝土沿著箍筋或主筋方向產生裂縫；同時，水泥的穩定 性不好，失水太快，混凝土的水、灰比太大，早期強度低，都會導 致裂縫；混凝土內部水分從邊緣移向中心，形成的壓力也會引起軸 向裂縫。

2. 水利工程冬季施工應做好的準備工作

（1）技術準備。 水利工程在施工之前，應先做好技術準備工作，以保證工程施 工作業的順利進行。工程施工技術準備應從工程施工的質量要求和 施工安全出發，編制一套合理的施工技術方案，保證所選擇的施工 技術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。施工技術準備對工程質量有 重要的影響，是工程施工的重要內容。在施工技術準備中，應做好 以下幾方面的工作： 首先應對水利工程施工內容進行總體的規劃，確定施工工序和 施工方法。 其次，從工程施工需要出發，配備施工設備及施工技術人員， 對施工技術人員應進行專業技術考核，對施工設備應進行安全檢查。 再次，選擇冬季施工的保溫材料，減少凍害對水利工程質量的 損害。 最后，對關鍵工程的施工質量進行嚴格把關，以保證水利工程 的整體質量。

（2）資源準備。 從水利工程施工需要出發，對冬季施工所需要的生產資料做好 準備。由于我國冬季的氣溫偏低，在冬季施工時應準備好保溫材料 及外加劑。在資源準備中，應按照施工人員的要求采購保溫材料， 保證冬季施工材料的質量，以減少凍害對水利工程的破壞，減少工 程返工，保證冬季施工作業的順利進行。

（3）生產準備。 在水利工程的施工過程中，應將施工人員的職責進行劃分，不 僅對施工前的生產準備工作進行安排與分配，還應對施工人員的現 場施工作業進行布置，以確保工程施工的有序進行。在生產準備環 節，應做好工程施工現場安全設施的防護工作，對供水管道進行保 溫防護，確保施工場地的平整，保持原材料運輸通道的暢通。

3. 水利工程冬季施工中的關鍵技術

3.1 土方工程。 土方工程作為水利工程的基礎所在，應在施工中加強注意。尤 其冬季施工過程中，應制定詳細的施工計劃，提高施工技術水平， 完善施工工藝，確保在短時間內順利完工，保障工程質量。具體控制要點分析如以下幾點。

（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到凍土層的嚴重性，不慎將開挖基礎選 擇在較厚的凍土層位置，而冬季過后，凍土層將逐漸融化，就會引 發地基變形問題；再加上地基中的各種土質不同，變形的方式與程 度也有所區別。因此，受到各方面因素的綜合影響，土方地基將產 生塌陷或者裂縫問題。所以，在冬季施工過程中，應加強對凍土層 的避免，了解工程地基土的實際情況，以確認凍土層位置，確保凍 土保持在合理的范圍內。

（2）當土方開挖之后，應盡快開始基礎施工環節，避免溫度過 低，造成地基和基槽受凍 由于工程所處地理位置不同，土質也有所區別。在凍土層開展 基礎工程，如果凍土層過厚，當氣溫升高后，地基就會出現變形， 引發主體結構裂縫。因此需要提高認識，加快施工速度。

（3）做好回填土的后續工作，避免基底上凍 如果凍土塊質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，將產生沉陷問題，在冬季，凍土的硬度較 強，而回填土需要較大土塊，如果溫度升高、凍土解凍，將產生陷 坑問題。因此，在水利工程冬季施工時，盡量不采取凍土回填方 式。在工程回填之前，應準備足夠的暖土，或者對凍土加溫融化后 再使用。對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程中，可以采用以下兩種方法：

（1）負溫焊接 在焊接作業中，應實行持證上崗，要求施工人員具備焊接資格 證及焊接專業知識，以保證焊接作業的安全及質量。在焊接作業 中，可以采用閃光對焊、電渣壓力焊等方式，以實現在冬季低溫條 件下的焊接作業。室外焊接作業應盡量選擇溫度較高的施工環境， 并在焊接作業環境搭建遮蔽設施，防止風雪天氣的侵襲。在焊接作 業完成后，如果焊接接頭沒有完全冷卻，則應避免沾上雨水，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力的方法，對鋼筋進行負溫冷拉。在鋼 筋冷拉過程中，應首先確認熱軋鋼筋的冷拉批次，如果不能確認， 則不能進行鋼筋冷拉，以防止因冷拉率過大而導致鋼筋材料的破 損。鋼筋的延長率隨著溫度的下降而下降，在冬季施工作業中，如 果僅采用冷拉的方法，可能會因為鋼筋延長率不足而影響了鋼筋冷 拉的長度，導致鋼筋強度的不足，影響了水利工程的質量。

3.3 混凝土工程施工關鍵技術。

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。混凝土工程質量對水利工程質量有重要影響。由于冬季寒冷 的天氣對混凝土工程有很大的影響，我國對水利工程混凝土冬季 施工的溫度進行了嚴格的規定：對于寒冷地區，應將溫度控制在 5℃，最低氣溫應控制在3℃，以防止因混凝土水分的結冰而影響 混凝土的水化作用。

3.3.1 混凝土攪拌。

3.3.1.1 調整配合比法 主要適用于在0℃左右環境下的混凝土施工。具體做法是：

（1）選擇適當品種的水泥是提高混凝土抗凍的重要手段。應使用 早強硅酸鹽水泥。該類水泥水化熱較大，且在早期放出強度最高， 一般3天抗壓強度大約相當于普通硅水泥7天的強度，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，縮短達到齡期強度的時間。

（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，相應增加了水泥漿的體積，提高拌和物的流動 性，改善其粘聚性及保水性緩沖混凝土內水結冰所產生的水壓力， 提高混凝土的抗凍性。

（4）摻加早強外加劑，縮短混凝土的混結時間，提高早期強度。 應用較普遍的有硫酸鈉，摻用水泥用量的2%和MS-F復合早強試 水劑，摻水泥用量的5%。

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

3.3.1.2 蓄熱法 蓄熱法主要適用于環境溫度0℃左右，結構比較厚大的工程。 做法是，對原材料，水、砂、石，進行保溫、加熱，使混凝土在攪 拌、運輸和澆灌以后還儲備有相當的熱量，一般混凝土人倉溫度應 大于5℃，以加快水泥水化，同時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。此法工藝簡單，施 工費用不多，但要注意保溫，避免角部與外露表面受凍，且要延長 養護齡期。

3.3.2 混凝土的運輸和澆筑。

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

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

（3）當采用商品混凝土時，在澆筑前，應了解商品混凝土中摻 入抗凍劑的性能，并做好相應的防凍保暖措施。

（4）分層澆筑的混凝土時已澆筑層在未被上一層的混凝土覆蓋 前，不應低于計算規定的溫度，也不得低于2℃。

（5）重點工程或上部結構要連續施工的工程，混凝土應采取有 效措施，以保證預期所要達到的強度。

（6）預應力混凝土構件在進行孔道和立縫的灌漿前，澆灌部位 的混凝土必須經預熱，并采用熱的水泥漿、砂漿或混凝土，澆灌后 在正溫下養護到強度不低于15MPa。

（7）現場應留設同條件養護的混凝土試塊作為拆模依據。

3.3.3 混凝土的養護。

（1）冬季澆筑的混凝土，由正溫轉入負溫養護前，混凝土 的抗壓強度不應低于設計強度的40，對于C10以下的混凝土不應 >5MPa。

（2）采用的保溫材料（草袋、麻袋），應保持干燥。

（3）在模板外部保溫時，除基礎可隨澆筑隨保溫外，其它結構 必須在設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后 應立即覆蓋保溫，其保溫層厚度，材質應根據計算確定。

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

4. 結語

綜上，在水利工程冬季施工作業中，應充分利用現代先進的施 工設備和器械，配備專業的施工人員和技術人員，同時加強對施工 作業的管理，做好準備工作和保溫防護工作，保證工程施工的順利 進行，提高水利工程的質量和經濟效益。

參考文獻

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[文章編號]1619-2737（2015）12-25-953