冬季高寒氣候環境下的壩基開挖施工探析

張雪

摘 要：為了保證冬季高寒環境條件下的壩基結構開挖施工有良好質量，應能認識到冬季高寒環境對壩基結構開挖造成的影響，并能結合壩基結構開挖施工需要，制定科學的壩基結構開挖施工方案。本文就冬季高寒環境條件下的壩基結構開挖施工進行了分析。

關鍵詞：高寒氣候；壩基；工程；開挖施工

環境氣候條件往往對施工建設帶有一定影響，比如在冬季高寒條件下進行壩基結構建造的時候往往存在較多難點，導致壩基結構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技術，讓高寒條件下的壩基結構建造有良好質量。

1 氣象條件分析

各個地區在環境氣候條件方面有較大差異，而在對壩基結構開挖施工進行分析的時候，以常見的大陸性類型寒溫帶以及北溫氣候為例，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。

2 壩基結構開挖施工分析

在對寒冷地區壩基結構開挖施工的時候，以某地區以某一真實工程為例進行了分析，該工程位于西北部某一高寒地區當中，該壩基結構工程的實際工程開挖量為149立方米。而且在工程開挖施工的時候，需要工程建造部門能做好施工前的相應準備工作，通常準備時間長度為一個月左右。該工程受到施工量以及施工難度等方面的影響，該工程當中壩基結構開挖施工會完全貫穿整個冬季，而施工地區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，甚至在一些時間段其溫度會低至零下35攝氏度，這對整個壩基結構開挖施工無疑會產生巨大的阻礙。需要施工人員能在工程建設中的使用相應的現代技術，預估出壩基結構施工中可能會出現的問題，制定好相應的解決方案。而且在高寒環境下開展壩基結構建造施工的時候，不僅要能積極的制定相應解決對策，同時還要注意到施工的安全性。

3 防寒保護方面的措施分析

3.1 重視嚴寒條件下的保溫措施

當壩基結構土方挖掘施工環境溫度偏低的時候，不僅會對各種施工技術產生巨大影響，同時還會施工人員思想狀態產生影響，需要施工人員能高寒施工環境中保持良好的工作狀態，堅定信念，在這種思想的引領下才能真正的讓壩基結構開挖施工得以順利的進行，在輔助以良好的建造技術就能真正的實現工程建造質量的強化。在實際開展高寒條件下保護工作的時候，首先要能對防寒保暖工作有充分的認識，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入到良好的工作狀態下。其次，高寒環境往往會對人體健康產生一些意外影響，因此還要能在施工現場當中準備好相應的藥品。施工人員是整個壩基結構開始施工的關鍵因素，只有施工人員健康得到保證才能真正的讓工程建設得以順利開展。

3.2 施工機械維護分析

（1）在現場設置保暖棚

由于現代壩基結構開挖階段中使用的機械設備大多數都是以常規溫度為基礎設計的，因此低溫環境對于機械設備往往會有較大的影響，導致機械實際運行性能、工作狀態穩定性受到影響。因此當壩基結構開挖施工階段使用的設備停止使用之后，應能將設備安放到暖棚當中，讓寒冷環境對機械產生的影響降到最低，而機械設備在暖棚當中也能保持良好的工作狀態。尤其是在進行設備保修的時候，更需要保修環境能有良好溫度條件，只有在良好溫度條件下才能確保機械設備當中液壓系統、各種電器元件以及液壓系統可以正常運行，為設備檢修工作開展創造必要基礎條件。鑒于高寒地區環境因素對于機械設備運行穩定性影響較大，因此需要工作人員能定期對機械設備進行維護，避免環境因素對壩基結構開挖施工構成影響。

（2）防凍液的使用

當壩基結構開挖施工環境溫度偏低的時候，設備應能使用專業的防凍液，并且防凍液的規格應能使用40攝氏度以下的環境，而機械設備的潤滑油應能保證其實際冷凝點能在零下25攝氏度以下。

3.3 極端負溫要停止施工

負溫對于設備的運行有著一定的影響，設備在運行的過程中，各個系統的內部會受到負溫的影響，在負溫的環境下，設備的液壓系統和動力系統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%的時候，這時設備系統在運行的過程中，各個系統就會有著嚴重的損傷，維修的概率增加。相應的檢測試驗顯示如果溫度下降到了-23℃的時候，那么設備的動力系統的輸出功率就會下降，這時壩基的施工必須要停止，將機械設備放置在保暖棚中，以保證施工的質量。

4 基坑排水分析

主壩基坑的上游和下游的巖體會出現比較嚴重的滲水情況，在這樣的情況下，最大的時段甚至達到了560m3/h，要根據上游和下游摻水量的大小來對壩基的開挖線進行設置，還要在集水坑進行集中的排水，保證基坑排水的順利進行。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的封凍結冰層。排水系統的水泵操作值班室為保溫暖棚，內置電暖器，室內溫度在10℃以上。防止排水管道內結冰阻塞管道內水的流動，甚至損壞管道。對圓管內流動的水是否發生結冰進行了相關試驗。試驗表明，圓管內流動的水是否結冰與圓管內表面的最負溫度、管內流量、流速有關。水在管內流動的過程中與管壁進行熱傳導，管壁與大氣環境溫度進行著熱傳導，在穩定工況下，管內的水與管壁要向負溫大氣環境散失熱量，保證施工建設質量。

5 挖運施工分析

壩址區地處嚴寒地區，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%，最小轉彎半徑40m，出渣運輸車輛為20t的自卸汽車。冰凍期內路面結冰是最大的交通安全隱患，路面結冰的水源一為積雪、二為出渣車輛從基坑內帶到路面上的水。防冰、除冰根據不同負溫情況采取防、除結合，以防為主的措施。降雪時由人工及時清掃路面積雪，并強化基坑抽排水，最大限度減少出渣車輛從基坑內帶到路面上的水，從源頭防患。負溫環境下的挖掘機運行除應做好保溫、維修保養、控制極限作業溫度外，還應注意運行方式。嚴寒中鋼材的彈性模量指標有所下降，表現為鋼材的彈性降低，脆性增加。挖掘機操作運行時要注意挖掘負載須控制在設計負載的左右，以防止挖掘機的大臂、小臂等受力鋼結構發生脆性破壞。

6 結束語

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，受到環境因素的影響較大。施工單位應深刻認知負溫對開挖施工的影響程度和范圍、施工機械設備和材料包括火工品性能的變化，采取切實有效的防范措施是保證安全、順利施工的根本條件。

參考文獻

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