水利工程冬季施工所應采取的主要施工技術

崔屾

(遼寧生態工程職業學院，遼寧 沈陽 110122)

水利工程建設具有自身的特點，工程項目的施工受汛期影響，具有很強的周期性。在進行水利工程建設任務時，施工人員的施工任務較重，所需要的技術水平要求較高，這都給水利工程的施工建設造成了一定的壓力。因為其周期性較強，工程的施工要在汛期開始前結束，這就迫使水利工程要在冬季進行施工。冬季施工建設給整個水利工程都帶來了嚴重的影響，因為冬季氣溫較低，混凝土受低溫影響，導致水化作用降低，從而出現一系列的問題[1]。但是，水利工程又是一項利國利民的工程建設，因此，要嚴格把控水利工程建設的質量，努力將科學的技術應用到工程建設上，尤其是對水利工程建材的發展導向進行相應的研究。

1 水利工程發展現狀

在我國改革開放建設以來，我國的各項產業和工程建設都處于不斷上升的狀態。中國的水利工程建設、鐵力工程建設和電力工程建設等都發生了巨大的改變。但是，我國目前的水利工程建設發展相對來說還處于落后的地位，在水利施工建設時，不僅沒有先進的施工工藝，同時，應對水利工程冬季施工的問題也沒有良好的建材投入。這就導致我國水利工程的發展現狀不是很好。

1.1 水利工程的資金投入少

在市場經濟發展的影響下，各大企業的管理者都已經濟效益的大小來判斷項目的優劣。大部分的投資者所奉行的投資原則就是以最小的投資 ，獲取最大的經濟收益。而水利工程建設正好與之相違背，水利工程的建設需要大量的資金投入，而且所投資金進行經濟收益轉換的時間較長，使投資者的資金短期內很難實現經濟轉換[2]。因此，在我國，幾乎所有的企業和投資人，很少將資金投入到水利工程的建設上去。水利工程所獲得的資金來源基本就是國家性質的公益事業的資金投入。由于我國是農業大國，其對水利的依賴很大，就導致對水利工程建設的需求量大。但是，國家對水利工程建設的投資畢竟有限，就出現了各地區爭搶投資的現象出現。在這種形式的影響下，一些地區會夸大水利工程的相關數據，導致我國水利工程的不健康發展。

由于資金投入少，導致水利工程的施工單位為降低建設成本，對工程建筑材料的質量進行標準降低，迫使一些劣質建材被投入到水利工程的建設施工中。同時，為了節約人力成本，水利工程建設的施工單位，雇傭一些沒有專業技術的施工人員，在一定程度上對我國水利工程的發展起到了阻礙作用。水利工程質量的下降，導致工程對農業發展起不到應有的促進作用，使群眾失去了對水利工程建設的信心，從而導致我國水利工程發展的滯后。

1.2 對水利工程建設缺乏科學的管理

在進行水利工程招標工作時，水利工程被劃分成一個個的小型施工段，這樣就使得水利工程對資金投入的要求相應的被分擔出去。但是，由于將水利工程劃分的施工段較小，導致一系列的問題出現。整個水利工程的管理費用對相應的增加；其次，在施工時，一些大型機械設備的利用率不高，造成資源浪費；第三，由于工程量較小，促使具有高規格的企業對水利工程沒有足夠的興趣；最后，中小型企業雖然中標，但是對該段的水利工程不會追加投資，而是相應的減少成本的輸出。因此，在實際的施工過程中，中標的企業會聘用一些在校學生，作為水利工程的技術人員，雇傭的施工人員也不會要求其具有相應的技術水平，同時，所采取的施工工藝和設備材料都是質量較差，或者相對落后的。施工企業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，缺乏相應的行業保護、專業技術人才流失過快等都是目前我國水利工程發展的現狀。

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結晶狀腐蝕的問題

水利工程施工建設需要在汛期來臨前竣工，這就導致水利工程施工要在寒冷的冬季進行。冬季氣溫比較低，導致混凝土水化的效果明顯下降，使混凝土強度變化呈緩慢增長趨勢。混凝土在低溫的情況下容易出現結構松散，水分不能在混凝土的攪拌中發揮作用，出現轉移的情況。因此，在混凝土的表面就會出現一些結晶狀腐蝕的情況。經過時間流逝，混凝土慢慢凝固，硬化成型。但是，這時不會停止水利建設的施工，反而會因為水利工程建設施工的需要，在定型后的混凝土表面刷上許多的化學制劑材料。這些化學制劑的成分慢慢的滲透或者附著在混凝土的表面，促使混凝土的內部結構和表層狀況都遭到破壞，降低了混凝土的質量，使其不具有原有的穩定性能[3]。

2.2 水利工程冬季施工中鋼材易被腐蝕，混凝土容易發生干裂問題

由于水利工程需要在冬季進行施工建設，混凝土內部的結構受到低溫的影響會發生一定的變化。鋼材受氧化嚴重，容易產生疏松氧化物，造成鋼材的腐蝕或者生銹現象，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，更嚴重的后果就是，混凝土隨著鋼筋施工的線路發生開裂。這不僅會導致鋼筋的強度受損，同時，也會造成混凝土結構的斷裂。因為混凝土的穩定性降低，凝固成型后的強度受損等問題的存在，如果在進行混凝土的配比時，沒有科學合理的參考值，導致水泥在混凝土中的比例過重，則會加快混凝土水分轉移現象的發生。加上冬季低溫低，混凝土剛剛凝固成型時強度比較低，更容易出現混凝土干裂的問題。同時，由于混凝土中的水分慢慢向混凝土結構的中心位置轉移，就更容易導致混凝土結構中心出現開裂的現象。

2.3 水利工程冬季施工中混凝土容易出現表面起灰的問題

由于水利工程建設在冬季進行施工，導致混凝土內部結構發生變化，砂漿料和粗骨料發生分離，這就直接導致了混凝土表面出現起灰的現象。究其原因，是因為在水利工程冬季施工建設時，施工人員在進行混凝土的原料配比時出現問題，在混凝土進行攪拌時，向里面加入了大量的水灰。水灰比會直接影響混凝土的強度和耐久性，水灰直接影響混凝土的流變性能，水泥漿的粘結度和混凝土的密度。水灰的比例過大或者過小都會引起混凝土休閑問題。同時，水灰除了有助于混凝土結構外，還有一定的缺陷，比如水灰的泌水嚴重，黏性和保水性差等。在后期的水利工程混凝土維護中，混凝土受高溫的影響，其水化作用受到嚴重的影響，導致水分迅速流失，被蒸發掉，這是混凝土的變成就容易產生起灰的現象[4]。

2.4 水利工程施工中混凝土容易發生水分轉移問題和混凝土內部結構松散的問題

水利工程冬季施工除了會造成上述情況以外，還會造成混凝土出現水分轉移和內部結構松散的問題?；炷恋氖┕な艿赖蜏氐挠绊?，導致混凝土的水分在發揮作用前就被凍住。因為混凝土的強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，導致其在混凝土結構中出現轉移，形成混凝土結構空隙，這就導致混凝土的內部結構松散。樹立工程冬季施工中，混凝土的水分和結構發生變化，容易發生異響，同時混凝土的表面還會出現結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對施工材料的選擇

水利工程施工主要的原材料就是混凝土，因此，混凝土的質量嚴重影響著整個水利工程?；炷敛牧现?，水泥又占有主要地位，因此，基礎水泥原料的選擇直接影響著工程的質量。水利工程施工有自身的特點，由于工期受到自然環境的影響，冬季施工是不可避免的。在水利工程冬季施工建設時，一定要注意水泥的選擇。

首先，水利施工冬季施工建設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過程中，大多數選擇的水泥都是32.5號以上的硅酸鹽水泥。這種型號的水泥水化性能好。我們知道，混凝土強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弱直接影響混凝土的強度和質量。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能有一個較好的環境，讓混凝土在低溫施工作業時不會被凍結，讓其有充足的時間進行自身的強化，提高混凝土的質量。同時，水灰比的合理化對混凝土施工起著重要的作用，在水利工程施工建設過程中，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，使水灰比達到合適值，增強混凝土的強度。

水利工程冬季施工對建筑材料的配置比例有一定的要求，科學合理的配比對水利工程整體的施工質量都有一定的促進作用(如圖1所示)。因此，在實際的水利工程施工建設時，要根據施工的具體環境和條件，進行科學的混凝土配比，讓混凝土符合相關要求。比如，在進行水利工程冬季施工建設中，施工人員根據工程的實際施工情況，選擇合適的水泥型號，添加適當的骨料，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。當然，骨料的純度也要符合相關的要求，防止混凝土中含有雜質骨料，降低混凝土在冬季施工建設時的質量。

圖1 混凝土外加劑配比計算表

在這里我們還要注意的一點是，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度好質量。

比如我國的三峽水利工程，在工程施工材料的選擇上，結合工程實際的施工特點，選用符合國家標準的中熱硅酸鹽水泥，這種水泥具有一定的微膨脹性，符合三峽水利工程建設的施工要求。同時經過科學的實驗對比，對水泥的成分也做了相應的調整，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量[5]。

4 水利工程冬季施工技術對混凝土材料的相關技術要求

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，在冬季施工中對其有一定的要求。除了對混凝土的配料和品類進行合理配置和選擇外，在混凝土的攪拌和澆筑技術上也有一定的要求?；炷恋臄嚢韬蜐仓瑢炷恋氖┕て鸬街匾绊?。目前，我國水利工程施工建設中，并沒有采取合理的混凝土攪拌技術，大多都是在施工現場進行單機攪拌，這不僅使混凝土攪拌的產量受到限制，同時也不利于混凝土的科學配比。加上施工企業自身的一些缺陷，導致混凝土施工一直都處于質量低、效率低的狀態，對于水利工程整體的施工質量都有嚴重的影響。水利工程冬季施工對混凝土的強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格的規定進行。同時，由于冬季的低溫施工作業，導致混凝土在進行澆筑時受到溫度差的影響。因此，在實際的施工過程中，要注意混凝土澆筑對溫度的控制。在混凝土澆筑冬季施工時，可以向混凝土中添加防凍劑，這種方式簡單易操作，同時成本不高，容易受到施工企業的廣泛使用。處理防凍劑的添加，還可以對混凝土中的砂石材料進行一定的加入，保證混凝土的溫度。這些方式的采用對混凝土施工的質量都有促進作用。

5 水利工程冬季施工對混凝土后期的養護要求

水利工程冬季施工受到氣溫的影響會出現這樣那樣的問題，如果混凝土沒有得到很好的養護，會使混凝土中的水分過快的流失，導致一系列的問題出現，不利于混凝土的完成和耐久。所以，在混凝土澆筑施工結束以后，一定要重視混凝土的養護。在混凝土澆筑時，受低溫影響，混凝土被凍傷，這就會直接影響混凝土的使用周期。混凝土的受凍基本都是由于其內部的水凍結成冰造成的，因此，要讓混凝土提前進入凝結，降低水分的結冰點，加入合適的防凍劑。所使用的養護劑也要符合相關的要求，在養護劑的水化熱影響下，水化物及時形成并滲入混凝土表面，使混凝土的密度增加，獲得較強的抗滲能力、抗凍能力，增強混凝土的使用周期。

6 水利工程冬季施工技術對鋼結構的相關要求

水利工程冬季施工技術除了對水泥、混凝土等建材有一定的要求外，對鋼結構也同樣有著一定的要求。首先，在水利工程中，一些活動式結構需要用到鋼結構，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構，因此對鋼結構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。自重較輕的材質有助于在這些活動式結構中發揮出更大的作用。其次，在裝拆、結構水利工程建設中，要考慮采用自重較輕、具有良好的裝配性、靈活性較強等優勢的建筑材料，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液罐等，所采用的建筑材料都是具有較強密封性的鋼材質材料。

水利工程冬季施工技術需要在低溫的狀況下完成相關的施工建設，鋼結構在水利工程中起到很重要的作用。因此，鋼結構要符合冬季作業的相關要求。首先，水利工程冬季施工建設時，鋼材料應選擇Q345鋼料、Q390鋼料和Q410鋼料，這些型號的鋼材都是符合國家相關標準的。其次，水利工程冬季施工建設在低溫的情況下進行，對鋼材料的強度和韌性有一定的要求，在進行施工時，對鋼材料要進行低溫試驗，檢查鋼材料的韌性，只有符合要求的鋼材料才能被應用到水利工程冬季施工建設中去。第三，水利工程冬季施工對鋼結構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規定。

同時，由于水利工程冬季施工的特點，鋼材的性能受到嚴格的檢查，尤其在鋼材的焊接點上。鋼材實施焊接時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，重要的鋼結構要選擇具有高韌性的超低氫焊條，結合嚴格的焊接工藝，確保鋼結構的穩定性。

7 結語

綜上所述，我國水利工程冬季施工建設是不可避免的，受低溫作用的影響，使水利建設面臨很多的難題。特別是水泥、混凝土和鋼結構等建材受冬季施工影響嚴重。因此，水利工程建材的生產要向抗凍性和抗寒性發展，結合科學的施工技術，定會實現水利工程的高質量建設。