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摘要：水利工程施工建设周期性强，施工任务重，时间紧，强度大，为了保证工程具备防汛条件或者在汛前投入使用，冬季施工不可避免。为了确保水利工程按时竣工并在汛期发挥作用，应认识到冬季施工的重点与难点，努力提高技术水平、克服困难，确保水利工程价值的顺利实现。本文首先分析了冬季水利工程施工的不利因素，然后归纳了冬季水利工程施工存在的问题，最后从土方工程、钢筋工程和混凝土工程三大方面详细探讨了冬季水利工程施工技术的要点。
关键词：水利工程；冬季施工；土方；钢筋；混凝土
Periodic strong abstract: water conservancy project construction, the construction task, time is tight, the strength is big, in order to ensure engineering for flood control or put into use in concerned, winter construction is inevitable. In order to ensure that water conservancy project completion on time and in the flood season, should realize the emphasis and difficulty in winter construction, efforts to improve the level of technology, to overcome difficulties, to ensure the smooth realization of the value of water conservancy projects. This paper first analyzed the unfavorable factors of water conservancy engineering construction in winter, and then summed up the problems existing in water conservancy project construction in winter, finally from the earthwork, reinforced engineering and concrete engineering in detail three aspects discusses the key points of construction technology of water conservancy projects in winter.
Keywords: water conservancy project; Winter construction; Earthwork; Steel bar; concrete
中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、冬季水利工程施工的不利因素
（一）气候因素
冬季会令整体工程经历冷缩阶段，如前期设计不到位，很容易出现结构断层局面，且冬季气候寒冷，在寒冷环境下进行施工操作难免导致施工人员情绪和意志的低落，降低工作积极性，严重时会导致在进行工程质量施工时麻痹大意难以保证有效施工质量，有的甚至出现工程质量不过关问题。由于严寒，会导致工期拖延，维护费用加大，管理费用增多，影响整体水利工程质量和工程总进度，同样会增大地方财政的经济压力。气候原因存在众多不确定、未知因素。南有防暑北有防寒之称，由于各自地理和气候带分布不均的原因，会使工程具有迷惑性和不可预测性，同样极大程度上影响水利工程施工质量管理计划。
（二）材料因素
冬季作为特殊时期水利工程施工阶段，其建筑材料的合理选择和运用会是整个工程成败的关键因素。混凝土一直作为大面积使用的水利工程材料，根据其结构特点和所处环境不同，会出现众多问题，例如：裂缝，冷缩，炭化等。从质量角度来说混凝土具有热胀冷缩之缺点，并且自重过大，不当的设计会导致冬季水利施工出现工程断层局面，而且由于自重过大，冬季工程项目的合理性、抗压性也存在质疑。
材料的选择一直是冬季水利工程施工技术质量难以保证的安全隐患之一，由于气候是不确定性因素，直接导致在以气候为外部影响环境主体下的水利工程的材料选择呈现多样化、可变化、不统一化的特征，这既耽误工程工期质量又增加不必要工程建设开支。
（三）施工人员因素
气候、材料皆为客观因素，水利工程中主观因素一直占据主导地位，是施工技术质量的先决条件。而主观因素即为施工人员结构组成，合理的施工人员结构会增大工程整体效率，缩短工期，减少维护和管理费用的支出。冬季受低气温的影响，容易造成施工人员施工操作的困难。
二、水利工程冬季施工存在的问题
（一）混凝土的水分轉移，结构疏散
水分转移、结构疏散的混凝土，表明呈土黄色，冰晶状。这是因为混凝土自身的内部压力和湿度，加之冬季环境下温差大等原因，导致水分由边缘向中心移动，最终造成空隙现象。
（二）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浆脱离，露出骨料的现象。这个现象产生的原因主要是混凝土混合物中水、灰比太大，离析、泌水情况严重，保水性、聚粘性差，再加之冬季的低温，达不到混凝土的养护温度，水泥水化逐渐停止，接着混凝土的水分迅速蒸发，最后发生了表面起灰现象。
（三）钢筋的锈蚀，混凝土出现裂缝
因为钢筋具有氧化性，氧化锈蚀的同时伴随着体积的膨胀，可能会导致混凝土沿着箍筋或主筋方向产生裂缝；同时，水泥的稳定性不好，失水太快，混凝土的水、灰比太大，早期强度低，都会导致裂缝；混凝土内部水分从边缘移向中心，形成的压力也会引起轴向裂缝。
水利工程冬季施工技术要点
（一）土方工程
土方工程作为水利工程的基础所在，应在施工中加强注意。尤其冬季施工过程中，应制定详细的施工计划，提高施工技术水平，完善施工工艺，确保在短时间内顺利完工，保障工程质量。具体控制要点分析如以下几点。
1、如果忽略土方地基以下的冻土层 ，可能造成地基融沉问题。
如果施工人员没有意识到冻土层的严重性，不慎将开挖基础选择在较厚的冻土层位置，而冬季过后，冻土层将逐渐融化，就会引发地基变形问题;再加上地基中的各种土质不同，变形的方式与程度也有所区别。因此，受到各方面因素的综合影响，土方地基将产生塌陷或者裂缝问题。所以，在冬季施工过程中，应加强对冻土层的避免，了解工程地基土的实际情况，以确认冻土层位置，确保冻土保持在合理的范围内。
当土方开挖之后，应尽快开始基础施工环节，避免温度过低，造成地基和基槽受冻
由于工程所处地理位置不同，土质也有所区别。在冻土层开展基础工程，如果冻土层过厚，当气温升高后，地基就会出现变形，引发主体结构裂缝。因此需要提高认识，加快施工速度。
做好回填土的后续工作，避免基底上冻
如果冻土块质量不合格或者冻土含量较多，则不适合用于回填，否则冻土融化之后，将产生沉陷问题，在冬季，冻土的硬度较强，而回填土需要较大土块，如果温度升高、冻土解冻，将产生陷坑问题。因此，在水利工程冬季施工时，尽量不采取冻土回填方式。在工程回填之前，应准备足够的暖土，或者对冻土加温融化后再使用。对于管沟或者室外基坑，可以考虑采取冻土块回填，但是其体积不得超过回填总体积的15%以上。
（二）钢筋工程
1、钢筋冷拉
使用控制冷拉率以及控制应力法对钢筋进行负温冷拉。但是控制冷拉率法不适合用于冷拉无法准确区分批次的热轧钢筋。钢筋的延长率随着气温的降低而降低，在低温环境中冷拉钢筋时如果使用控制应力法，那么容易出现钢筋伸长力不足的情况。这样钢筋的强度将不能满足设计标准，所以在负温条件下应该采用比常温条件下更高的控制应力。
2、钢筋负温焊接
钢筋焊接施工的施工人员必须具备相应的焊工资格证书。在焊接施工过程中，可以使用闪光对焊和电渣压力焊等焊接方法进行低温条件下的钢筋焊接工作。最好在室内进行钢筋焊接作业，如果不具备室外作业条件，可选择气温相对较高的时间，应该搭建一定的遮蔽措施，防止风雪侵袭。焊接后没有充分冷却的钢筋接头，应该避免沾上冰雪。可以使用闪光一预热一闪光焊以及预热闪光焊等焊接工艺进行闪光对焊作业。预热闪光焊比较适合相对平整的钢筋断面，而闪光一预热一闪光焊则适用于不平整断面的焊接作业。
负温环境下的焊接比常温下的焊接要采取更多的措施来保证顺利进行，例如，预热时间的延长、预热时提高接触压力以及加大延长率等。在焊接施工时可以根据焊接现场的实际情况选择相应的焊接参数。采用电弧焊时应该注意避免过热、裂纹等以及接头处的偏心受力等缺陷。坡口焊要保证坡口断面以及钢筋与钢垫板之间良好的结合。
（三）混凝土工程
1、混凝土的选择
选用抗冻性高的水泥，我国各种水泥抗冻性高低次序为：硅酸盐水泥> 普通硅酸盐水泥> 矿渣硅酸盐水泥> 火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土施工中，应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，而且水泥标号不应低于32.5号，混凝土的水泥最小用量不应少于300kg／m3，水灰比不应大于0.6。
2、严格控制原料的配合比例
混凝土配合比设计是冬季混凝土施工重要的影响因素之一，合理调整配合比，适当使用外加剂，既可以改善混凝土冬季施工的工作性能，也可以提高混凝土凝结硬化后抗冻性能。混凝土配合比的调整，可以从以下几方面着手：
（1）选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。关于这一点，前文已阐述，在此不赘述。
（2）尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。一般饮用的自来水及洁净的天然水都可作为拌制混凝土用水，但污水、工业废水、pH值小的酸性水、硫酸盐含量超过水重约1％的水，严禁用于混凝
土中。在施工中为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度。办法是控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。
（3）掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓j中混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性；
（4）掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸（掺用水泥用量的2%）和ms-f复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)；
（5）选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
3、蓄热法
这个方法在环境温度零下10度左右的时候使用，或者是结构厚大的工程。 具体做法是:对原材料(水、砂、石)进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温， 以保证在温度降到 0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。这种方法工艺简单，施工费用低，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。
4、混凝土的运输和浇筑
（1）混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点，以减少材料运输过程中的热量损失，同时也应正确选择运输用的容器( 包括形状、大小、保温措施) 。
（2）混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上，特别是新老混凝土( 如梁、柱交接处) 交接處的冰雪及垃圾。
（3）当采用商品混凝土时，在浇筑前，应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能，并做好相应的防冻保暖措施。
（4）分层浇筑的混凝土时，已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前，不应低于计算规定的温度，也不得低于 2℃。
（5）重点工程或上部结构要连续施工的工程，混凝土应采取有效措施，以保证预期所要达到的强度。
（6）预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前，浇灌部位的混凝土必须经预热，并采用热的水泥浆、砂浆或混凝土，浇灌后在正温下养护到强度不低于 15Mpa。
（7）现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。
5、养护混凝土
养护作为混凝土施工的最后环节，其重要性不容忽视。具体要点分析如下：
（1）在冬季浇筑混凝土施工过程中，如果温度从正转为负，则混凝土抗压强度在设计强度的40%以上;如果温度低于10℃，则混凝土控制在5MPa以内。
（2）在混凝土养护中，使用草袋或麻袋等保温材料，保持混凝土表面的干燥。
（3）进行模板的外部保温过程中，除了注意基础层的保温以外，其他结构也应设置保温材料，然后再进行混凝土浇筑施工。
（4）拆除模板之后，应在混凝土表面覆盖保温材料，避免温度变化过大而出现裂缝。
结语
综上，冬季施工虽不常发生，但如果发生不提前准备和防范，会给工程质量、施工进度带来影响，措施不当会给工程质量带来隐患，因此，在工程即将进入冬期前做好防范，在施工期间掌握好冬季施工技术是必要的，是保证工程质量的重要前提。
参考文献
[1]茹敏社，陈宇松．水利工程施工质量控制措施及方法[J].科技情报开发与经济，2007.11.
[2]孙小丹.水利工程冬季施工质量控制和预防措施[J].水利科技与经济，2010.5.
[3]吴海江.浅谈水利工程冬季施工管理[J].石河子科技，2004.2.
关键词：水利工程；冬季施工；土方；钢筋；混凝土
Periodic strong abstract: water conservancy project construction, the construction task, time is tight, the strength is big, in order to ensure engineering for flood control or put into use in concerned, winter construction is inevitable. In order to ensure that water conservancy project completion on time and in the flood season, should realize the emphasis and difficulty in winter construction, efforts to improve the level of technology, to overcome difficulties, to ensure the smooth realization of the value of water conservancy projects. This paper first analyzed the unfavorable factors of water conservancy engineering construction in winter, and then summed up the problems existing in water conservancy project construction in winter, finally from the earthwork, reinforced engineering and concrete engineering in detail three aspects discusses the key points of construction technology of water conservancy projects in winter.
Keywords: water conservancy project; Winter construction; Earthwork; Steel bar; concrete
中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一、冬季水利工程施工的不利因素
（一）气候因素
冬季会令整体工程经历冷缩阶段，如前期设计不到位，很容易出现结构断层局面，且冬季气候寒冷，在寒冷环境下进行施工操作难免导致施工人员情绪和意志的低落，降低工作积极性，严重时会导致在进行工程质量施工时麻痹大意难以保证有效施工质量，有的甚至出现工程质量不过关问题。由于严寒，会导致工期拖延，维护费用加大，管理费用增多，影响整体水利工程质量和工程总进度，同样会增大地方财政的经济压力。气候原因存在众多不确定、未知因素。南有防暑北有防寒之称，由于各自地理和气候带分布不均的原因，会使工程具有迷惑性和不可预测性，同样极大程度上影响水利工程施工质量管理计划。
（二）材料因素
冬季作为特殊时期水利工程施工阶段，其建筑材料的合理选择和运用会是整个工程成败的关键因素。混凝土一直作为大面积使用的水利工程材料，根据其结构特点和所处环境不同，会出现众多问题，例如：裂缝，冷缩，炭化等。从质量角度来说混凝土具有热胀冷缩之缺点，并且自重过大，不当的设计会导致冬季水利施工出现工程断层局面，而且由于自重过大，冬季工程项目的合理性、抗压性也存在质疑。
材料的选择一直是冬季水利工程施工技术质量难以保证的安全隐患之一，由于气候是不确定性因素，直接导致在以气候为外部影响环境主体下的水利工程的材料选择呈现多样化、可变化、不统一化的特征，这既耽误工程工期质量又增加不必要工程建设开支。
（三）施工人员因素
气候、材料皆为客观因素，水利工程中主观因素一直占据主导地位，是施工技术质量的先决条件。而主观因素即为施工人员结构组成，合理的施工人员结构会增大工程整体效率，缩短工期，减少维护和管理费用的支出。冬季受低气温的影响，容易造成施工人员施工操作的困难。
二、水利工程冬季施工存在的问题
（一）混凝土的水分轉移，结构疏散
水分转移、结构疏散的混凝土，表明呈土黄色，冰晶状。这是因为混凝土自身的内部压力和湿度，加之冬季环境下温差大等原因，导致水分由边缘向中心移动，最终造成空隙现象。
（二）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浆脱离，露出骨料的现象。这个现象产生的原因主要是混凝土混合物中水、灰比太大，离析、泌水情况严重，保水性、聚粘性差，再加之冬季的低温，达不到混凝土的养护温度，水泥水化逐渐停止，接着混凝土的水分迅速蒸发，最后发生了表面起灰现象。
（三）钢筋的锈蚀，混凝土出现裂缝
因为钢筋具有氧化性，氧化锈蚀的同时伴随着体积的膨胀，可能会导致混凝土沿着箍筋或主筋方向产生裂缝；同时，水泥的稳定性不好，失水太快，混凝土的水、灰比太大，早期强度低，都会导致裂缝；混凝土内部水分从边缘移向中心，形成的压力也会引起轴向裂缝。
水利工程冬季施工技术要点
（一）土方工程
土方工程作为水利工程的基础所在，应在施工中加强注意。尤其冬季施工过程中，应制定详细的施工计划，提高施工技术水平，完善施工工艺，确保在短时间内顺利完工，保障工程质量。具体控制要点分析如以下几点。
1、如果忽略土方地基以下的冻土层 ，可能造成地基融沉问题。
如果施工人员没有意识到冻土层的严重性，不慎将开挖基础选择在较厚的冻土层位置，而冬季过后，冻土层将逐渐融化，就会引发地基变形问题;再加上地基中的各种土质不同，变形的方式与程度也有所区别。因此，受到各方面因素的综合影响，土方地基将产生塌陷或者裂缝问题。所以，在冬季施工过程中，应加强对冻土层的避免，了解工程地基土的实际情况，以确认冻土层位置，确保冻土保持在合理的范围内。
当土方开挖之后，应尽快开始基础施工环节，避免温度过低，造成地基和基槽受冻
由于工程所处地理位置不同，土质也有所区别。在冻土层开展基础工程，如果冻土层过厚，当气温升高后，地基就会出现变形，引发主体结构裂缝。因此需要提高认识，加快施工速度。
做好回填土的后续工作，避免基底上冻
如果冻土块质量不合格或者冻土含量较多，则不适合用于回填，否则冻土融化之后，将产生沉陷问题，在冬季，冻土的硬度较强，而回填土需要较大土块，如果温度升高、冻土解冻，将产生陷坑问题。因此，在水利工程冬季施工时，尽量不采取冻土回填方式。在工程回填之前，应准备足够的暖土，或者对冻土加温融化后再使用。对于管沟或者室外基坑，可以考虑采取冻土块回填，但是其体积不得超过回填总体积的15%以上。
（二）钢筋工程
1、钢筋冷拉
使用控制冷拉率以及控制应力法对钢筋进行负温冷拉。但是控制冷拉率法不适合用于冷拉无法准确区分批次的热轧钢筋。钢筋的延长率随着气温的降低而降低，在低温环境中冷拉钢筋时如果使用控制应力法，那么容易出现钢筋伸长力不足的情况。这样钢筋的强度将不能满足设计标准，所以在负温条件下应该采用比常温条件下更高的控制应力。
2、钢筋负温焊接
钢筋焊接施工的施工人员必须具备相应的焊工资格证书。在焊接施工过程中，可以使用闪光对焊和电渣压力焊等焊接方法进行低温条件下的钢筋焊接工作。最好在室内进行钢筋焊接作业，如果不具备室外作业条件，可选择气温相对较高的时间，应该搭建一定的遮蔽措施，防止风雪侵袭。焊接后没有充分冷却的钢筋接头，应该避免沾上冰雪。可以使用闪光一预热一闪光焊以及预热闪光焊等焊接工艺进行闪光对焊作业。预热闪光焊比较适合相对平整的钢筋断面，而闪光一预热一闪光焊则适用于不平整断面的焊接作业。
负温环境下的焊接比常温下的焊接要采取更多的措施来保证顺利进行，例如，预热时间的延长、预热时提高接触压力以及加大延长率等。在焊接施工时可以根据焊接现场的实际情况选择相应的焊接参数。采用电弧焊时应该注意避免过热、裂纹等以及接头处的偏心受力等缺陷。坡口焊要保证坡口断面以及钢筋与钢垫板之间良好的结合。
（三）混凝土工程
1、混凝土的选择
选用抗冻性高的水泥，我国各种水泥抗冻性高低次序为：硅酸盐水泥> 普通硅酸盐水泥> 矿渣硅酸盐水泥> 火山灰或粉煤灰硅酸盐水泥。在冬季混凝土施工中，应首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，而且水泥标号不应低于32.5号，混凝土的水泥最小用量不应少于300kg／m3，水灰比不应大于0.6。
2、严格控制原料的配合比例
混凝土配合比设计是冬季混凝土施工重要的影响因素之一，合理调整配合比，适当使用外加剂，既可以改善混凝土冬季施工的工作性能，也可以提高混凝土凝结硬化后抗冻性能。混凝土配合比的调整，可以从以下几方面着手：
（1）选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。关于这一点，前文已阐述，在此不赘述。
（2）尽量降低水灰比，稍增水泥用量，从而增加水化热量，缩短达到龄期强度的时间。一般饮用的自来水及洁净的天然水都可作为拌制混凝土用水，但污水、工业废水、pH值小的酸性水、硫酸盐含量超过水重约1％的水，严禁用于混凝
土中。在施工中为了减少冻害，应将配合比中的用水量降低至最低限度。办法是控制坍落度，加入减水剂，优先选用高效减水剂。
（3）掺用引气剂。在保持混凝土配合比不变的情况下，加入引气剂后生成的气泡，相应增加了水泥浆的体积，提高拌和物的流动性，改善其粘聚性及保水性，缓j中混凝土内水结冰所产生的水压力，提高混凝土的抗冻性；
（4）掺加早强外加剂，缩短混凝土的凝结时间，提高早期强度。应用较普遍的有硫酸（掺用水泥用量的2%）和ms-f复合早强试水剂(掺水泥用量的5%)；
（5）选择颗粒硬度高和缝隙少的集料，使其热膨胀系数和周围砂浆膨胀系数相近。
3、蓄热法
这个方法在环境温度零下10度左右的时候使用，或者是结构厚大的工程。 具体做法是:对原材料(水、砂、石)进行加热，使混凝土在搅拌、运输和浇灌以后，还储备有相当的热量，以使水泥水化放热较快，并加强对混凝土的保温， 以保证在温度降到 0℃以前使新浇混凝土具有足够的抗冻能力。这种方法工艺简单，施工费用低，但要注意内部保温，避免角部与外露表面受冻，且要延长养护龄期。
4、混凝土的运输和浇筑
（1）混凝土搅拌场地应尽量靠近施工地点，以减少材料运输过程中的热量损失，同时也应正确选择运输用的容器( 包括形状、大小、保温措施) 。
（2）混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上，特别是新老混凝土( 如梁、柱交接处) 交接處的冰雪及垃圾。
（3）当采用商品混凝土时，在浇筑前，应了解商品混凝土中掺入抗冻剂的性能，并做好相应的防冻保暖措施。
（4）分层浇筑的混凝土时，已浇筑层在未被上一层的混凝土覆盖前，不应低于计算规定的温度，也不得低于 2℃。
（5）重点工程或上部结构要连续施工的工程，混凝土应采取有效措施，以保证预期所要达到的强度。
（6）预应力混凝土构件在进行孔道和立缝的灌浆前，浇灌部位的混凝土必须经预热，并采用热的水泥浆、砂浆或混凝土，浇灌后在正温下养护到强度不低于 15Mpa。
（7）现场应留设同条件养护的混凝土试块作为拆模依据。
5、养护混凝土
养护作为混凝土施工的最后环节，其重要性不容忽视。具体要点分析如下：
（1）在冬季浇筑混凝土施工过程中，如果温度从正转为负，则混凝土抗压强度在设计强度的40%以上;如果温度低于10℃，则混凝土控制在5MPa以内。
（2）在混凝土养护中，使用草袋或麻袋等保温材料，保持混凝土表面的干燥。
（3）进行模板的外部保温过程中，除了注意基础层的保温以外，其他结构也应设置保温材料，然后再进行混凝土浇筑施工。
（4）拆除模板之后，应在混凝土表面覆盖保温材料，避免温度变化过大而出现裂缝。
结语
综上，冬季施工虽不常发生，但如果发生不提前准备和防范，会给工程质量、施工进度带来影响，措施不当会给工程质量带来隐患，因此，在工程即将进入冬期前做好防范，在施工期间掌握好冬季施工技术是必要的，是保证工程质量的重要前提。
参考文献
[1]茹敏社，陈宇松．水利工程施工质量控制措施及方法[J].科技情报开发与经济，2007.11.
[2]孙小丹.水利工程冬季施工质量控制和预防措施[J].水利科技与经济，2010.5.
[3]吴海江.浅谈水利工程冬季施工管理[J].石河子科技，2004.2.