高原高寒地區水利工程施工提高混凝土強度的策略探析

吳興國

（四川省鴻川建設工程有限公司，四川 成都 610000）

新疆是我國面積最大的省份，高海拔、晝夜溫差大、氣候干燥是新疆氣候特點的代名詞，惡劣的氣候條件嚴重制約了水利工程的施工進展，加大了混凝土工程的施工難度，為了確保國家的工程如期完成，避免人民的切實利益受到損失。施工人員要以提高混凝土施工強度為前提，讓水利工程的質量和工程進度得到基本保障。

1 高寒地區混凝土施工現狀分析

1.1 混凝土地基建設難度大

結合新疆高寒地區的氣候特點，一般會選擇在4月份暖春季節開始進行土方工程的施工，土方工程重點需要考慮到初春凍土層對混凝土施工帶來的影響，高寒地區的凍土層厚度遠遠大于普通地區的厚度，施工人員的經驗和技術起到了關鍵性的作用，一定要盡量挖透凍土層再進行混凝土地基建設，一旦將地基建設在了較厚的凍土層上，地基會隨著凍土的融化發生下沉現象，日久天長會導致水壩出現坍塌的風險，嚴重損害了水利工程的使用壽命，所以一定要注重凍土給混凝土地基的建設帶來的影響。要嚴格把控高寒地區混凝土地基的建設速度，預防因為工期過長而導致地基受凍的現象發生，要及時將建成的地基進行回填處理，值得注意的是不要使用凍土進行回填，避免地基因為凍土融化而造成二次傷害。

1.2 高寒地區工程管控不足

面對新疆地區的高寒低壓地理環境，水利工程的施工進程經?？刻斐燥?，施工隊會在天氣狀況良好的情況下，較好地完成工程的驗收和交割。一旦受到冷空氣或雨雪天氣的影響，水利工程的施工就隨時會被叫停。主要的原因是混凝土的強度在惡劣天氣下得不到保障，無法滿足局方對水利工程的驗收指標。從這點反映出我國的工程設施過于落后，無法應對復雜的自然環境；對提高混凝土強度的技術不成熟和手段過于單一，不能夠在較復雜的環境下確保工程的質量和進度。高寒地區的工程管控不足是擺在面前的現實，需要從自身技術出發，認清混凝土施工水平的現狀。

2 制約高寒地區混凝土強度的主要因素

2.1 低溫環境

新疆地區屬于典型的低氣壓高原氣候，新疆全年的大部分時間都處于寒冷的環境中，全年大部分的最低溫度處于0℃以下，根據《混凝土施工規范》相關規定，當室外連續5天的平均溫度低于5℃，或者室外連續5天的最低氣溫都在-3℃以下，在這樣氣溫條件的就滿足了混凝土冬季施工條件?！霸绱┢ひ\午穿紗”就是形容新疆的晝夜溫差較大的一句諺語，由于地理環境原因導致新疆地區的晝夜溫度反差很大，全天的平均溫度也不是很高，在新疆地區水利工程的施工無法避免要在氣溫較低的環境下進行。氣溫低是制約混凝土冬季施工的最大障礙，混凝土是依靠水泥本身水泥的水化作用來增加自身的強度，一旦施工環境氣溫低于0℃后，普通工程所用水泥自身的水化作用進展緩慢或者停止，水化作用的減緩嚴重影響了水泥強度的增強。

一般情況下，水泥的強度還取決于水泥中游離水的蒸發作用，眾所周知溫度是決定水分蒸發的主要因素，當溫度低至零下以后，水泥中的游離水因為溫度過低而發生固化，水在結冰后體積發生膨脹現象，游離水結冰的膨脹速度超過了水泥硬化的速度，水泥內部游離水結冰后膨脹的體積變化會讓水泥內部出現裂痕，這種現象被稱作是水泥的早期凍害。這些細微的裂痕會影響水泥的堅固程度，從而會影響水利工程的使用壽命，所以說新疆地區的低溫環境是制約水利工程混凝土強度的主要因素。

2.2 風沙較大

高原氣候的主要特點是風沙較大，在水利工程的施工過程中，保溫是一項必要的預防措施，高原凜冽的寒風加大了設備保溫的難度，寒風導致混凝土表面的水分揮發過快，溫度的下降速度會更快。有經驗的高原施工人員經常采用保溫板、塑料等材料對設備進行遮風處理，這是確保高原水利工程的順利進行的保障。寒風中經常裹挾著細沙，這些細沙對施工人員的呼吸系統造成了影響，無孔不入的細沙對一些建筑類精密儀器造成嚴重的破壞，測量儀器的破壞會嚴重影響工程進度，另外可以造成混凝土配比的失衡，從而制約了混凝土的強度的提升。風沙污染是高原氣候污染的元兇，是制約高原水利工程混凝土強度的因素之一。

2.3 基礎設施匱乏

高原高寒地區地廣人稀，能讓人利用上的資源非常有限，特別是當處在水利工程建設的野外環境中，發電設施和取暖設施的短缺會給混凝土工程帶來巨大的挑戰，往往一個施工團隊到達指定施工地點后，都要安裝相應的生產生活配套系統，太陽能發電和風力發電是一項主要技術手段，但是受到天氣因素的影響較大，基礎設施的匱乏必然導致施工技術上不足，混凝土的配比過程對于溫度和濕度都有著嚴格的規定，不合理的配比或者施工不及時會導致混凝土不達標，基礎設施的匱乏成為了制約混凝土強度的一個因素。

2.4 施工經驗和技術的短缺

新疆高寒地區的水利工程施工難度是眾所周知的，區別于日常環境下的工程條件，高寒地區對施工人員的經驗和技術要求更為嚴格，因為環境的特殊性導致工程的進度更難把控，制約工程質量的因素呈現多樣化，要求施工人員有扎實的土建基本功，熟悉掌握混凝土的制作過程，了解如何預防低溫帶來的危害，采取何種的措施來應對突發的環境變化，一旦操作的不得當必將到導致混凝土的配比出現問題，從而導致混凝土的強度達不到指標要求。大自然的手段總是鬼斧神工，但是人類永遠是改變自然環境的主人翁，施工經驗的短缺是制約混凝土強度的因素之一。

3 高寒地區加強混凝土強度的有效措施

3.1 充足的施工前準備

現在農業的發展離不開科學技術的輔助，為了解決農作物灌溉用水問題，公司承接了新疆喀什地區的一處水壩建設工程。制定詳細的施工計劃書，項目經理組織召開施工前安全動員大會，結合新疆當地的氣候特點，制定詳實的施工安全應急指南，要求施工人員認真學習消防知識技能，提高野外施工的安全意識。準備挖掘機、殘土運輸車輛和混凝土攪拌機等機械設備，準備充足的水泥、砂石料、石灰添加劑等建筑耗材原料，準備泡沫板、塑料布、棉被等保溫材料等。充足的施工前準備是確保水利工程順利進展的保證，也是加強混凝土強度一項重要舉措。

3.2 混凝土合理化配比

考慮到新疆喀什地區氣候特點，要選擇水化溫度較低的水泥進行施工，避免因溫度過低對水泥水化程度的影響。首先在實驗室針對混凝土的水泥、煤灰、砂率、緩凝劑等用量進行科學配比，找出最適合新疆高寒地區的混凝土成分配比率：以每一個混凝土立方米為單位，水泥用量為350 kg/m3，煤灰用量為122 kg/m3，砂率為126 kg/m3，緩凝劑為0.875 kg/m3，然后在低溫狀態下進行模擬實驗，選擇在實驗室制作水泥立方體的形式進行水泥強度測試。

根據水利工程的特點，為縮短施工工期，提高工作效率，選取大體積的砼進行混泥土攪拌，考慮到外部環境溫度低的情況，選擇密閉式泵送的方式進行原料輸送，結合新疆氣溫的特點要注意密閉管道和輸送水管的保溫工作。砂率采用中號的砂礫搭配碎石，配以粉煤灰和緩凝劑等，按照實驗研究的科學比例進行配比，可以大大降低水泥水化的溫度，可以大大降低混凝土早期凍害帶來的危害。為避免混凝土在低溫情況下出現裂縫，采取降低水泥用量和增加外摻劑的方式。

3.3 保溫處理

在施工過程中要注重水源的選擇和水管的保溫措施，施工現場采用直埋的方式進行水管敷設，避免因為新疆的室外溫度過低而出現水管凍裂的現象，從而對施工工期造成影響。另外要做好料倉的溫度控制，要對施工過程中的料倉采用封閉處理，料倉的輸送一般采用自動傳送帶方式進行，將傳送帶安裝在封閉的管道內，并且在砼入料口設置保溫燈進行料倉加熱，確保在混凝土配比過程中溫度要求。另外要對砼的附近進行遮風處理，避免風沙對設備造成污染。砼在完成對混凝土充分攪拌后，我們要注意砼出料口的溫度，可以通過調節水溫來控制混凝土的溫度。在進行新疆高寒地區進行水利工程的建設過程中，為了提升混凝土的強度，在進行施工的過程中不應該過早的拆除保溫模，應根據天氣等因素來確定拆模時機。

受到低溫環境的影響，當進行大規模室外施工作業過程中，施工人員要適當采用搭建暖棚的方式對剛施工混凝土倉面進行保溫處理，另外可以在暖棚的周圍安裝電熱風進行加熱，還要對在倉面的四周進行遮風處理，可以使用泡沫板和塑料搭建圍墻的方式，確保混凝土倉面能夠自然的風干，避免混凝土因為受到大風低溫條件的影響而出現開裂的現象，必要的保溫設施提高混凝土質量的前提，也是提高高寒環境下混凝土強度的重要措施之一。

3.4 引進先進設備和注重人才培養

設備的落后是制約生產力發展的主要因素，混凝土制造設備的落后嚴重影響了混凝土的施工強度。特別是面臨新疆特殊地理環境的影響，落后的設備基礎更讓施工人員捉襟見肘。要結合新疆當地的氣候特點，工程單位要合理化引進先進的混凝土制造設備，先進設備能提高生產力的同時還可以大大提升混凝土的強度，從而確保了高寒地區水利工程的施工質量；另外要正視自身技術的不足，定期組織施工技術人員進行混凝土相關知識的技術培訓，積極引進先進的科學技術方案，大膽地重用技術人才。要在傳統的混凝土配置技術基礎上進行創新，經過科學的測算制定出更先進的混凝土配比技術，通過栽高寒環境下的反復測試，研發出更適合于高寒地區的混凝土施工技術，利用科技的手段來提高混泥土的強度是一項行之有效的措施。

4 結語

分析了我國高寒地區混凝土施工的現狀，結合新疆喀什地區的一處水壩建設工程，認清高寒地區制約混凝土強度主要包括氣溫、風沙、設施、施工經驗等因素。為了在水利工程中提高混凝土施工強度，從施工前準備、改善混凝土配比、采取保溫措施以及引進先進施工設備等角度出發，旨在從根本上提高高寒地區混凝土的施工強度，讓高寒地區水利工程的建設得到根本的質量保障，讓水利工程成為一項利在當代功在千秋的惠民工程。