水利工程冬季混凝土澆筑技術注意事項

郭杰　張鵬　李文立

摘 要：水利工程施工體量大、施工周期長且大多數時候在野外環境下施工，因此，冬季施工在所難免。在冬季低溫環境下，混凝土澆筑和養護中的難度成倍增加，一旦處理不當，就可能給整體水利工程帶來一系列的質量問題。筆者結合實際工作經驗，對水利工程冬季混凝土澆筑施工難點及施工原理進行分析，然后重點論述冬季混凝土澆筑技術要點及質量控制。希望本文的論述能為水利工程施工單位提供有益參考和借鑒，從而促進水利工程冬季混凝土施工質量和效率的提升。

關鍵詞：水利工程;冬季混凝土澆筑;施工技術

中圖分類號：TV544 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）25-0076-03

Points for Attention in Concrete Casting Technology of Water

Conservancy Project in Winter

GUO Jie1 ZHANG Peng2 LI Wenli1

（1. Yuanyang County Water Conservancy and Hydropower Construction and Installation Co.， Ltd.，Yuanyang Henan 453500;

2. Yuanyang County Rural Drinking Water Safety Project Management Center，Yuanyang Henan 453500）

Abstract： The construction of water conservancy project is large in volume， long in construction period and mostly in the field environment， so it is inevitable to construct in winter. In winter low temperature environment， the difficulty of concrete pouring and maintenance is doubled. Once improperly handled， it may bring a series of quality problems to the overall water conservancy project. Combined with practical experience， the author analyzed the difficulties and principles of winter concrete pouring construction in water conservancy projects， and then focused on the technical points and quality control of winter concrete pouring. It is hoped that the discussion in this paper can provide useful reference and reference for the construction units of water conservancy projects， so as to promote the quality and efficiency of winter concrete construction of water conservancy projects.

Keywords： water conservancy engineering;concrete casting in winter;construction technology

水利工程是我國重要的國民基礎性設施，承擔著農業灌溉、防洪抗寒、水力發電等重要職責[1]。隨著我國基礎設施建設事業的不斷發展，我國水利工程建設規模不斷擴大，建設數量日益提升，國民生產和生活對水利工程的質量要求也越來越高，為此，要充分利用水利工程施工技術，以確保水利工程的施工質量。由于水利工程施工的時間緊、任務重，且在降雨量集中的汛期無法施工，因此，為了趕工期，冬季施工是較為常見的;而在寒冷的冬季，低溫環境會對水利工程大體積混凝土的水化作用產生較大影響，使混凝土凝固時間大為延長，因此，必須采取合理的施工技術和措施來保證冬季混凝土施工質量。

1 水利工程冬季混凝土澆筑施工的難點分析

1.1 低溫環境影響

冬季氣溫過低，會影響混凝土的水熱化反應速度，使混凝土固化的時間大大延長。特別是當混凝土溫度持續降低并低于0℃時，混凝土內部的水分會固化結晶，而這會使其與骨料之間的間隙增加，進而影響混凝土施工的結構質量，導致混凝土強度大大降低。

1.2 冰水凍脹影響

低溫會使混凝土中的游離水分凍結，導致混凝土體積增加，這就是行業內常說的“凍脹問題”[2]。凍脹問題對水利工程混凝土施工質量的影響是巨大的，其往往會導致水利工程壩體、基底等部位產生嚴重的結構性損壞，導致工程強度大大降低。此外，凍脹問題還會導致水利工程的鋼筋結構上形成冰凌顆粒，這些顆粒有一定的軟化鋼筋的功能，并且可以降低鋼筋與混凝土之間的黏附性，如果此類問題嚴重且持續發生，則會對水利工程的結構強度和耐久性產生嚴重威脅[3]。

1.3 水膜作用

混凝土振搗完成之后，骨料周圍往往會存在一層水膜或者水泥漿膜，其作用在于提升混凝土的流動性，從而使澆筑過程中發生結構空隙和孔洞的概率大大降低。然而，在低溫環境下，這層水膜或者水泥漿膜一旦固化結冰，其黏結力就會大大下降，且無法發揮原有功能;當溫度上升，水膜或水泥漿膜恢復流動性之后，則會造成更大的結構空隙，影響水利工程混凝土結構的穩固性。

1.4 溶解作用

混凝土是一種以水作為介質的復合型物質，在水的作用下，各種建筑材料之間會發生十分復雜的物理和化學變化，進而使混凝土材料的功能特性得以發揮。在低溫環境下，原本應該溶解在水中的各類物質會逐漸析出，從而影響混凝土功效，使混凝土結構問題發生的概率大大提升。此外，水利工程承受的壓力及荷載力較大，這使得溶解作用導致的危害成倍增加。

1.5 周邊環境影響

水利工程體量大、周期長，其施工質量與工程周圍環境有著直接關系。在冬季低溫條件下，施工場地的土基結構、混凝土振搗和養護工作中都會面臨各種不便，這也是影響施工質量的重要因素。

2 水利工程冬季混凝土澆筑施工的原理

在我國建筑行業規范中，冬季施工是指當氣溫連續五天以上低于5℃且夜間最低氣溫達到-3℃時開展的水利工程施工[4]。水利工程冬季混凝土澆筑的主要原理及工作原則主要是，以不同的手段，如使用外加劑、將原材料加熱及水化熱積累等方法，切實提高混凝土溫度，從而提高其固結速度，保證混凝土性能的發揮，確保工程質量與效率。

3 水利工程冬季混凝土澆筑技術要點

3.1 做好混凝土原材料選擇及配合比控制

水泥是混凝土的主要原料，因此，冬季在澆筑混凝土時，選擇合適的水泥型號十分重要。為了保證水泥的抗凍性，施工人員應盡量選擇標號在32.5以上的硅酸鹽水泥，其水化性能良好，在低溫環境下不至于凍壞。此外，要控制好水灰比（一般應小于0.6）及抗凍和抗滲添加劑比例（一般應控制在5%左右），從而保證混凝土在冬季環境下能在預定時間內實現固化和硬化，有效降低低溫造成的冰凍損害[5]。此外，為了提高混凝土的抗滲性能及抗凍性能，在選擇骨料時，應選擇那些純度高、雜質少、水分低的材料，確保骨料內部不含有冰凍及低溫易凍裂物質，以有效控制混凝土的坍落度，確保施工質量達標。

3.2 做好混凝土攪拌及運輸工作

冬季氣溫通常在0℃以下，在該環境下進行混凝土澆筑施工，要格外重視混凝土的攪拌工作。在攪拌過程中，要隨時關注水泥添加量，以有效控制水灰比;可根據施工時的客觀情況，選擇性地加入引氣劑及早強劑，以提高混凝土的流動性和抗旱性能，從而有效保障混凝土的黏連性，實現對混凝土凝固周期的有效控制。在攪拌之前，要對攪拌機等拌和設備進行防寒預熱處理，保證其在低溫環境下正常工作。為了確保混凝土材料在攪拌過程中的熱量，可將砂石料、水等原材料進行加熱處理，從而提高混凝土強度。需要注意的是，在拌和過程中，要控制好材料的投入順序，一般應先將骨料與水混合均勻，然后再加水泥，以避免水泥直接加熱，增強水泥的水化作用。相較于常溫混凝土攪拌，冬季低溫環境下的混凝土攪拌時間應延長50%左右，當摻有外加劑時，還應適當延長拌制時間。

冬季運輸混凝土時，為了盡量減少其熱量損失，應提前選好攪拌位置，做到快裝快卸，從而縮短運輸距離和運輸時間。運輸途中，應做好覆蓋保溫措施，并嚴禁出現轉運或者中途停頓等問題;運輸途中一旦發現混凝土發生速凝，則要立即進行重新攪拌，并注意對原料進行加熱。此外，還要做好混凝土裝卸現場的組織和調度工作，做好機械管理，從而防止混凝土熱量過度流失。

3.3 控制好混凝土澆筑中的技術細節

在冬季低溫條件下，一般采用蓄熱法進行混凝土澆筑。在使用該方法的過程中，應重點做好混凝土原料的保溫、拌和料的升溫及施工設備的預熱工作，從而保證混凝土具有良好的抗凍性能。在混凝土澆筑之前，應徹底清理模板和鋼筋上的冰、雪、霜及各類污垢，從而保證混凝土具有良好的黏結性能。當施工環境溫度低于-10℃時，應在混凝土澆筑前做好鋼筋的加熱工作;在灌注時，應保證混凝土溫度大于5℃，而對細薄截面結構進行灌注時，混凝土溫度不宜低于10℃[6]。混凝土澆筑采用分層連續灌注的方式，每層灌注厚度應在15cm左右，每層澆筑完成后，應做好機械振搗工作，灌注中途不得間斷。

水利工程混凝土澆筑過程中，還會遇到新、舊混凝土接續施工的情況。對于這種情況，在施工前一定要做好施工縫的清理工作，確保其中沒有松動的石子、混凝土及水泥砂漿等，并預先敷設一層水灰比略小的水泥砂漿，從而保證新混凝土的澆筑質量。澆筑前還應對新舊混凝土結合面進行加熱，使結合面溫度大于5℃，并在澆筑完成后及時進行保溫處理，以保證混凝土的抗凍強度。

3.4 做好混凝土養護

混凝土澆筑完成之后，應做好延期養護工作，從而避免混凝土表面出現凍結，進而影響其強度。若環境氣溫并不是非常低，可采取覆蓋保溫法，在澆筑后的混凝土表面加蓋草袋，待溫度升高到0℃以上時再進行抹面和壓紋處理。若在嚴寒的北方地區，環境氣溫較低時，則可采取暖棚法進行混凝土養護。養護時，應在構筑物周圍用鋼管搭設大棚，并以膠布密封，以草袋覆蓋，大棚內部采用燃煤取暖爐加熱，使內部溫度保持在5℃以上。需要注意的是，在使用該方法時，應及時用排氣管將煙氣排出，以防工作人員煤氣中毒以及混凝土加速碳化問題的發生。

混凝土強度達標之后，方可進行拆模操作。拆模時，要充分考慮混凝土與周圍環境之間的溫差，溫差應控制在15℃以下，并在拆模后及時采取覆蓋保暖措施。

4 水利工程冬季混凝土澆筑施工質量控制

為了保證水利工程冬季混凝土澆筑施工質量，除了要做好技術控制之外，更要加強日常施工中的管理，以更加嚴格的工藝管理和組織管理，確保水利工程冬季混凝土施工的順利進行。

4.1 以嚴格的施工工藝確保施工的合理化

施工單位應做好施工管理工作，對施工中的工藝和流程進行嚴格控制，并對施工技術的科學性、適用性進行判定，從而確保施工質量及施工過程的穩定性和秩序性。

4.2 采用新技術、新工藝，切實提高施工質量與效率

混凝土澆筑的冬季施工具有一定的特殊性，因此，施工方應盡量選擇新技術和新工藝，如以硅酸鹽水泥替代普通水泥，以提高水泥活性和強度;以紅外線加熱法來代替傳統加熱法，以提高加熱效率。

4.3 做好組織管理，提高人員素質

水利工程混凝土施工屬于大體積混凝土施工，在冬季施工時，對工作人員的技術水平要求較高，因此，施工單位一定要做好施工人員的輔導與培訓和相關技術交底工作，確保其工作責任的履行，以促進最終澆筑質量的提升。

5 結語

水利工程冬季混凝土澆筑施工受外界施工條件、工程狀況、環境溫度的影響較大，施工過程中有很多細節需要注意，一旦操作不當，極易出現質量問題，進而影響水利工程的整體質量。為此，在混凝土澆筑施工過程中，一定要根據實際情況做好原材料的質量控制、施工工藝控制和施工現場管理等工作，以保證水利工程的高質量建設，從而使其創造出更多的經濟價值和社會價值。

參考文獻：

[1]俞毓鳳.冬季水利工程混凝土澆筑施工要點分析[J].建筑工程技術與設計，2019（17）：3721.

[2]潘宗龍，田樹良.水利工程冬季施工混凝土澆筑施工技術[J].建筑工程技術與設計，2018（22）：3362.

[3]李程錦.冬季水利工程大體積混凝土澆筑施工的幾點思考[J].商品與質量，2018（2）：73.

[4]吳林社.淺談水利工程冬季混凝土施工技術及養護措施[J].大科技，2017（27）：130-131.

[5]張慶勇.水利工程冬季混凝土施工方法思路總結[J].建筑工程技術與設計，2018（33）：3251.

[6]廖定偉.水利工程冬季混凝土施工常見問題及對策研究[J].建筑工程技術與設計，2019（3）：2492.