0引言
水利工程建設(shè)具有規(guī)模大、成本高的特點，對施工質(zhì)量有極高的要求，否則無法發(fā)揮水利設(shè)施應(yīng)有的作用。水利工程建設(shè)周期較長，為了保證水利工程具備度汛條件和農(nóng)田灌溉前使用，工程建設(shè)往往需要在冬季施工。冬季氣溫較低，會對混凝土施工產(chǎn)生凍融循環(huán)的作用。如果施工中對凍融循環(huán)認(rèn)識不足，未采取有效措施預(yù)防凍融問題，將會造成嚴(yán)重質(zhì)量事故。因此，防止凍害，確保冬季混凝土施工質(zhì)量，對保障工程主體結(jié)構(gòu)安全具有重要意義。
1冬季混凝土澆筑施工要點
1.1施工前期準(zhǔn)備
冬季進行水利施工前必須做好以下4項準(zhǔn)備工作：一是調(diào)查施工地區(qū)的氣象條件和地質(zhì)條件，掌握工程施工條件，了解建筑的結(jié)構(gòu)和規(guī)模；二是調(diào)查施工現(xiàn)場的機械和勞動力配置情況，制定施工后混凝土養(yǎng)護方案；三是分析施工地區(qū)氣象變化特點，根據(jù)氣象變化特點制定相應(yīng)的應(yīng)對方案；四是調(diào)查工程施工現(xiàn)場的工作環(huán)境。
1.2合理選擇材料及配合比
（1）選擇快干的水泥，方便使用。根據(jù)施工質(zhì)量要求以及工程建設(shè)特點，盡可能選擇快速強化或硬化型水泥，或者使用速凝劑加速水泥凝固。如混凝土內(nèi)放有鋼筋，需避免使用氰化物，以免影響鋼筋性能。
（2）對于大體積混凝土施工，選擇中熱型水泥和混合水泥。由于水泥水化熱作用的源頭為混凝土中央位置，混凝土中央部位溫度較高，容易使混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，而中熱型水泥和混合型水泥可以預(yù)防和降低水化熱作用。
（3）選用無氰化物和無堿型防凍劑作為外加劑。防凍劑的主要成分為硝酸或亞硝酸化合物，并分為I型和II型，II型防凍劑無減水作用，與AE減水劑配合使用時，如防凍劑含有氰化物，可能在混凝土施工時產(chǎn)生有毒氣體。因此需考慮是否與外加劑相容并且增加不含氰化物防凍劑用量可增長強度。
（4）選擇水化熱釋放速度更快的水泥，如C3A含量高的水泥，可以在施工早期控制混凝土的溫度。
（5）將拌合物各個組分分別加入。將水加熱至70℃左右，溫度過高會引起水泥發(fā)生閃凝。加熱時要將水泥和熱水分離，避免兩者直接接觸，同時控制拌合物組分投放順序。加熱骨料時不能采用直接噴蒸汽加熱，而應(yīng)采用管道蒸汽加熱方式，以免骨料水分發(fā)生變化。控制骨料加熱溫度，將骨料溫度控制在52℃以內(nèi)。骨料加熱應(yīng)將骨料中的冰塊全部融化，以免冰塊融化吸收混凝土熱量，導(dǎo)致混凝土溫度降低。
（6）控制混凝土作業(yè)中的配合比。根據(jù)W/C標(biāo)準(zhǔn)，初期養(yǎng)護后混凝土抗壓強度不得低于3.5N/mm2；使用AE混凝土，降低單位含水率，降低混凝土凍結(jié)的可能。
1.3混凝土運輸及澆筑
（1）當(dāng)路基或混凝土基面發(fā)生凍結(jié)時，不能直接澆筑混凝土。需首先將路基和模板表面控制在凍結(jié)溫度以上，再在未凍結(jié)的路基上進行混凝土澆筑。
（2）澆筑前，清除附著于路基和鋼筋表面的冰雪，采用蒸汽解凍，解凍后采取必要措施預(yù)防結(jié)凍部位再次發(fā)生凍結(jié)。
（3）澆筑混凝土過程中要注意混凝土溫度，做好預(yù)防措施，防止混凝土溫度快速下降；整平作業(yè)前，觀察混凝土是否存在自由水，處理自由水后再進行整平。澆筑后采取保溫措施，避免混凝土長時間暴露在寒冷天氣中。
（4）如若采用混凝土泵進行施工，需要先將輸送管道做保溫處理，或使用溫水浸泡，以免先進入管道內(nèi)的水泥漿發(fā)生凍結(jié)。
2冬季混凝土養(yǎng)護要點
2.1養(yǎng)護管理
養(yǎng)護管理的首要任務(wù)為確定養(yǎng)護周期，根據(jù)建筑學(xué)會發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，冬季混凝土養(yǎng)護周期需要持續(xù)到混凝土強度不再受初期凍害影響及混凝土強度需達(dá)到3.5N/mm2或5N/mm2。達(dá)到預(yù)期強度后，根據(jù)工程齡期調(diào)整養(yǎng)護時間，直至混凝土強度達(dá)到水利工程對混凝土強度的需求。養(yǎng)護周期需根據(jù)水工混凝土暴露狀況確定養(yǎng)護時間。持續(xù)暴露狀態(tài)或處于水分飽和狀態(tài)的部分，在5℃的養(yǎng)護環(huán)境下，普通水泥、快干水泥和混合B型水泥混凝土養(yǎng)護時間分別為9d、5d和12d；在10℃的養(yǎng)護溫度下，養(yǎng)護周期分別為7d、4d和9d。一般的暴露部分和不屬于持續(xù)暴露或處于水分飽和狀態(tài)的混凝土，在5℃的養(yǎng)護環(huán)境下，普通水泥、快干水泥和混合B型水泥的養(yǎng)護時間分為4d、3d和5d；在10℃的養(yǎng)護溫度下，養(yǎng)護周期分別為3d、2d和4d。養(yǎng)護溫度確定需要綜合考慮各種因素，如外界氣溫、養(yǎng)護方式、混凝土配合比等。由于養(yǎng)護周期確定受養(yǎng)護溫度影響較大，冬季混凝土作業(yè)時溫度管理工作具有重要作用，溫度管理應(yīng)注意以下兩點：一是記錄各個操作環(huán)節(jié)的溫度，如攪拌溫度、澆筑溫度和養(yǎng)護中溫度等；二是根據(jù)養(yǎng)護溫度調(diào)整養(yǎng)護周期，如若實際溫度低于預(yù)期溫度可以適當(dāng)調(diào)整養(yǎng)護時間。
2.2養(yǎng)護方法
一是保溫養(yǎng)護。保溫養(yǎng)護可通過隔熱和蓄熱方式達(dá)到恒溫效果。隔熱是指在混凝土表面覆蓋隔熱材料，利用水化熱效應(yīng)達(dá)到溫度要求。隔熱養(yǎng)護多用于溫度不低于-3℃環(huán)境下的混凝土養(yǎng)護。當(dāng)溫度低于-3℃，需將隔熱材料制成模具，提高保溫性能。由于保溫模具的保溫效果極佳，水化熱損失極少。當(dāng)移除隔熱模具后水泥混凝土溫度會急劇下降而導(dǎo)致裂縫。因此，當(dāng)養(yǎng)護室溫度降至0℃以下時，澆筑溫度不應(yīng)過低。當(dāng)溫度降低至一定程度后，應(yīng)考慮是否用防凍劑。二是蓄熱法。通過保溫措施保存水化熱及外界熱量，形成良好的溫度環(huán)境，提高混凝土強度。使用蓄熱法時，可通過加熱骨料和水，彌補熱量損失。由于水溫加熱設(shè)備簡單，水溫控制難度低，且水的比熱高于砂石料，可首先考慮加熱水。骨料加熱溫度應(yīng)控制在75℃，水溫控制在90℃。蓄熱時還可根據(jù)澆筑構(gòu)件的散熱情況確定混凝土的入模溫度，并反推拌合物出機溫度，進而計算各項材料的加熱溫度。當(dāng)氣溫處于-15℃～5℃之間，且混凝土體積較大，采用蓄熱法養(yǎng)護的效果最佳。
2.3供熱養(yǎng)護
當(dāng)外界溫度過低，單純依靠水化熱溫度無法實現(xiàn)混凝土最佳強度，在此情況下可采用供熱養(yǎng)護。供熱養(yǎng)護常用方法為蒸汽加熱法，它包括水汽化和蒸汽液化兩個過程。蒸汽加熱混凝土是利用蒸汽液化過程釋放的熱量以及凝結(jié)水在降溫中釋放的熱量使混凝土溫度達(dá)到要求。采用蒸汽加熱需要做好預(yù)養(yǎng)、升溫、恒溫和降溫4個環(huán)節(jié)的工作。預(yù)養(yǎng)期的時長對混凝土初期強度、膨脹變形能力和后期強度有很大的影響，只有當(dāng)混凝土達(dá)到一定強度后，蒸汽升溫才能減少變形能力和抵抗增強內(nèi)脹力。升溫期的重點在于控制升溫速度。由于混凝土構(gòu)件內(nèi)部溫度存在差異，不能完全根據(jù)內(nèi)部溫度控制升溫速度，還應(yīng)根據(jù)預(yù)養(yǎng)時間控制升溫速度。如預(yù)養(yǎng)期較長，可采用快升溫，反之采用慢升溫。由于快升溫對混凝土與鋼筋粘合作用的影響較大，因而在蒸養(yǎng)時長不變的情況下，盡可能選用慢升溫和短預(yù)養(yǎng)。恒溫期也叫熱養(yǎng)期，恒溫期時長及溫度相互制約，溫度越低，恒溫期越長。普通混凝土蒸養(yǎng)過程中存在臨界溫度值和時間值（礦渣水泥不存在臨界值），通常最高溫度不超過95℃（部分混凝土最高溫度不超過75℃），可達(dá)到最好的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。在降溫期，由于蒸養(yǎng)混凝土各層降溫速度存在差異，內(nèi)慢外快，容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)溫差，并產(chǎn)生拉應(yīng)力。對于大尺寸構(gòu)件、低強度低配筋構(gòu)件，應(yīng)采用慢降溫方式，可預(yù)防收縮應(yīng)力。慢降溫同時要預(yù)防出現(xiàn)單側(cè)降溫問題，做好均衡降溫。
3冬季混凝土施工質(zhì)量控制要點
3.1建立健全施工質(zhì)量管理體系
科學(xué)有效的是施工質(zhì)量管理體系是施工質(zhì)量控制的保證。每個管理人員在溝通的基礎(chǔ)上相互協(xié)調(diào)，最大化發(fā)揮團隊作用，提高施工效率，確保施工質(zhì)量。質(zhì)量管理體系主要包括以下層次。
第一，項目經(jīng)理。項目經(jīng)理負(fù)責(zé)施工組織及領(lǐng)導(dǎo)，對工程質(zhì)量直接負(fù)責(zé)。項目經(jīng)理通過制定質(zhì)量目標(biāo)和質(zhì)量措施計劃，組織落實施工目標(biāo)，根據(jù)施工目標(biāo)下達(dá)各項措施和要求。項目經(jīng)理接受質(zhì)量保證部門及檢驗人員的監(jiān)督，根據(jù)質(zhì)保部門及檢驗人員提出的建議和要求改進工作。
第二，項目技術(shù)負(fù)責(zé)人。技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)項目施工技術(shù)責(zé)任，根據(jù)相關(guān)規(guī)定、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計圖紙要求，設(shè)計施工技術(shù)方案，進行技術(shù)交底的具體措施。負(fù)責(zé)人還負(fù)責(zé)管轄范圍內(nèi)的質(zhì)量控制措施，對出現(xiàn)的質(zhì)量問題及時作出判斷和提出應(yīng)對措施。
第三，施工班組長。組長負(fù)責(zé)質(zhì)量檢查，做好施工記錄和質(zhì)量檢查記錄，根據(jù)施工質(zhì)量確定是否移交下道工序。發(fā)現(xiàn)施工中的問題及時向上級匯報。如發(fā)現(xiàn)施工材料有問題后應(yīng)拒絕使用，以免因施工材料問題引發(fā)質(zhì)量事故。
第四，質(zhì)檢監(jiān)督員。監(jiān)督員負(fù)責(zé)各項把關(guān)及交接工作，如材料把關(guān)、隱蔽驗收把關(guān)和工序交接、交工驗收檢查；發(fā)現(xiàn)施工中違反規(guī)范的施工行為，并立即要求返工或停工。搜集整理施工中檢查記錄，制作質(zhì)量報表，協(xié)助分項、分部工程的質(zhì)量評定。
3.2質(zhì)量管理過程控制方法
一是施工前的質(zhì)量計劃與控制，包括核查地質(zhì)勘查資料，做好圖樣會審；進行施工組織設(shè)計和技術(shù)交底控制，確定施工方案、施工工藝及施工順序。做好“4M1E”控制，“4M1E”控制是冬季水利工程混凝土施工準(zhǔn)備階段的首要工作，及設(shè)備、材料、配件、施工方案及人員技術(shù)資質(zhì)、施工現(xiàn)場各項質(zhì)量審核工作，確保“4M1E”控制始終處于控制范圍內(nèi)。建立施工現(xiàn)場質(zhì)量保證體系。管理人員要根據(jù)工程特點制定質(zhì)量管理制度及保證體系，確定質(zhì)檢技術(shù)手段，編制質(zhì)量目標(biāo)展開圖，確保質(zhì)量目標(biāo)和措施得到保證。
二是施工中的質(zhì)量控制，包括工序質(zhì)量控制、質(zhì)量檢查和成品保護。工序質(zhì)量控制方法有主動控制與事前控制。在施工前主動找出影響因素，并嚴(yán)加控制，預(yù)防質(zhì)量問題。質(zhì)量檢查首先要求做好巡視工作，負(fù)責(zé)人要經(jīng)常巡視施工操作，及時糾正違規(guī)行為和不符合規(guī)程的施工操作，做好工序質(zhì)量交接階段的檢查。成品保護是指對已完成的混凝土做好包裹、覆蓋、封閉等保護措施，預(yù)防后續(xù)工序?qū)Τ杀驹斐晌廴竞蛽p害。
三是施工結(jié)束后質(zhì)量控制。施工結(jié)束后質(zhì)量控制屬于竣工驗收階段對形成的混凝土進行的質(zhì)量控制，具體控制內(nèi)容包括竣工驗收控制，對竣工的項目進行內(nèi)部模擬驗收，保證通過正式驗收。正式驗收包括對設(shè)計任務(wù)書及其相關(guān)文件、施工說明書、招投標(biāo)文件等資料文件的驗收。施工單位提交驗收申請報告后，監(jiān)理工程師審核驗收報告，確定可驗收后再進行初驗。初驗過程檢出的問題應(yīng)要求施工單位返工，再進行正式驗收。工程項目質(zhì)量評定：根據(jù)設(shè)計圖紙、工程合同及工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格評定工程項目的質(zhì)量。
4結(jié)語
綜上所述，水利工程在冬季進行施工應(yīng)盡量將施工工期縮小至最小范圍，并首選蓄熱法，結(jié)合材料加熱法，可降低成本，提高施工質(zhì)量，減少冬季惡劣氣候條件對混凝土施工進度的影響。雖然以上方法對提高冬季混凝土施工質(zhì)量的效果顯著，但是為保證施工質(zhì)量、降低成本和施工難度應(yīng)盡可能避免冬季施工。
