0引言
水利工程建設具有規(guī)模大、成本高的特點，對施工質量有極高的要求，否則無法發(fā)揮水利設施應有的作用。水利工程建設周期較長，為了保證水利工程具備度汛條件和農田灌溉前使用，工程建設往往需要在冬季施工。冬季氣溫較低，會對混凝土施工產生凍融循環(huán)的作用。如果施工中對凍融循環(huán)認識不足，未采取有效措施預防凍融問題，將會造成嚴重質量事故。因此，防止凍害，確保冬季混凝土施工質量，對保障工程主體結構安全具有重要意義。
1冬季混凝土澆筑施工要點
1.1施工前期準備
冬季進行水利施工前必須做好以下4項準備工作：一是調查施工地區(qū)的氣象條件和地質條件，掌握工程施工條件，了解建筑的結構和規(guī)模；二是調查施工現(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的應對方案；四是調查工程施工現(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)施工質量要求以及工程建設特點，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，而應采用管道蒸汽加熱方式，以免骨料水分發(fā)生變化�？刂乒橇霞訜釡囟龋瑢⒐橇蠝囟瓤刂圃�52℃以內。骨料加熱應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標準，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，降低混凝土凍結的可能。
1.3混凝土運輸及澆筑
（1）當路基或混凝土基面發(fā)生凍結時，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溫度以上，再在未凍結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防結凍部位再次發(fā)生凍結。
（3）澆筑混凝土過程中要注意混凝土溫度，做好預防措施，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，以免先進入管道內的水泥漿發(fā)生凍結。
2冬季混凝土養(yǎng)護要點
2.1養(yǎng)護管理
養(yǎng)護管理的首要任務為確定養(yǎng)護周期，根據(jù)建筑學會發(fā)布的標準，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到3.5N/mm2或5N/mm2。達到預期強度后，根據(jù)工程齡期調整養(yǎng)護時間，直至混凝土強度達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)護溫度調整養(yǎng)護周期，如若實際溫度低于預期溫度可以適當調整養(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，利用水化熱效應達到溫度要求。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。當移除隔熱模具后水泥混凝土溫度會急劇下降而導致裂縫。因此，當養(yǎng)護室溫度降至0℃以下時，澆筑溫度不應過低。當溫度降低至一定程度后，應考慮是否用防凍劑。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。骨料加熱溫度應控制在75℃，水溫控制在90℃。蓄熱時還可根據(jù)澆筑構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水在降溫中釋放的熱量使混凝土溫度達到要求。采用蒸汽加熱需要做好預養(yǎng)、升溫、恒溫和降溫4個環(huán)節(jié)的工作。預養(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，只有當混凝土達到一定強度后，蒸汽升溫才能減少變形能力和抵抗增強內脹力。升溫期的重點在于控制升溫速度。由于混凝土構件內部溫度存在差異，不能完全根據(jù)內部溫度控制升溫速度，還應根據(jù)預養(yǎng)時間控制升溫速度。如預養(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℃），可達到最好的生產效率和經濟效益。在降溫期，由于蒸養(yǎng)混凝土各層降溫速度存在差異，內慢外快，容易導致混凝土出現(xiàn)溫差，并產生拉應力。對于大尺寸構件、低強度低配筋構件，應采用慢降溫方式，可預防收縮應力。慢降溫同時要預防出現(xiàn)單側降溫問題，做好均衡降溫。
3冬季混凝土施工質量控制要點
3.1建立健全施工質量管理體系
科學有效的是施工質量管理體系是施工質量控制的保證。每個管理人員在溝通的基礎上相互協(xié)調，最大化發(fā)揮團隊作用，提高施工效率，確保施工質量。質量管理體系主要包括以下層次。
第一，項目經理。項目經理負責施工組織及領導，對工程質量直接負責。項目經理通過制定質量目標和質量措施計劃，組織落實施工目標，根據(jù)施工目標下達各項措施和要求。項目經理接受質量保證部門及檢驗人員的監(jiān)督，根據(jù)質保部門及檢驗人員提出的建議和要求改進工作。
第二，項目技術負責人。技術負責人負責項目施工技術責任，根據(jù)相關規(guī)定、技術標準和設計圖紙要求，設計施工技術方案，進行技術交底的具體措施。負責人還負責管轄范圍內的質量控制措施，對出現(xiàn)的質量問題及時作出判斷和提出應對措施。
第三，施工班組長。組長負責質量檢查，做好施工記錄和質量檢查記錄，根據(jù)施工質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拒絕使用，以免因施工材料問題引發(fā)質量事故。
第四，質檢監(jiān)督員。監(jiān)督員負責各項把關及交接工作，如材料把關、隱蔽驗收把關和工序交接、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，制作質量報表，協(xié)助分項、分部工程的質量評定。
3.2質量管理過程控制方法
一是施工前的質量計劃與控制，包括核查地質勘查資料，做好圖樣會審；進行施工組織設計和技術交底控制，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備階段的首要工作，及設備、材料、配件、施工方案及人員技術資質、施工現(xiàn)場各項質量審核工作，確保“4M1E”控制始終處于控制范圍內。建立施工現(xiàn)場質量保證體系。管理人員要根據(jù)工程特點制定質量管理制度及保證體系，確定質檢技術手段，編制質量目標展開圖，確保質量目標和措施得到保證。
二是施工中的質量控制，包括工序質量控制、質量檢查和成品保護。工序質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，并嚴加控制，預防質量問題。質量檢查首先要求做好巡視工作，負責人要經常巡視施工操作，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，預防后續(xù)工序對成本造成污染和損害。
三是施工結束后質量控制。施工結束后質量控制屬于竣工驗收階段對形成的混凝土進行的質量控制，具體控制內容包括竣工驗收控制，對竣工的項目進行內部模擬驗收，保證通過正式驗收。正式驗收包括對設計任務書及其相關文件、施工說明書、招投標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要求施工單位返工，再進行正式驗收。工程項目質量評定：根據(jù)設計圖紙、工程合同及工程質量檢驗標準嚴格評定工程項目的質量。
4結語
綜上所述，水利工程在冬季進行施工應盡量將施工工期縮小至最小范圍，并首選蓄熱法，結合材料加熱法，可降低成本，提高施工質量，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量的效果顯著，但是為保證施工質量、降低成本和施工難度應盡可能避免冬季施工。
