摘要:对于高寒高海拔地区而言,由于其自然环境的特殊性以及地质水文的复杂性,往往会给水利工程施工带来诸多困难,尤其是混凝土施工及养护。基于此,本文对高寒高海拔地区水利工程施工提高混凝土强度的措施进行了探讨。
关键词:水利工程施工;混凝土强度;高寒高海拔地区;提高措施
在高寒高海拔地区水利工程施工过程中,由于其温度较低,使得在水利工程混凝土施工过程中,极易出现混凝土失水快、易干缩、易产生裂缝以及养护难度大等问题,不仅给混凝土强度产生着一定的影响,还会对整个工程施工进程产生严重的影响。只有采取相应的措施,不断提升高寒高海拔地区水利工程施工过程中的混凝土强度,才能真正意义上保证高寒高海拔地区的水利工程施工的进度及质量。
1、高寒高海拔地区水利工程施工原理及其影响因素分析
1.1、高寒高海拔地区水利工程混凝土施工特点及原理
所谓的水利工程混凝土冬季施工,指的就是:当室外环境温度的平均气温连续5天低于5℃或者是环境温度稳定在-3℃连续五天时的混凝土施工往往被称作冬季施工[1]。对于我国高寒高海拔地区的水利工程而言,在其实际的施工过程中,其冬季施工的时间相对来说较长,所以,其施工特点为:在冬季施工过程中,由于气温较低,使得水泥的水化作用减弱,导致新浇筑的混凝土强度增长相对来说较为缓慢,当气温低至0℃以下时,混凝土强度也会停止增长。
1.2、影响高寒高海拔地区水利工程混凝土施工的主要因素
对于高寒高海拔地区水利工程混凝土施工而言,影响其施工的最为主要的因素就在于温度和湿度。一般来说,混凝土强度的增长与其养护环境中的温度及湿度有着非常密切的联系,如果温度适宜,混凝土内水泥水化作用就越强,就会在较大程度上保证混凝土的设计强度,但是当环境温度降至0℃或者以下时,混凝土中水泥水化作用就会停止,不仅会对混凝土强度产生较大的影响,还会在较大程度上导致混凝土内部出现微裂纹,给后续工程投入使用带来严重的安全隐患[2]。
2、提升混凝土强度的具体措施
2.1、做好高寒高海拔地区水利工程施工的规划工作
要想在高寒高海拔地区水利工程施工过程中实现混凝土强度的提升,笔者认为,应首先做好相应水利工程施工规划工作。在这一过程中,相关施工现场管理人员应首先对施工现场进行勘察,并结合环境区域的地形、温度等相关因素对施工方案进行科学合理的设计;其次,做好土方工程的施工工作,一般来说,在进行土方工程施工时,应尽量避开冬季施工,如果由于诸多因素的影响不可避免的存在土方工程冬季施工,则需要制定科学合理的施工计划,选择有针对性的施工技术,并保证在最短时间内完成土方施工操作[3];再次,待土方工程施工完成后,应立即组织施工队伍进行基础施工建设,以此来防止地基受冻现象的发生,在进行基础施工建设时,也应在短时间内完成施工操作;最后,还应做好相应的回填土工作,在进行分回填过程中,尽量避免应用冻土回填,并以此来防止基底受冻问题的出现。
2.2、做好混凝土的保温工作
首先,在搅拌站、砂石料场及水闸基坑处搭建相应的保温大棚,并保证保温大棚的封闭性,对于骨料输送装置而言,则可以通过装置高度碘钨灯的方式来保证骨料输送时的温度[3],此外,对于风沙较大的高寒高海拔地区,还应使用篷布对原材料进行覆盖,以此来在避免原材料二次污染的同时还可以有效的保温。
其次,做好水源选择及水管保温工作,在这一过程中,施工单位应根据施工组织及施工进度安排对施工水源及水管布置方式进行合理的规划,并在水管布置过程中,尽量避免明管布置,如果不可避免的会出现明管布置,则需要做好管道表面的保温工作。
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最后,在混凝土拌合物搅拌成功后,现场施工人员还应做好出机口混凝土的保温工作,一般来说,大多是通过加入拌合水来开展相应的温度控制,在混凝土运输过程中应采用泵送或者混凝土罐车进行运输,在输送过程中,应使用防寒毡进行保温。
除此之外,在进行混凝土养护过程中,也同样应做好其仓面保温工作,在这一过程中,宜采用暖棚法进行保温,基于高寒高海拔地区而言,其水利工程混凝土仓面暖棚搭设宜采用帆布或者棉帐篷,并在棚内应用电热器进行采暖加热。
2.3、科学的对混凝土配合比进行调整
科学的对混凝土配合比进行调整也提升高寒高海拔地区水利工程混凝土强度的一项重要策略。在这一过程中,搅拌站应首先结合高寒高海拔地区的施工特点,对混凝土强度标号进行确认,一般来说,现阶段我国高寒高海拔地区水利工程混凝土强度标号为C30;其次,待确定好混凝土强度标号之后,根据大体积混凝土的施工及混凝土冬季施工的具体特点,进行原材料的选择工作,对于高寒高海拔地区水利工程而言,其水泥宜采用PO42.5水泥,粗骨料为当地碎石,细集料为中砂,外掺料为增钙粉煤灰,掺和剂为外加剂[4];最后,待原材料选择完成后,有专业人员对水泥及粉煤灰用量、砂率及外加剂掺量进行水平正交试验,然后根据具体的试验结果对混凝土配合比进行相应的设计,并以此来确定水泥、粗骨料、细集料等各项材料的用量,此外,在配合比完成之后与施工开始之前,应对大体积混凝土温度进行模拟试验,以此来保证混凝土大体积混凝土不会产生温度裂缝。
2.4、采取相应的措施进行混凝土裂缝预防
对于混凝土裂缝而言,导致其出现的主要原因就是区域温度较低,水宜结冰,最终导致裂缝的产生。在进行混凝土施工过程中,应基于寒冷地区混凝土冬季施工的特点,选择合适的混凝土裂缝预防措施,一般来说,现阶段较为常用的混凝土温度裂缝控制技术就是“内降外保”技术[5]。所谓的“内降外保”技术,指的就是,在混凝土施工过程中,在保证混凝土强度及品质的基础上,通过降低水泥用量、加入外加剂或者外掺料的方式来降低混凝土入模温度,采用分层浇筑以及布设冷却水管的方式来降低混凝土的内部升温,采用相应的混凝土保温技术来对已经浇筑成功的混凝土进行保温,通过“内降外保”技术,来将混凝土内外部温度差进行缩小,防止裂缝这类不良事件的发生。
2.5、将先进的科学技术应用到混凝土施工及养护过程当中
在混凝土浇筑过程中,如果不能对其温度进行实时准确的监控,就很难实现对于其温度的控制,最终导致混凝土裂缝的发生。因此,在实际的施工过程中,要想实现混凝土强度的提升,还将先进的科学技术应用到混凝土施工及养护过程中,例如使用热电偶和高精度多功能多点温度计测试仪全程对温度进行监测。
综上所述,对于高寒高海拔地区水利工程施工过程中,其混凝土冬季施工相对来说时间较长,如果不提前采取相应的防护措施以及技术手段,极易对后续的施工进程及混凝土强度带来巨大的影响,不仅如此,在工程整体质量方面,也必然会产生诸多不良影响。因此,只有采取相应的措施,从生产、施工、养护及维护各个环节入手,采取相应的措施,才能从根本上提升混凝土强度,并以此为基础实现水利工程整体质量的全面提升,才能最终发挥出水利工程在社会发展 过程中积极的作用。
参考文献:
[1]韩冰,高洋.高寒地区混凝土质量控制要点[J].黑龙江交通科技,2018,41(06):61-62.
[2]马勇,王占臣.高寒地区混凝土冬季施工的几点注意事项[J].黑龙江交通科技,2018,41(06):3+5.
[3]战铁兵.高原高寒地区混凝土施工技术[J].信息化建设,2015(10):266.
[4]雷永红.西部高寒地区混凝土冬季施工技术[A]..水电工程混凝土施工新技术2015[C].:中国水力发电工程学会,2015:5.
[5]张景良.高原高寒地区水利工程施工提高混凝土强度的措施[J].黑龙江水利科技,2012,40(09):242-243.
论文作者:雷海华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/30
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