渠道工程中混凝土冬季施工质量控制

张凤霞

（香河县水务局，河北 香河 065400）

渠道工程中混凝土冬季施工质量控制

张凤霞

（香河县水务局，河北 香河 065400）

针对大型渠道混凝土工程冬季施工，分析冬季混凝土的破坏机理，采用全过程控制、全面管理的方法，对混凝土冬季施工质量关键点进行专项质量控制，有效保证了混凝土工程冬季施工的质量。

渠道工程；混凝土；冬季施工；质量控制

1 混凝土冬季施工特点

1.1 冬季施工条件差

由于冬季具有风沙大，气温低，雨雪天气多的特点，受其不利因素影响，冬季属大型渠道工程项目质量事故多发季节，特别是混凝土工程受其影响尤为显著，工程质量不易保证。

1.2 质量缺陷具有隐蔽性和滞后性

大型渠道混凝土工程冬季施工中出现的质量缺陷通常在春季气温回暖后才慢慢显露。由于缺陷位置的隐蔽和发现时间的滞后，给混凝土质量事故处理带来了极大难度，轻则修补，重则返工处理，不仅给工程项目造成了重大经济损失，而且影响整个结构的抗渗性和耐久性，影响整个渠道工程项目的安全性和使用寿命。

2 混凝土冬季施工破坏机理

大量的工程实验研究和工程实践表明，在不同温度下，水化反应的速率存在极大不同，并且水化产物的强度也有很大差别。随着温度的降低，水化反应趋于缓慢，混凝土强度增长速率较常温显著变慢，特别是当温度低至4～5℃时尤为如此。另外，当温度降至4℃以下，混凝土中的游离水开始出现体积膨胀现象，温度降至-0.5℃时膨胀现象更为明显，这对新形成的脆弱的混凝土结构会产生永久性损坏。如果温度进一步下降，达到拌合物中游离水的冰点（-2.5℃左右），游离水结冰，而结冰的水不能和水泥发生水化反应。水化反应停止，水化产物大量减少，造成结果是一方面混凝土强度不能保证，另一方面混凝土出现胀裂现象，影响结构的耐久性和抗渗性。大量的工程实践表明，大型渠道混凝土工程冬季施工产生的裂缝破坏符合上述破坏机理，具体表现为地基冻胀破坏和混凝土自身冻胀破坏。

2.1 地基冻胀破坏

渠道衬砌混凝土下地基在低温条件下，产生低温冻结效应，土体中水结冰，体积膨胀（根据冰、水密度差，同质量冰体积膨胀9%），冻胀力作用在混凝土结构上，造成渠道混凝土开裂，严重时甚至出现断裂现象。

2.2 混凝土结构冻胀破坏

低温条件下，混凝土内游离水结冰，水化反应停止，混凝土强度增长缓慢；同时，结冰体积膨胀破坏强度不足的混凝土结构，产生酥碎现象。

3 渠道混凝土冬季施工

3.1 温控要求

日平均气温连续5d稳定在5℃以下或最低气温连续5d稳定在-3℃以下时，按低温季节施工。渠道混凝土在低温季节施工时，早期允许受冻临界强度不应低于7.0MPa（或成熟度不低于1800℃·h）。此外，混凝土的浇筑温度还应符合设计要求，温和地区不应低于3℃；严寒和寒冷地区采用蓄热法不应低于5℃，采用暖棚法不应低于3℃。

3.2 施工工法和保温措施

（1）渠道混凝土冬季施工时，如在温和地区采用蓄热法，风沙大的地区还需采取防风措施；严寒和寒冷地区冬季预计日平均气温-10℃以上时，采用蓄热法；预计日平均气温-15℃～-10℃时采用综合蓄热法或暖棚法；对于风沙大不宜搭设暖棚的仓面，可用保温被覆盖，下面敷设暖气排管的方法；对特别严寒地区（最热月与最冷月平均温度差大于42℃），在进行低温季节施工时，要制订周密的施工方案。

（2）混凝土的拌和时间应比常温季节适当延长，具体延长时间由试验确定。对于已加热的骨料和混凝土，应缩短运距，减少倒运次数。

（3）冬季施工过程中，应控制并及时调整混凝土的机口温度，减少波动，保持浇筑温度均匀。控制方法以调节拌和水温为宜。提高混凝土拌和物温度，首先考虑加热拌和用水，当加热拌和用水不能满足浇筑温度要求时，加热骨料；严禁加热水泥。拌和用水加热温度超过60℃时，须改变拌和投料顺序，将骨料与热水先行拌和，最后加入水泥，以免出现水泥假凝现象。

（4）混凝土浇筑完毕后，对于外露表面应及时采取保温措施。尤为注意的是新老混凝土接合处、边角处的保温处理，保温层厚度应是其他保温层厚度的2倍，保温层搭接长度不小于30cm。

4 渠道混凝土冬季施工质量控制

4.1 配合比设计

考虑渠道混凝土冬季施工抗冻要求，配合比设计较常温条件下应进行合理调整，采用最小用水量、使用早强水泥、掺加高效早强抗冻剂等方法，能有效提高混凝土的抗冻性能。

4.2 原材料质量控制

混凝土原材料的质量直接关系到混凝土的质量和性能。渠道混凝土必须满足DL/T5144—2001《水工混凝土施工规范》的相关技术要求。对含有活性成分的骨料，须满足南水北调中线干线工程建设管理局颁布的 《预防混凝土工程碱骨料反应技术条款》（试行）的有关规定。

4.3 拌合质量控制

混凝土的拌合质量是混凝土工程质量的基础。渠道混凝土冬季拌合质量的关键是拌制过程中的温度控制。冬季施工常用蓄热法或综合蓄热法，采用热水拌合、骨料加热、延长拌合时间等方面的措施来提高混凝土拌合物质量和性能，改善混凝土的和易性，提高混凝土的抗冻、抗渗性能。

4.4 运输和倒运要求

混凝土的运输和倒运次数也对其质量和性能有显著影响。混凝土运输距离越长，倒运次数越多，混凝土的和易性越差。冬季施工时，还须考虑混凝土的入模温度等因素限制，所以混凝土施工中宜尽量缩短运输距离和减少倒运次数。

4.5 浇筑质量控制

混凝土的浇筑质量是混凝土工程的关键。渠道混凝土冬季施工时，要确保各工序的紧密衔接，做到连续供料、准确摊铺、快速浇筑、高频振捣、及时抹面，尽可能缩短各工序间的时间间隔，做到流水施工，高效作业。

4.6 养护质量

混凝土养护的好坏决定着其后期强度增长。渠道混凝土冬季施工时，浇筑完毕后要及时进行保温处理，提高养护质量，以保证混凝土能达到设计强度要求。

5 渠道混凝土冬季施工质量控制措施

5.1 混凝土拌合

（1）冬季施工混凝土选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥标号不应低于32.5；渠道施工区环境水对混凝土存在硫酸盐腐蚀时，选用抗硫酸盐硅酸盐水泥，以提高结构的抗侵蚀性能；为防止活性骨料的碱骨料反应，混凝土中水泥含碱量应不大于0.6%，拌合物含碱量应小于0.5%，且拌合物中氧化镁含量应控制在3.5%～5%范围之内。

（2）粗骨料宜选用连续级配、质地坚硬的卵石或碎石，符合要求的卵石应优先选用；骨料形状接近正方形最佳，针状和片状的颗粒含量不应超过15%；骨料的最大粒径要求不超过钢筋最小净距1/4，同时最大粒径不应大于40mm。细骨料应采用级配良好、质地坚硬的中粗砂，优先选用洁净的河砂；细度模数宜控制在2.4～3.0，含泥量不得超过3%，云母含量小于2%；为抑制碱骨料反应，优先选用非活性骨料。

（3）混凝土配合比中混凝土每方水泥用量不宜小于300kg，水灰比宜采用0.5～0.6，为减少冻害，混凝土配合比中宜将用水量降至最低限度，严控塌落度。为提高混凝土的和易性，混凝土中宜掺入外加剂，如常用的减水剂、早强剂、抗冻剂等。外加剂掺入前必须进行试配试验，以确定掺入种类、掺入量和掺入程序等。另外，还可掺入粉煤灰、硅粉等掺合料，以抑制碱骨料反应。

（4）冬季施工时，检查原材料堆放和储存条件。较常温季节，砂石骨料宜增大堆高高度，高度不宜小于6m。夜间对骨料堆的迎风面应进行覆盖，防止上霜。骨料堆下宜设地笼廊道，出料口地笼廊道半隐蔽或全隐蔽于地下。依据气温条件，决定对地笼廊道是否加温以保证骨料的温度。缩短水泥在罐内的存储时间，减少热量流失。外加剂桶包裹保温，防止冻结。热水循环管道亦需要包裹保温，减少热量散失防止受冻开裂。

（5）混凝土拌合前，采用热水冲洗搅拌机。混凝土拌合时，检查骨料是否清洁，严禁含有冻块和冰雪。混凝土的拌合时间较常温季节延长20%～25%。拌制掺外加剂混凝土时，严格计量，需先按要求配制成浓度溶液，再按使用要求配制成施工用溶液，各溶液须分开摆放，并在容器外做明显标志，不得混淆，每班使用的外加剂溶液须一次配成。检查原材料的计量是否符合配合比要求，允许计量偏差为：水泥±2%、砂石骨料±3%、水±2%、外加剂±2%。严格控制混凝土拌合物的机口温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。

5.2 混凝土浇筑

（1）混凝土运输设备具备保温措施；选择混凝土运输最佳路线，尽量缩短运输距离，减少混凝土罐车的等待时间。

（2）混凝土浇筑宜选择在白天或正温时间段进行；浇筑前进行清仓处理，清除模板和钢筋上的霜花、冰雪和污垢；浇筑完毕收仓时及时对裸露混凝土面进行保温覆盖，风沙大的地区，保温材料表面应进行压重，确保保温层的保温效果；必要时，对模板也应进行保温处理，采用外挂保温层时，应确保紧密，以保证保温效果。

（3）现场留置同条件养护试块，以确定混凝土强度，留置数量由现场施工需要确定。

（4）根据混凝土同条件试块的强度和混凝土的内外温差（不得大于20℃～25℃）等条件，适当选择拆模时间，应避免在夜间和气温骤降时选择拆模，如遇气温骤降情况，应延迟拆模。

（5）拆模后，对裸露混凝土面及时进行覆盖保温材料，以防温度骤降产生裂缝。

5.3 混凝土养护

（1）混凝土由正温转为负温养护时的强度不小于7.0MPa（或成熟度不低于1800℃·h）。

（2）采用的保温材料要保持干燥，如遇雪天，及时清除冰雪；风沙大地区，覆盖保温层上应设置压重设施，以防大风掀起覆盖层，使混凝土在达到受冻临界强度前受冻；模板外挂保温层应紧密、扎牢，保证保温效果。

（3）拆模后，在混凝土强度未达到设计强度的30%时，不得解除覆盖。

6 结语

大型渠道混凝土冬季施工中，以具体质量管理措施为基础，通过从冬季施工准备到验收的全过程控制和全面质量管理，可以有效提高渠道混凝土工程冬季施工质量。

［1］周中伟，张同国.混凝土冬季施工措施及注意事项［J］.公路交通科技，2012（8）：85-88.

［2］莫飞鸣.混凝土冬季施工若干技术问题的综述［J］.湖南交通科技，2010，3（1）：97-100.

［3］彭任香，罗奎.灌区渠道现浇混凝土主要施工技术［J］.湖南水利水电2011（2）：20-21.

［4］DL/T5144—2001，水工混凝土施工规范［S］.

［5］SL288—2003，水利工程建设项目施工监理规范［S］.

（责任编辑：姜彤宇）

Quality control of concrete construction in channel engineering in winter

ZHANG Feng-xia
（Xianghe County Water Authority， Xianghe 065400， China）

In view of winter construction of large-scale concrete engineering.The damage mechanism of concrete construction in winter is analyzed.The key points of quality control of concrete construction in winter is obtained based on the methods of whole process control，comprehensive management.The quality of concrete construction in winter construction is effectively ensured.

channel engineering；concrete；winter construction；quality control

TV523；TV91

A

1672-9900（2017）03-0037-04

2017-05-16

张凤霞（1971-），女（汉族），河北廊坊人，工程师，主要从事水利建设工作，（Tel）13831613689。