寒区水利施工工程管理机制探析

易欣欣，孙颖娜，白志霖

(1.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150086；2.哈尔滨工业大学 土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150090)

1 寒区水利工程施工的特点

我国东北、西北等寒冷地区水利工程建设具有非常突出的季节性特点，冬季土壤冻结、地面覆雪，气温在0℃以下的时间长达6个月以上[1]，春、夏季多降雨，这些都会导致施工受阻难以顺利进行。针对这一特点，通常将寒区水利施工分为冬季施工和暖季施工，依据不同季节气候条件特点，制定科学有效的施工组织计划。

1.1 冬季施工特点

寒区冬季持续时间长、大风天气多且气候相对干燥，冬季气温低至-40 ℃左右，河流稳定封冻时长约为120～150 d，冰厚达1.0 m左右[2]，近些年，随着新兴施工技术的不断引入，虽然一定程度上解决了水利工程冬季不能施工问题，但是恶劣的气候条件仍然使得水利工程建设面临诸多困难和难题。

1.1.1 土方工程

(1)在东北这样的季节性冻土地区，挖土方时难免会残留一定的冻土层，若可容许残留冻土厚度不达标，待气温回暖冻土层融化，冻土层上的地基基础产生变形甚至不均匀沉降，最终使得主体结构产生裂缝，危害工程质量，带来安全隐患。

(2)冬季气温低，已挖好的地基若没有及时进行施工，很容易导致填土或基土层受冻；填土不彻底、采用超过规定冻土含量和粒径的冻土块填方等情况都会造成融沉现象发生[3]。因此，地基施工时要挖、填及时，防止地基受冻，注意采用暖土或人工融化后的冻土进行填方[4]。

(3)基坑开挖难度大,工程上大多先用爆破法松动冻层，再用人力或机械开挖,导致施工成本增加[5]。

土方工程一般情况下不选择在冬季进行施工，可以考虑将块石护坡、滤水坝、坝后防护层、次要部位的土石方回填平壑、路基修建等受冻土危害影响不大的次重要项目安排在冬季施工，以保持整个建设工程年内施工的连续性，为暖季施工奠定一定的基础。

1.1.2 混凝土工程

(1)寒区冬季的低温环境导致混凝土内部水分结构改变，混凝土发生冻融循环，使得混凝土不能发挥其应有的效能[6]，甚至出现开裂和表面剥落，大大降低了混凝土内部结构的耐久性[7]。

(2)混凝土的生产、运输、浇筑，以及养护等环节对温度的要求比较高。要防止混凝土过早的冻结，在浇筑时防止混凝土的温度下降过快，在混凝土保温养护时同时采用隔热养护和蓄热养护来使热量损失减少。因此，必须确保混凝土生产、运输、浇筑，以及养护过程中的温度控制能够满足要求，而寒区冬季极低的气温不仅增加了混凝土工程的施工难度，更使得施工成本大大提高。

1.1.3 施工期冰凌问题

水利水电工程截流后改变局部河段的流态和排冰通道，导致河流排冰条件恶化。若施工区段下游紧临水库回水末端，排冰不及时，可能引起严重的冰塞、冰坝现象，使得水位骤涨，上游工程施工安全受到严重威胁[8]。

1.2 暖季施工的特点

暖季是寒区水利施工的黄金季节，大量的施工任务要在这个时期完成，因此，做好暖季施工组织对于整个项目的建设具有十分重要的意义。根据寒区气候的特点，一般将暖季分为早春化冻阶段、雨季阶段、初冬封冻阶段三个阶段，各阶段施工特点如表1所示。

表1 暖季各阶段施工环境特点

1.2.1 早春化冻阶段

在寒区，3—4月气温回暖，冰雪逐渐消融，迎来春汛。春汛导流以及汛期渡凌成为此时施工的首要工作，要降低春汛对施工工作的影响，防止凌汛造成的冰塞、冰坝对堤防建筑的损坏。

1.2.2 雨季阶段

7—8月寒区多降雨，此时恰逢工程填筑黏性土料和浇筑混凝土时期，大量降雨使得黏性土料含水量过大影响施工质量；寒区夏季日间气温较高，应注意骨料防晒保护，尽量将混凝土浇筑作业安排在夜晚进行。

1.2.3 初冬封冻阶段

11—12月寒区气候干燥，地表开始冻结，道路运输便利畅通，此时可以进行施工机具、材料等运输，利于降低运输成本。

2 寒区水利施工工程的管理机制探析

2.1 科学组织施工

在施工中充分考虑寒区冬季、暖季施工特点，结合气温、气候变化，根据施工过程中存在的难题有针对性地采取应对措施。以总工期为目标，进行动态管理，科学合理地组织施工，施工前对施工条件进行准确的分析，施工过程中对施工导流、主体工程施工、施工交通运输、施工总布置、总进度，以及主要技术供应计划做出合理的设计安排，使人尽其才、物尽其用，在确保工程质量过关的前提下，以最小的消耗获取最大效益。

2.2 提高人员的专业素质

提高施工、技术、管理人员专业素质，加强其选拔、培训工作，提高施工队伍整体的业务素质和技术水平。从业人员水平素质密切关系到施工质量的好坏，提升其对新技术产品的掌握与运用能力，培养团队各部门人员的敬业精神和责任感，保障工程施工质量[9]。

2.3 建立可靠的通信系统

寒区水利工程的施工受气温、气候影响大，因此，建立完善通信系统，实时掌握在建区域的水文气象、水情、冰情动态，做好水情、冰情的监测预报工作，降低施工条件的不确定性，减少事故灾害的发生。

2.4 优化施工技术

依据寒区工程施工特点，引入适用该类地区的新型技术、设备，充分发挥新技术的效能，为水利工程建设做好辅助工作。目前针对寒区的土石坝沥青混凝土防渗心墙低温技术、露顶式弧门冬季运行设计[10]等技术在许多寒区水利水电项目中得以应用，大大提高了寒区施工技术水平，为寒区水利事业的发展做出了贡献。

3 结 语

寒区施工条件复杂，寒区水利工程无论从工程规模的选择、地基处理、预算成本的确定、寿命周期的确定，还是施工方案的设计、施工进度的安排、施工人员与机具选配都要受到很大的局限，这也是寒区水利发展一直较为落后的原因。研究寒区水利的特点，解决施工管理过程中遇到的问题，对于寒区水利未来的发展具有十分重要的意义。高寒地区的水利工程施工要靠科学合理的施工组织设计，以及严格的管理方法，还要有高强的技术手段,虽然我们在实践中取得一些行之有效的经验,但尚有不少差距,仍需经过不断探索和总结，才能取得更大成绩。