对寒区水利工程施工的思考

吴振凯，孙颖娜

(黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

在黑龙江省这种高寒地区，水利工程施工需要考虑问题主要有：春汛的干扰，交通的问题，雨季黏土料填筑与混凝土浇筑问题等。在解决这几个问题的同时，我们还应该加强人员监管，合理安排施工，做好前期准备工作，这样才利于顺利开展工作[1]。

1 寒区施工存在的主要问题

1.1 春汛干扰

春汛是由于融化雪水沿坡面向河槽流入的结果[2]。春汛成因主要是积雪融化形成洪水、融雪期降雨及冰融化后形成径流。在每年的早春时期，正是施工的大好季节，但由于冬天冻雪融化，导致河水上涨，为施工带来阻碍。同时，沿河断面的春汛，也可能给沿岸居民的生命财产安全带来威胁[3]。因此，春汛预报显得尤其重要。春汛情况主要受流域自然地理方面因素的影响[4]。因此，我们要对春汛开始日期及时预报，同时对春汛径流深、径流系数，春汛最大日平均流量进行预报。相关部门应该做好排水和施工导流工作，同时对建筑物进行保护，才能保证施工工作顺利开展。

1.2 冻害导致的运输问题

冻害是一种易出现于寒冷及严寒地区隧道中、难以解决的普遍现象，可以说，在我国东北、西北地区，冻害现象以各种形式出现于已投入运营的寒区公路隧道中，占比达80% 以上[5]。公路冻害现象对寒区施工中施工材料的运输有很大的影响[6]。而在早春时期，由于路面冰雪融化，导致路面出现返浆现象。

1.3 严寒地区混凝土冬季施工问题

根据国家相关规范要求，室外温度持续5天均低于5 ℃，就进入了冬季施工阶段。在恶劣的环境温度下，水泥水化作用减弱会导致混凝土强度增长较慢，在混凝土内部会由于温度应力产生裂缝，使得浇筑的成品耐久性降低[7]。还有就是当温度急剧下降，也会产生问题，对成品硬度产生影响，形成混凝土的冻害现象。

在新浇筑的混凝土内，存在水化水和游离水。当温度低于-4 ℃时，里边的水化水发生冻结，水化作用消失，对施工质量产生影响。同样，游离水在低温时也发生冻结，其和易性消失。

2 寒区施工工程注意事项

黑龙江省属寒温带大陆性气候，降雨多发于夏季[8]；在秋季，晴天多，天气干燥，昼夜温差大，无霜期较短。从每年的10月至次年3月为冻结期，无霜期仅3—4个月。根据黑龙江省独特的气候条件，在施工时我们应该学会因地制宜，妥善处理施工时所面临的问题。

2.1 春汛处理

遇到春汛时，采用围堰导流。在春汛前完成对纵向混凝土围堰基础的开挖，混凝土浇筑施工，达到挡春汛洪水位高程的目的[9]。工程量较大且工期较短，冬季混凝土施工若比较困难，可采用土石围堰。我们也要对春汛进行合理预报，具体建议为：

(1)在春汛预报方面,需要增加春汛预报的项目, 尤其是应该预先准确地预报出春汛径流过程，而这正是现在春汛预报的一个弱点。

(2)延长春汛预报的预见期: 尽量利用中长期天气预报来延长春讯预报的预见期。

(3)准确地预报春汛最大流量的出现时间及其强度[10]。

(4)加强对无资料地区的春汛预报方法的研究：在我国有许多中、小河流没有实测水文资料,而这些河流却蕴藏了极丰富的水利资源, 尤其北方中小河流的春汛预报极为重要。

(5)对春汛径流预报的研究:今后的春汛预报应走向范围广泛的区域性预报道路, 以便对全流域内融雪径流予以更全面更详细地计算和控制。

2.2 交通运输

预防公路冻害对运输工作至关重要。为此，相关责任部门可以采取相应措施，如增强基础数据的测试、提高道路衬砌结构抗裂性、寻找公路防排水的有效措施、探索主动、被动的公路保温技术等，以应对寒区频繁且顽固的公路病害[11]；此外，运输物资的车也应该及时保养，做好防滑工作，提高运输效率。

为了保证工期不受耽误，可以将施工地所需材料提前运输。在这个时期，施工主要进行的是土方开挖，解冻和开挖同时进行，但要注意防止土石方坍塌事故发生。初冬天气干燥，道路畅通，便于交通运输，可以进行材料和施工工具的运输，经济效益十分可观。

2.3 混凝土工程和土方工程施工

混凝土工程在施工时，最重要的是保证温度。一切都要以强度为目的，保温为手段。在混凝土冬季施工过程中，应在混凝土拌制过程中，加入减水剂、早强剂或防冻剂等[12]。在寒冷环境下，混凝土运输工具需要进行保温，尽可能减少运输距离和装载次数。因此，为了减少运输带来的问题，寒冷地区施工可利用提前在工厂内按固定材料和配比拌制完成的预拌混凝土，如此，便可在规定时间内运输到指定地点[13]。

3 对寒区施工的建议

3.1 对施工管理人员的要求

水利人才的引进和培养是促进工程顺利进行的关键点，对施工过程有重要影响[15]。故在挑选施工管理人员时，应层层选拔，加强培训专业技能，树立其敬业精神和强大的责任感；工作期间，也要求工作人员对材料和施工进度等严格把关。重视对创新型和实干型技术人才的招纳和培养，有利于提高各岗位职员对工作的适应能力和责任意识，推进寒区水利工程发展。

3.2 合理安排施工

在水利工程施工过程中，针对现场管理及安排环节需格外注意[16]。依照施工现场管理要求，设立专门的监管小组，安排专门监管人员，保证施工过程中，各环节顺利进行。在发现有违规操作或不达标的环节时，应及时处理，防止不必要的损失。尤其，在黑龙江地区，冬季天寒地冻，本身对施工的进行就有很大影响，对温度、时间安排、交通运输要求严格。若不加强监管，会产生严重的后果。在冬季施工时，不要让地基土受冻，要做到随时清除有害土，随时进行回填和回砌。当考虑到暖季和冬季的施工情况，采用有针对性的措施进行施工[17]。对导流、交通运输、主体工程施工，以及人员分配上要合理安排，保证在有限的工期内，提高劳动效率，不仅做到保证建筑物质量，而且节省成本。

3.3 前期做好准备工作

为保证工作顺利开展，要事先做好规划。由于黑龙江省地处高寒纬度，季节性冻土在2 m左右，在建筑物地基处理时，要做好防冻胀破坏。冻胀会让建筑物在冬季受冻时膨胀，在春季解冻时地基产生不均匀沉降[18]。当开工遇到冻土存在情况时，可等其融化后再施工，或者将该部分受冻土挖掉，然后用振实的中粗砂来填补。所以在施工前，需要对施工地点进行地质勘探，结合天气，环境做好万全准备[19]。因为黑龙江省天气的特殊性，所以在施工前，准备工作要做好，防止突发情况发生，影响施工进度。主要工作是在施工的同时防止突发事故发生，提前进行地理环境勘察，对水文、冰情、气象等进行实时监测。对于黑龙江省水利工程施工，在选址上，应选择地势高，地下水位低，季节性冻土少，冻胀性较小的地方。在施工开展前，地表水也应该排除干净。

4 结 语

黑龙江省地处寒区，在水利工程施工时，需要从气候特点的角度出发，对地基、施工周期等方面酌情判断。尽管目前在黑龙江省内，关于水利工程施工的许多难题还在摸索解决中，很多技术也不够完善，但若能从过往实践中总结规律，探究有效方法，积极广纳人才，建立严格的管理机制，不仅可转弊为利，寒区水利的发展前途也将是愈发光明。