冬季高寒气候环境下的坝基开挖施工探析

张雪

摘 要：为了保证冬季高寒环境条件下的壩基结构开挖施工有良好质量，应能认识到冬季高寒环境对坝基结构开挖造成的影响，并能结合坝基结构开挖施工需要，制定科学的坝基结构开挖施工方案。本文就冬季高寒环境条件下的坝基结构开挖施工进行了分析。

关键词：高寒气候；坝基；工程；开挖施工

环境气候条件往往对施工建设带有一定影响，比如在冬季高寒条件下进行坝基结构建造的时候往往存在较多难点，导致坝基结构建造中的开挖施工难度较大。需要施工人员能积极的使用相应技术，让高寒条件下的坝基结构建造有良好质量。

1 气象条件分析

各个地区在环境气候条件方面有较大差异，而在对坝基结构开挖施工进行分析的时候，以常见的大陆性类型寒温带以及北温气候为例，这种类型的气候条件有着春季以及秋季较短、冬季偏长的特点。

2 坝基结构开挖施工分析

在对寒冷地区坝基结构开挖施工的时候，以某地区以某一真实工程为例进行了分析，该工程位于西北部某一高寒地区当中，该坝基结构工程的实际工程开挖量为149立方米。而且在工程开挖施工的时候，需要工程建造部门能做好施工前的相应准备工作，通常准备时间长度为一个月左右。该工程受到施工量以及施工难度等方面的影响，该工程当中坝基结构开挖施工会完全贯穿整个冬季，而施工地区冬季温度通常会维持在零下15摄氏度到零下30摄氏度之间，甚至在一些时间段其温度会低至零下35摄氏度，这对整个坝基结构开挖施工无疑会产生巨大的阻碍。需要施工人员能在工程建设中的使用相应的现代技术，预估出坝基结构施工中可能会出现的问题，制定好相应的解决方案。而且在高寒环境下开展坝基结构建造施工的时候，不仅要能积极的制定相应解决对策，同时还要注意到施工的安全性。

3 防寒保护方面的措施分析

3.1 重视严寒条件下的保温措施

当坝基结构土方挖掘施工环境温度偏低的时候，不仅会对各种施工技术产生巨大影响，同时还会施工人员思想状态产生影响，需要施工人员能高寒施工环境中保持良好的工作状态，坚定信念，在这种思想的引领下才能真正的让坝基结构开挖施工得以顺利的进行，在辅助以良好的建造技术就能真正的实现工程建造质量的强化。在实际开展高寒条件下保护工作的时候，首先要能对防寒保暖工作有充分的认识，保证工作人员的食品有良好的热度，这样才能让工作人员进入到良好的工作状态下。其次，高寒环境往往会对人体健康产生一些意外影响，因此还要能在施工现场当中准备好相应的药品。施工人员是整个坝基结构开始施工的关键因素，只有施工人员健康得到保证才能真正的让工程建设得以顺利开展。

3.2 施工机械维护分析

（1）在现场设置保暖棚

由于现代坝基结构开挖阶段中使用的机械设备大多数都是以常规温度为基础设计的，因此低温环境对于机械设备往往会有较大的影响，导致机械实际运行性能、工作状态稳定性受到影响。因此当坝基结构开挖施工阶段使用的设备停止使用之后，应能将设备安放到暖棚当中，让寒冷环境对机械产生的影响降到最低，而机械设备在暖棚当中也能保持良好的工作状态。尤其是在进行设备保修的时候，更需要保修环境能有良好温度条件，只有在良好温度条件下才能确保机械设备当中液压系统、各种电器元件以及液压系统可以正常运行，为设备检修工作开展创造必要基础条件。鉴于高寒地区环境因素对于机械设备运行稳定性影响较大，因此需要工作人员能定期对机械设备进行维护，避免环境因素对坝基结构开挖施工构成影响。

（2）防冻液的使用

当坝基结构开挖施工环境温度偏低的时候，设备应能使用专业的防冻液，并且防冻液的规格应能使用40摄氏度以下的环境，而机械设备的润滑油应能保证其实际冷凝点能在零下25摄氏度以下。

3.3 极端负温要停止施工

负温对于设备的运行有着一定的影响，设备在运行的过程中，各个系统的内部会受到负温的影响，在负温的环境下，设备的液压系统和动力系统的有效输出率会在一定程度上下降，这一范围在5%～10%之间，如果输出的功率下降的程度超过了15%的时候，这时设备系统在运行的过程中，各个系统就会有着严重的损伤，维修的概率增加。相应的检测试验显示如果温度下降到了-23℃的时候，那么设备的动力系统的输出功率就会下降，这时坝基的施工必须要停止，将机械设备放置在保暖棚中，以保证施工的质量。

4 基坑排水分析

主坝基坑的上游和下游的岩体会出现比较严重的渗水情况，在这样的情况下，最大的时段甚至达到了560m3/h，要根据上游和下游掺水量的大小来对坝基的开挖线进行设置，还要在集水坑进行集中的排水，保证基坑排水的顺利进行。集水坑的深度不低于3m，其中底部0.6m为泥沙淤，中部为1.7m的汇水容积层，上部为0.7m的封冻结冰层。排水系统的水泵操作值班室为保温暖棚，内置电暖器，室内温度在10℃以上。防止排水管道内结冰阻塞管道内水的流动，甚至损坏管道。对圆管内流动的水是否发生结冰进行了相关试验。试验表明，圆管内流动的水是否结冰与圆管内表面的最负温度、管内流量、流速有关。水在管内流动的过程中与管壁进行热传导，管壁与大气环境温度进行着热传导，在稳定工况下，管内的水与管壁要向负温大气环境散失热量，保证施工建设质量。

5 挖运施工分析

坝址区地处严寒地区，冰冻期为11月到次年3月，占有效开挖工期的83%，坝基开挖施工道路为双车道碎石路面，最大坡度9%，最小转弯半径40m，出渣运输车辆为20t的自卸汽车。冰冻期内路面结冰是最大的交通安全隐患，路面结冰的水源一为积雪、二为出渣车辆从基坑内带到路面上的水。防冰、除冰根据不同负温情况采取防、除结合，以防为主的措施。降雪时由人工及时清扫路面积雪，并强化基坑抽排水，最大限度减少出渣车辆从基坑内带到路面上的水，从源头防患。负温环境下的挖掘机运行除应做好保温、维修保养、控制极限作业温度外，还应注意运行方式。严寒中钢材的弹性模量指标有所下降，表现为钢材的弹性降低，脆性增加。挖掘机操作运行时要注意挖掘负载须控制在设计负载的左右，以防止挖掘机的大臂、小臂等受力钢结构发生脆性破坏。

6 结束语

坝基开挖施工在水利枢纽工程中扮演着重要的角色，在冬季高寒气候条件下，进行坝基的开挖施工面临着巨大的困难，在坝基开挖施工的过程中，受到环境因素的影响较大。施工单位应深刻认知负温对开挖施工的影响程度和范围、施工机械设备和材料包括火工品性能的变化，采取切实有效的防范措施是保证安全、顺利施工的根本条件。

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