王俊杰
（陕西省土地工程建设集团有限责任公司铜川分公司 陕西 西安 710000）
摘 要：新时代，我国政府通过对总体经济理论的创建与应用，扩大了要素市场配置资源的功能，为我国水利工程行业的发展营建了良好环境。同时，通过引入企业治理与加强内部控制建设，也极大的提升了建设单位的生产建设水平与生产管理能力。由于水利工程既与国家治理体系相关，也与农业产业化发展息息关联，因此，在“十四五”规划建议提出新基建与数字化融合发展目标后，需要进一步加快推进水利工程的转型升级。本文选取水利工程中的分部项目渠道工程作为研究对象，概述了冬季混凝土渠道施工的基本规范要求，剖析了冬季混凝土渠道施工裂缝问题产生的原因。并以此为基础，分别从混凝土的配置、浇筑、养护、注意事项等方面，对相关的防裂技术进行了具体讨论。
关键词：冬季混凝土；渠道施工；防裂技术；研究
Research and Exploration on Construction Technology of Mortar Stone Retaining Wall
WANG Junjie
(Tongchuan Branch of Shaanxi Land Construction Group, Xi'an 710000, China)
Abstract: In the new era, the Chinese government, through the establishment and application of the total economic theory, has expanded the function of factor market to allocate resources, and built a good environment for the development of China's water conservancy industry. At the same time, through the introduction of enterprise governance and strengthening the construction of internal control, it has also greatly improved the construction level and production management ability of the construction unit. Since water conservancy projects are not only related to the national governance system, but also related to the development interest of agricultural industrialization, it is necessary to further accelerate the transformation and upgrading of water conservancy projects after the 14th Five-Year Plan proposes the new infrastructure and digital integration development goal. In this paper, partial project channel engineering in water conservancy project is selected as the research object, the basic standard requirements of winter concrete channel construction are summarized, and the causes of cracks in winter concrete channel construction are analyzed. Based on this, this paper discusses the related anti-crack technology from the aspects of concrete configuration, pouring, maintenance and matters for attention.
Key words: Winter concrete; Channel construction; Crack prevention technology; Research
0 引言
我国自古以来就十分重视水利工程建设，新中国成立至今，我国的水利工程中引入了现代技术，积累了大量的混凝土施工经验与试验数据[[作者简介：王俊杰（1990-），男，陕西西安人，工程师，主要从事土地工程及水利工程研究。E-mail: wangjunjie091@163.com]]。从当前的研究成果看，在施工区域的温度处于4摄氏度到5摄氏度时，混凝土强度形式水化反应速度将逐渐放缓，而且与常温条件下的强度增长特征相比，明显存在变慢的现象。当施工区域的温度在4摄氏度到零下4摄氏度范围时，混凝土中的游离水体积，便会发生冻胀热性。在实际的冬季混凝土渠道施工中，一旦完成混凝土浇筑，混凝土的强度将处于较低程度，在这种情况下，混凝土内部的成孔率相对增加，其质量会受到相应的影响。零下4摄氏度以下，混凝土内部会发生结冰现象，随着结冰体积的增大，胀裂问题将会发生。
1 冬季混凝土渠道施工的基本规范要求
1.1温度控制要求
冬季混凝土渠道施工中，对于温度的控制至关重要。一般情况下，施工地区的预计日平均气温若在5摄氏度以下，零下10摄氏度以上范围之内，通常会选择蓄热法进行防裂。当该温度范围在零下10摄氏度到零下15摄氏度范围时，通常会配套的使用暖棚法、综合蓄热法。尤其是渠道工程中的混凝土用量大，冬季混凝土施工中若采用大体积混凝土，对其温度的控制要求将会进一步提高。从当前的经验看，对于常规混凝土施工，则应该按照设计方案与技术规范要求，严格进行温度控制。对于大体积混凝土施工而言，则应该将其浇筑温度控制在3摄氏度以上。当施工区域属于严寒地区或者寒冷地区时，则应该将该温度提高到5摄氏度以上。
1.2施工质量控制技术要求
从现阶段冬季混凝土渠道施工的质量控制技术要求看，对于混凝土浇筑质量水平已经有所提高。因此，在实际的施工中，应该结合实际情况，在浇筑、浇筑后15天以内，尽可能利用综合化的温度控制方案，使其表面温度控制在5摄氏度以上。例如，在浇筑施工环节，应该按照直接浇筑、分层浇筑的实际情况，预防地面温度、前一层浇筑温度低于1摄氏度。通常在浇筑前，需要按照72小时加热处理措施，确保地面温度、前一层浇筑区域加热温度不低于10摄氏度。在混凝土的浇筑后的养护环节，养护时间相对较长。应该做好渠道混凝土的表面覆盖等工作，预防冰冻现象的发生。
2. 冬季混凝土渠道施工裂缝形成的原因
渠道工程多以U型渠道为主，在冬季混凝土渠道施工中，灌区混凝土施工经验已经证实，渠道混凝土的裂缝既有纵向裂缝，也有横向裂缝。而且，浇筑渠道的上抬、断裂，混凝土的酥碎、，以及渠口的变形等，均与裂缝问题关联。从原因破坏机理或形成原因方面看，主要由施工质量、低温冻胀所致。
2.1以施工质量因素为例
目前渠道工程生产建设中已经构建了内容相对完整、分工相对明确的产业链条。因而，在冬季混凝土裂缝问题施工质量影响因素方面，既包括了配合比的设计不合理、工程土基质量差、材料质量控制不严格等因素。也包括了混凝土浇筑时的温度控制不到位、振捣密实度不高、伸缩缝预留规范性不足等。以渠道工程土基质量为例，受冬季气候、雨雪天气状况的影响，开挖施工中的垫土中，含水量会相应的增加。
此时进行渠道混凝土浇筑后，会发生“橡皮泥”现象、裂缝问题，会给工程埋下一定的隐患。以混凝土浇筑环节的振捣为例，渠道浇筑时，振捣均匀度不足、振捣密实性不够，不仅会使浇筑后的混凝土出现蜂窝，也会出现麻面现象。当混凝土表现粗糙度较高时，极容易发生泌水现象，并引发一系列风险。
2.2以冻胀因素为为例
从当前对低温冻结效应的研究情况看，冻胀现象的发生，主要是由于该效应对渠道衬砌体底部的土体产生了相应的外力作用。在这种条件下，水、冰的密度本身存在差异，水在低温状态下结冰后，即使质量并未发生变化，也会在同一质量中，引发体积变化。实验值与经验值均表明，同质量冰的体积大于水体积，其中的膨胀范围可以达到9%。因此，当冻胀力对衬砌体发生作用时，会将该作用传导至混凝土，并引发混凝土的膨胀，导致混凝土裂缝、裂隙问题等。需要注意的是，施工质量影响因素中的伸缩缝预留设计间距过大时，也会由于热胀冷缩原理的作用，引发混凝土挤压现象，并造成裂缝问题。虽然二者的结果存在相似之处，然而，在破坏机理与发生原因方面，却存在实际差异。因而应该对其进行明确区分。
3 冬季混凝土渠道施工中的防裂技术分析
3.1系统性防治策略
由于冬季混凝土渠道施工会受到多重因素的影响，为了进行有效防治，需要在整体上先制定系统性的防治策略。具体如下：首先，需要根据渠道工程生产建设产业链条，对冬季混凝土分部项目施工构成要素进行全要素分析，并制作要素清单。然后，根据要素清单，对应的设置防裂技术质量控制指标。建立“施工要素-质量控制指标”防治体系。其次，应该按照渠道施工质量管理制度、评价机制、监督机制，梳理规范要素，复核质量控制指标的全面性、有效性。并从防裂技术指标出发，设置在建渠道工程的评价表、监督表，确保每个施工环节、每日施工流程能够获得严格的评估考核与全过程指标化控制。第三，需要在系统性防治过程中，将目标层层分解为分层目标，并落实到材料质量控制、混合料配制控制、浇筑控制、养护控制等实际施工环节。
3.2配套性防裂技术
3.2.1材料质量控制
在材料质量控制方面，需要按照渠道工程设计方案，选用合理的骨料、水泥、砂石等材料。一方面，应该从质量控制的角度，按照市场调研、样品购置、实验室试验等结果，对进场材料进行质量验收。另一方面，则应该对原材料的各项技术规范要求进行细致复核。在具体操作方面，应该遵循《水工混凝土施工规范》（DL/T5144-2001）中提出的具体要求，对各类材料、配合比设计等进行严格控制。以骨料为例，应该结合粗骨料、细骨料的分类合理筛选。例如，在粗骨料的选择方面，应该以碎石、卵砾石等为主，在保障其坚硬度的同时，宜将按照钢筋直径，保障其最大粒径能够控制在钢筋直径的25%范围以内。具体粒径的控制通常以小于40毫米为宜。对于细骨料的选择，则应该以中砂、粗砂为主。水灰尘方面的控制范围一般需要控制在0.5到0.6的范围之间。由于渠道施工地区的环境相对复杂，应该结合勘察报告，查看是否存在硫酸盐侵蚀现象，若环境水确实存在该现象，则应该选用具备抗硫酸硅酸盐类型的水泥，以此保障混凝土的抗侵蚀能力。另外，碱活性骨料通常会发生膨胀现象，为了有效化解该问题，应该将水泥碱含量控制在不大于0.6%的范围。若采用孰料碱，则应该将其控制在不大于0.5%的范围。需要注意的是，对于孰料的检验环节，应该对镁含量进行针对性测量，预防其含量大于5%，或小于3.5%。
3.2.2混合料配置控制
混合料的配置在冬季混凝土渠道施工中十分重要。首先，应该对原料的温度进行检测，要求以正常温主为准，禁止对石子进行加热。并对冰层、雪块等进行重点检查与处理。通常在混合料配置中的材料加热环节，应该先采用水加热方案。既容易操作，也能够产生较好的加热效果。例如，对于砂的加热，通常需要以因地制宜原则为准，选用小锅炉、大水桶进行操作。若采用铁板加热法，则需要禁止直接使用加热板上的砂。骨料与拌合水的温度宜控制度，分别应该按照40摄氏度、60摄氏度标准进行控制。若单独对水进行加热，不进行骨料加热时，应该按照总体温度需求，将水加热到100摄氏度。水泥的加热中，需要预防直接与80摄氏度以上水接触。冬季混凝土混合料配置时，需要遵循严格的投料顺序：（1）骨料；（2）加热水；（3）水泥；（4）防冻剂（要求以项目部提供的材料为准）。其次，在搅拌时间控制方面，通常需要延长1/2的时间。搅拌过程中，需要先搅拌砂石与水，再加入水泥进行搅拌，预防“假凝现象”的发生。
3.2.3混凝土浇筑控制
冬季混凝土渠道施工具有一定的特殊性，应该尽可能缩短搅拌地点与施工区域的运输距离，以此预防运输环节造成的热量损失，确保砼热量的有效性。混凝土浇筑之前，需要先对模板周边、模板内的冰块、积雪、杂物等进行清理，尤其是钢筋方面的清理应该做到巨细无遗。若存在积水则应该进行排除。对于地脚螺栓的温度应该进行检测，并结合浇筑施的实际需求对其进行预热处理。在浇筑时应该配置数量充足的施工人员，在直接浇筑时，实施多方面同步振捣。振捣时，一方面，应该做好振捣棒插入深度的控制。另一方面，应该实施均匀振捣，预防漏振、振捣不到位等造成振捣密实度不足的问题。对于模板边缘的振捣应该适当的调慢速度，并与模板保持相应的距离。浇筑与振捣时，应该间隔一定的时间，即对浇筑温度进行测量。通常要求浇筑时间短、振捣同步性大、浇筑温度控制适当。浇筑后的温度应该控制在10摄氏度以上。并根据浇筑施工的实际情况及时开展覆盖、蓄热等养护工作。
3.2.4混凝土养护控制
在养护阶段，首先需要以浇筑后的混凝土实际情况为准，运用工程质量检测技术对其温度进行多次测量并取平均值。具体而言，浇筑后先应该在对砼、坑口进行塑料膜覆盖，再覆盖稻草等材料。及时查询天气情况，根据天气状况、室外气温变化等，合理的调整养护方案。例如，当室外温度发生骤降现象时，应该对坑内温度进行及时测量，确定其温度在0摄氏度以下的具体数据，并采用针对性的加保温层措施。对于混凝土保温层的温度也应该进行测量记录，由此剖析混凝土强度的增长情况等。若采用蒸气法进行养护，则应该对混凝土强度进行及时检测与表面损坏情况分析，当强度大于40%且无损坏的情况下，可以进行拆模处理等
4 总 结
综上所述，渠道工程关系到使用阶段的效用生产效率。为了有效控制冬季混凝土渠道施工裂缝，一方面，应该结合混凝土的破坏机理对其中的原因及影响因素进行细致考察。另一方面，则应该按照系统性防治与配套性防治相结合的新思路，在总体上做好防治策略的制定，在局部加强冬季渠道施工中的混凝土施工诸阶段的防裂技术应用。通过以上初步分析可以看出，在实际的施工中，应该严格遵循相关的规范要求，先在质量体系管理标准方面，做好各项质量控制指标设置。然后，结合混凝土的构成要素及施工诸环节，合理的开展裂缝防治。尤其在材料质量控制、混合料配制度、浇筑、养护等环节，应该采用精细化的控制技术，确保防治的有效性。
参考文献：
[1] 李云瑜.混凝土冬季施工质量影响因素及工艺[J].砖瓦,2021，4(2):183-184.
[2] 谭思琦,韩伟顺,吕浩鹏,等.深基坑狭长场地冬季大体积混凝土溜槽浇筑技术[J].砖瓦世界,2021，11(1):66-67.
[3] 黄英利.道路桥梁冬季施工中混凝土浇筑施工技术分析框架思路构建[J].城镇建设,2021，9(8):116-117.
[4] 王亮.混凝土冬季施工质量管理和温度控制的有效方法分析[J].建筑工程技术与设计,2021，20(8):1368-1369.
[5] 柴茂林.高原高寒地区混凝土冬季施工技术分析与研究[J].科技创新与应用,2020，18(7):154-155,157.