冬季高寒气候环境下的坝基开挖施工探析

王鑫宇

摘  要：随着社会经济的飞速增长，我国的水利工程也在随之不断进步着，坝基开挖施工作为水利工程的重要施工环节之一，需要我们加大重视力度。在我国的西北区域进行坝基的开挖施工时，因为该区域因地理位置产生的寒冷天气会对施工产生很大的影响，需要我们对这个情况进行了解研究。本文就已有理论知识基础结合实际情况对冬季高寒气候环境下的坝基开挖施工进行研究探析，提出合理的意见及建议，希望可以为水利工程今后发展提供帮助。

关键词：冬季;高寒气候;坝基开挖施工

水利工程随着我国城镇化建设的推进不断发展进步，已经成为了我国重要的经济支柱之一，它不但可以对农业经济的发展起到很大促进调节作用，还可以提高人们的生活水平。我国的水利工程项目不断增多，水利施工的范围也在不断变大，出现了很多施工难度比较大的区域。本文主要针对冬季寒冷的西北区域进行研究，因为该区域的冬季温度较低，施工会遇到冻土层，还会因为施工环境寒冷的原因影响施工操作，下面进行具体的研究分析。

1 气候条件

我国的西北区域因为地理位置的原因，四季气候变化比较大，具有春秋季节时间较短，冬季时间较长的气候特点。西北地区的夏天也不会出现比较炎热的情况，一年之中只有冬季的时间较长，较全国大部分区域来比，冬季温度较低，经常出现降雪，且降雪量较大，容易出现积雪的情况。因为冬季时间长温度低且容易出现积雪的情况，容易出现冻土层。我们在西北地区的冬季进行水利工程的坝基开挖施工时，需要在天气环境比较恶劣的情况下进行施工，增加了施工难度，需要制定合理的施工规划，才能保证整个施工的质量。

2 开挖施工

我们在进行开挖施工过程的研究时，以某一个西北水利工程为实际研究例子，进行坝基开挖施工的具体研究，该工程具有150万m3的实际开挖量因为开挖施工量较大且施工环境比较恶劣，需要提前进行筹备工作，该工程的预计筹备实际为一个月。该工程的施工时间为冬季，因为工期较长，整个冬季都在进行施工运行。因为西北地区的地理位置，导致该区域的冬季温度较低，大概在20度上下浮动，最低气温可能达到35度作用，这对实际的施工产生很大的影响，可能会出现设备低温无法运转或者人员的冻伤情况，大大增加了施工的难度。在坝基开挖的施工进行中，需要我们对施工方案进行严格的制定，根据已有的施工经验进行完善，保证施工的顺利进行。该施工项目在实际运行中，没有出现意外事故，在规定时间内完成了相应的施工任务，不但保证了坝基开挖施工的质量，还为后续的施工打下了良好的基础，为以后的高寒地区坝基开挖施工提供了很好的参考。该工程在施工结束的质量评定过程中，还拿到优良单位工程的奖项。

3 防寒保护措施

3.1 提高对严寒的认识，做好保温措施

在严寒地区进行坝基开挖的施工时，天气情况是施工的最大阻力，需要进行合理的防寒工作，才能保证施工的顺利进行。首先加强工作人员的工作信念，保证施工人员可以在高寒的情况下进行相应的施工工作，接下来就是具体的防寒措施。工程首先需要准备专业的防寒工作服保证施工人员工作的安全性，接下来对准备高热量的食物，保证施工人员可以具备足够的体力进行施工，最后需要配备适合的药物，可以保证在出现问题的时候进行及时治疗。还要注意的是对工作时间的合理安排，不能使施工人员长时间在室外工作，容易出现冻伤的情况，施工场地一般比较偏僻，如果冻伤严重无法及时就医可能会出现生命安全问题，所以合理的安排施工作息也是一项重要的工作。只有对以上几点进行认真安排，才能保证施工人员的工作安全，使施工可以顺利进行。

3.2 机械设备的维护

3.2.1 在施工现场设置保暖棚

施工设备是保证施工质量和施工效率的重要工具，但是在温度极低的情况，很容易对设备的运行产生影响，使设备无法正常运行，影响施工的进行。这就需要我们建设相应的保暖棚，在设备使用完毕后，及时将设备搬运到保暖棚进行保存，这样对就能够对机械设备进行升温处理，尤其是在维修和保养的时候，对机械设备进行维修和保养，能够保证机械设备内各个电器元件、液压系统和动力系统的正常运行，使得设备处于正常的状态。还要对机械设备进行定期都要保养和检修，这样机械设备的寿命才能够延长。

3.2.2 使用适合负温作业的油类和防冻液

机动车必须要使用-40℃以下的防冻，润滑机油使用的是10W-30的机油，其凝点≤-25℃，柴油使用的是-35℃的柴油，齿轮油使用的是85W-90的重负荷齿轮油，这一齿轮油的凝点是≤20℃的，润滑脂使用的二硫化铝锂基脂的凝点是≤-20℃的。

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，那么设备的动力系統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。

4 基坑排水

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。

5 结束语

高寒地区的坝基开挖施工主要施工难点就是自然环境因素，低温对施工运行产生了很大的阻碍，而低温产生冻土层也增加了施工难度。为了保证高寒地区坝基开挖施工质量，需要我们根据各个施工环节和实际情况进行具体施工方案的制定工作，将施工难题一一克服，才能保证工程的顺利进行。本文首先介绍了高寒地区的气候条件和开挖施工中实际情况，下面对施工的抗寒提出了具体的方法，最后对基坑排水工作进行具体分析，希望可以提供帮助。

参考文献

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