高寒高海拔地区建筑工程冬季施工技术及管理措施研究

作者简介：袁惊，男（1986.02-），汉族，湖南长沙，工程师，本科学历，主要研究建筑工程

摘要：随着我国基础设施建设向高寒高海拔地区不断推进，建筑工程在冬季施工面临诸多挑战。本文深入研究了高寒高海拔地区建筑工程冬季施工技术，包括混凝土施工、钢筋施工等关键环节，同时提出了针对性的管理措施，旨在保障工程质量、安全与进度，为相关工程提供参考。

关键词：高寒高海拔地区；建筑工程；冬季施工技术；管理措施

一、引言

近年来，我国加大了在高寒高海拔地区的基础设施建设力度，如青藏铁路、川藏公路等重大项目的实施，极大地改善了这些地区的交通条件。然而，高寒高海拔地区独特的自然环境，给建筑工程冬季施工带来了前所未有的挑战。这些地区气温低，部分区域冬季最低气温可达-30℃以下；昼夜温差大，可达20℃以上；且氧气含量仅为平原地区的60%～70%。在这样的环境下进行建筑工程建设，不仅要应对寒冷气候对施工材料和工艺的影响，还要考虑施工人员的身体适应情况以及施工设备的性能变化。由于工程建设周期的限制，冬季施工往往难以避免。因此，深入研究高寒高海拔地区建筑工程冬季施工技术及管理措施，对于保障工程顺利推进、提升工程建设水平具有重要的现实意义。

二、高寒高海拔地区建筑工程冬季施工难点

2.1 气候条件恶劣

高寒高海拔地区冬季漫长且气候条件极为恶劣，除了极低的气温和大风、暴雪等极端天气外，还存在着频繁的冻融循环现象。低温环境下，混凝土中的水分冻结成冰，体积膨胀约9%，会对混凝土内部结构产生巨大的膨胀应力，导致混凝土出现微裂缝。随着冻融循环次数的增加，这些微裂缝不断扩展、连通，最终严重影响混凝土的强度和耐久性。

2.2 施工人员身体适应困难

高海拔地区低氧环境会使人体出现一系列生理反应，如红细胞增多、呼吸频率加快等，以适应低氧状况。但在冬季低温环境下，人体的新陈代谢速度加快，对氧气的需求进一步增加，这使得高原反应症状更加严重。施工人员可能会出现头痛、头晕、恶心呕吐、呼吸困难等症状，严重者甚至会引发高原肺水肿、高原脑水肿等危及生命的疾病。同时，寒冷的环境还会导致施工人员肢体灵活性下降，反应速度变慢，工作效率大幅降低。

2.3 施工设备性能下降

低温对施工设备的影响涉及多个方面。在动力系统方面，发动机机油黏度增加，流动性变差，导致启动阻力增大，启动困难甚至无法启动；燃油的雾化性能变差，燃烧不充分，降低了发动机的功率和效率。液压系统中的液压油在低温下黏度上升，流动性减弱，使得液压元件动作迟缓，系统响应速度变慢，工作稳定性降低。

2.4 材料运输与储存困难

高寒高海拔地区地形复杂，道路崎岖，冬季道路积雪、结冰，路面摩擦力减小，车辆行驶安全性降低，运输效率大幅下降。同时，由于运输距离长、路况差，建筑材料在运输过程中容易受到颠簸、碰撞，导致材料损坏。在材料储存方面，低温、潮湿的环境容易使水泥受潮结块，外加剂失效，钢筋生锈等。以水泥为例，在温度低于0℃且湿度较大的储存环境中，水泥的水化反应基本停止，其强度增长受到严重影响，储存时间过长的水泥甚至会失去使用价值。

三、高寒高海拔地区建筑工程冬季施工技术

3.1 混凝土施工技术

3.1.1 原材料选择与加热

水泥应优先选用水化热高、抗冻性好的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，标号不低于42.5级。在实际工程中，通过对不同品牌和标号水泥的抗冻性能试验对比发现，高标号的硅酸盐水泥在低温环境下的早期强度增长明显优于其他水泥。骨料应清洁、无冰雪和冻块，且具有良好的级配。为提高混凝土的出机温度，可对水和骨料进行加热。水的加热温度一般不宜超过80℃，当水温超过80℃时，水泥会出现假凝现象，影响混凝土的和易性和强度发展。骨料加热可采用蒸汽加热、暖棚加热等方式，但加热温度不宜超过60℃。

3.1.2 混凝土配合比优化

在满足设计强度和耐久性要求的前提下，通过大量的室内试验和现场试验优化混凝土配合比。适当增加水泥用量，可提高混凝土的早期强度和抗冻性能，但水泥用量过多会导致混凝土收缩增大，产生裂缝的风险增加。减少水灰比，能降低混凝土内部的孔隙率，提高混凝土的密实度和抗冻性。同时，掺加适量的外加剂，如防冻剂、减水剂、引气剂等。防冻剂可降低混凝土液相的冰点，防止混凝土早期受冻；减水剂可减少混凝土的用水量，提高混凝土的密实度；引气剂可在混凝土中引入微小气泡，改善混凝土的抗冻融性能。

3.1.3 混凝土搅拌与运输

混凝土搅拌应采用强制式搅拌机，适当延长搅拌时间，以保证混凝土搅拌均匀，外加剂充分发挥作用。搅拌时间一般比常温施工延长30-60秒。在搅拌过程中，应严格控制搅拌温度，避免因搅拌过程中热量散失过多导致混凝土出机温度过低。在运输过程中，应对运输设备进行保温，如在混凝土罐车外包裹保温材料，减少混凝土热量损失。同时，合理安排运输路线，尽量选择路况较好、距离较短的路线，缩短运输时间，确保混凝土在规定时间内浇筑完毕。例如，在某城市的高寒高海拔地区道路施工中，为减少混凝土运输过程中的热量损失，在混凝土罐车外包裹了两层保温棉，并对运输路线进行了优化，使混凝土从搅拌站到施工现场的运输时间控制在30分钟以内，有效保证了混凝土的入模温度。

3.1.4 混凝土浇筑与养护

混凝土浇筑前，应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，对浇筑部位进行预热。可采用暖风机、热风枪等设备对模板和钢筋进行加热，使模板和钢筋表面温度达到5℃以上。浇筑时，应分层连续浇筑，减少施工缝的设置。控制混凝土的入模温度，一般不宜低于5℃。对于大体积混凝土，应采取温控措施，防止混凝土内部温度过高产生裂缝。可通过埋设测温元件，实时监测混凝土内部温度变化，并采取通水冷却等措施降低混凝土内部温度。混凝土浇筑后，应及时进行养护。可采用蓄热法、暖棚法、蒸汽养护法等养护方法。蓄热法是利用混凝土自身的水化热和覆盖的保温材料来保持混凝土的温度；暖棚法是在混凝土浇筑部位搭建暖棚，通过加热暖棚内的空气来养护混凝土；蒸汽养护法是利用蒸汽对混凝土进行加热养护。

3.2 钢筋施工技术

3.2.1 钢筋冷拉与冷弯

钢筋冷拉温度不宜低于-20℃，预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。在负温条件下冷拉钢筋时，由于钢筋的屈服强度会提高，伸长率会降低，因此应适当提高冷拉控制应力。一般来说，冷拉控制应力应比常温下提高10-20MPa。钢筋冷弯时，环境温度不宜低于-20℃，弯曲半径应适当增大，以防止钢筋脆断。

3.2.2 钢筋焊接

钢筋焊接应尽量安排在室内进行，如必须在室外焊接，其环境温度不宜低于-20℃，风力超过3级时应有挡风措施。焊前应清除钢筋表面的冰雪、污垢等杂质，焊后未冷却的接头严禁碰到冰雪。在负温条件下焊接钢筋，应采用预热闪光焊、闪光-预热-闪光焊等焊接工艺，并适当增加预热时间和闪光次数，以保证焊接质量。

3.3 其他施工技术

3.3.1 砌体工程施工

砌体工程施工时，应采用抗冻性好的砖或砌块，砌筑砂浆应采用水泥砂浆或水泥混合砂浆，并掺加适量的防冻剂。砂浆的稠度应适当增大，一般控制在80-100mm，以保证砌筑质量。砌筑时，应清除砖或砌块表面的冰雪和污垢，严禁使用遭水浸和受冻的砖或砌块。每天砌筑高度不宜超过1.2m，砌筑完成后应及时对砌体进行覆盖保温。可采用草帘、棉被等保温材料对砌体进行覆盖，防止砌体受冻。

3.3.2 屋面工程施工

屋面工程施工应选择在无风、晴朗的天气进行。基层应干燥、洁净，保温层和防水层施工时，环境温度不宜低于5℃。采用卷材防水时，可采用热熔法施工，加热时应均匀，不得过分加热或烧穿卷材。采用涂料防水时，应选择溶剂型涂料，并根据气温情况调整涂料的施工配合比。例如，在某工业厂房屋面防水工程施工中，采用热熔法施工SBS改性沥青防水卷材，施工时严格控制火焰加热器的温度和移动速度，确保卷材与基层粘贴牢固，无空鼓、皱折等缺陷。同时，在涂料防水施工中，根据当天的气温情况，适当增加溶剂的用量，调整涂料的黏度，保证涂料的涂刷质量。

四、高寒高海拔地区建筑工程冬季施工管理措施

4.1 施工组织管理

制定详细的冬季施工方案，明确施工流程、技术措施、质量标准和安全保障措施等。在施工方案中，应根据工程特点和实际情况，合理安排施工进度，避免盲目赶工。加强施工现场的组织协调，建立有效的沟通机制，确保各施工环节紧密配合。例如，成立冬季施工领导小组，由项目经理担任组长，成员包括技术负责人、施工员、安全员等。领导小组每周召开一次施工协调会议，及时解决施工过程中出现的问题。同时，根据冬季施工的特点，合理调配施工人员和设备，提高施工效率。

4.2 质量控制管理

建立健全质量保证体系，加强对原材料、构配件和施工过程的质量检验。对进入施工现场的原材料，如水泥、钢筋、外加剂等，应严格检查其质量证明文件，并按规定进行抽样复检。对混凝土、砂浆等材料的配合比进行严格控制，定期进行抽样检测。加强对混凝土浇筑、钢筋焊接等关键工序的旁站监督，确保施工质量符合规范要求。例如，设立专门的质量检测小组，每天对施工现场的原材料和施工质量进行检查。对混凝土的坍落度、含气量等指标进行实时检测，发现问题及时调整配合比。对钢筋焊接接头进行100%的外观检查，并按规定进行力学性能检测，确保焊接质量。

4.3 安全管理

加强对施工人员的安全教育培训，提高施工人员的安全意识和自我保护能力。培训内容包括冬季施工安全知识、高原反应的预防和急救措施、施工设备的安全操作规程等。为施工人员配备必要的防寒保暖用品和防护用具，如棉衣、棉帽、防滑鞋、安全带等。加强对施工设备的安全检查和维护，定期对设备进行保养，确保设备正常运行。在施工现场设置明显的安全警示标志，对危险区域进行封闭管理。例如，定期组织施工人员进行冬季施工安全知识培训，培训结束后进行考核，考核合格者方可上岗作业。每周对施工设备进行一次全面检查，重点检查设备的制动系统、液压系统、电气系统等关键部位，及时排除安全隐患。

4.4 人员管理

关注施工人员的身体健康状况，定期组织体检，对患有高原反应等疾病的人员及时进行治疗或调整工作岗位。合理安排施工人员的作息时间，保证施工人员有充足的休息时间。提供良好的生活条件，如保暖的宿舍、营养丰富的饮食等，提高施工人员的生活质量。例如，在施工现场设立医疗室，配备专业的医护人员和常用药品，为施工人员提供及时的医疗服务。根据施工人员的身体状况，合理安排工作强度和工作时间，避免长时间连续作业。同时，为施工人员提供高热量、易消化的饮食，保证施工人员的营养需求。

4.5 材料与设备管理

加强对建筑材料的采购、运输和储存管理，建立完善的材料管理制度。在采购材料时，应选择信誉好、质量可靠的供应商，并签订详细的采购合同，明确材料的质量标准和供应时间。在材料运输过程中，采取有效的防护措施，确保材料安全运输。对水泥、外加剂等材料应存放在干燥、通风的仓库内，防止受潮变质。对施工设备进行定期保养和维护，建立设备档案，记录设备的使用、维修和保养情况。更换适合低温环境的润滑油、防冻液等。在设备启动前，应进行预热，确保设备正常启动和运行。例如，建立材料库存管理台账，实时掌握材料的库存情况，根据施工进度提前采购冬季施工所需的材料。对施工设备进行编号管理，制定详细的设备维护保养计划，严格按照计划进行设备维护保养，确保设备始终处于良好的运行状态。

五、结论

高寒高海拔地区建筑工程冬季施工面临着气候条件恶劣、施工人员身体适应困难、施工设备性能下降以及材料运输与储存困难等诸多挑战。通过采用科学合理的施工技术，如混凝土施工技术、钢筋施工技术等，以及有效的管理措施，包括施工组织管理、质量控制管理、安全管理、人员管理和材料与设备管理等，可以有效保障工程质量、安全和进度。在实际工程中，应根据具体的工程特点和环境条件，灵活运用这些技术和措施，并不断总结经验，积极探索和应用新技术、新材料、新工艺，进一步提高高寒高海拔地区建筑工程冬季施工的水平，为我国高寒高海拔地区的基础设施建设提供有力的技术支持和保障 。

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