在水利工程建设和施工的过程中，因为会受到工期和度汛等多种因素的影响，在汛期之后开工的大型水利工程通常都要在冬季进行施工工作，为了更好的保证工作的质量和水平，我们必须要采取有效的措施对其加以防冻处理。本文主要分析了水利工程冬季施工的防冻措施，以供参考和借鉴。
水利工程的建设和施工环节需要经历很长的一段时间，在建设的过程中，其会受到很多因素的影响，在这样的情况下，我们必须要对其加以重视，冬季施工的过程中最为重要的就是要采取一些切实有效的防冻措施，只有这样，才能更好的确保工程建设的质量和水平，水利工程才能正常的发挥其功能。
1 基槽、基础的冻害机理及防冻措施
当冬季环境温度降至0度以下时，冰冻土壤水分会结冰膨胀，土体受冻开裂，与受冻土体接触的基础会受到冻胀土体外加应力，当应力达到一定程度时，就会对基础部分产生危害。因此应从降水、保温两个方面对基坑基础进行冬季防护。对已开挖的基坑基槽不宜挖至设计标高，应预留200mm～300mm土层，并在预留土层上覆盖保温材料，防止基槽土方遭受冻害。同时还应在基坑基槽四周设置降水沟槽，及时排除雨雪水，降低土壤水分。在严寒地区当基础采用独立基础或桩基础时，基础梁下部土体应进行掏空处理，根据土体冻胀性强弱可留置100mm～150mm的空隙，预防土体冻胀顶托损坏基础梁。而条形基础、筏板基础可在侧壁回填炉渣、混砂，顶面覆盖棉毡、棉被进行保温。对入冬前可回填至设计标高的基础应回填至设计标高，基础内部应排除积水，表面可覆盖保温材料。越冬前还应进行基础标高和基础中线测设，定期监测冻胀移位和冻胀变形。对冻胀超限基础应采取加固措施，及时消除水利工程质量隐患。支撑在基土上的悬臂构件，入冬后临时支柱不能拆除时，其支点应采取保温防冻胀措施。
2 主体混凝土结构冻害机理及防冻措施
由于水泥的水化作用，混凝土浇筑后凝结温度逐渐提高。水泥水化作用速度除与混凝土本身材料和配合比有关外，还受环境温度影响。当温度升高时，水化作用加快，混凝土强度增长也快;当温度降至0度时，存在于混凝土中的游离水部分开始结冰，逐渐由液相变为固相，这时水泥水化作用基本停止，混凝土强度也不再升高。随着温度继续下降，当水泥中的水全部结成冰时，体积膨胀约9%，同时产生20KN/m的侧压力。这个压力值一般会大于混凝土浇筑后内部形成的初期强度值，致使混凝土产生早期破环而降低强度。此外结成的冰还会在骨料和钢筋表面形成颗粒较大的冰凌，冰凌会减弱水泥浆、骨料与钢筋的粘结力，从而降低混凝土的抗压强度。当冰凌融化后会在混凝土内部留下很多空隙和空洞，降低混凝土的密实性和耐久性。从以上分析可知混凝土早期强度、温度和水是影响混凝土抗冻指标的关键因素。
为了可以更加有效的防止混凝土在浇筑成型之后不会受到冻害的影响面，对混凝土成品形成有效的保护作用，我们在工出鞥建设的过程中一定要从混凝土早期的强度、温度以及水等三个方面采取有效的措施。
2.1 提高混凝土早期强度的措施分析
首先，选择硅酸三钙含量相对较高，同时水泥颗粒细度也比较好的早强硅酸盐水泥，这样的水泥水化反应的速度非常快，混凝土早期的强度水平要比其他的水泥类型更高，能够十分有效的缩短满足受冻临街强度的时间。其次是掺入了适量的早强外加剂，这种方式也可以十分有效的提高混凝土早期的强度，在这一过程中可以适量的使用硫酸钠，在硫酸钠当中掺入2%的水泥。再次，掺入引气剂。在加入了适量的引气剂之后所产生的气泡可以十分有效的增大水泥浆自身的体积，从而使得混凝土拌合物自身的流动性得到非常好的改善，在物质的黏聚性和保水性方面也在不断的提升，对混凝土内水结冰所产生的水压起到了一定的缓冲作用，这样一来也就充分的提升了混凝土结构的抗冻性。
2.2 防止混凝土内游离水冻胀措施分析
掺入减水剂你能够十分有效的改善混凝土自身的流动性，这样也就可以十分有效的减少拌合过程中的用水量，混凝土材料的水灰比也得到了非常有效的控制，成品混凝土中游离水的含量会明显的减少。而掺入抗冻剂能够十分有效的降低水的结冰点，从而使得混凝土可以在零下十度到零下十五度的负温下还能保持液态，水化作用也能在这一过程中得以继续的进行，从而使得混凝土的强度能够得到有效的提升，防止混凝土中的游离水出现冻胀的问题。当前比较常用的有氧化钙、氯化钠等单一类型的抗冻剂和亚硝酸钠+氯化钠的复合型抗冻剂。
2.3 提高混凝土温度的措施分析
首先是覆盖法。负温施工的大体积混凝土在完成了二次抹面施工之后应该首先覆盖上一层塑料薄膜，之后再盖上一层棉毡或者是棉被等多样化的保温材料，这样才能更好的确保混凝土在水化中所放出的热量不会散失。这种方法一方面可以十分有效的确保了混凝土养护中能够提供足够的水分，同时也在一定程度上确保了混凝土在水化过程中的温度。其次是维护法。针对墙梁板等一些体积不是很大的混凝土构件，我们通常可以选用棉被、棉毡或者是草帘等多种材料对其进行维护处理，这样就达到了保温的目的。此外，也可以采用电热毯对其进行维护保温，首先使用塑料薄膜、彩条布等多种材料将已经完成了浇筑施工的混凝土围成一个封闭性相对较强的密闭空间，之后还要使用煤炉、电炉对其进行全面的加热处理，这样也就使得混凝土周围的环境温度得到了显著的提升。
2.4 模板选择、拆卸时的防冻措施分析
和钢模相比，木模具有非常好的隔热性，所以在冬季施工的过程中，我们大多选择木模板。在拆除模板施工的过程中，一定要充分的保证结构的强度能够满足受冻的临界温度，此外，混凝土内外的温差一定要控制在20度之内，从而就可以有效的防止混凝土出现温度裂缝问题，从而对混凝土的耐久性产生非常不利的影响。
3 钢结构防冻措施分析
对于已经完成焊接施工的钢结构和已经安装好的管道，在越冬之前就应该均匀的涂刷上防锈漆，同时还要采取有效的措施对其进行覆盖处理，管道设备一定要清理干净腔内的积水，这样就可以有效的避免冬季由于水分的影响而使得设备的管道出现爆裂的问题。
结束语
水利工程在我国经济发展的过程中占据着非常重要的位置，所以我国水利工程建设的数量越来越多，规模也越来越大，而水利工程的建设又是一个长期性的过程，在这样的情况下就可能会经常遇到冬季施工的情况，在冬季施工中，一定要做好防冻措施，这样才能更好的保证工程建设的质量和水平，对已经产生冻害的工程还要进行及时的修复，确保水利工程的正常运行。
作者：王艳雪 来源：科学与财富 2016年3期
