灌區(qū)混凝土防滲渠道凍脹防治措施

高淑梅

【摘 要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，處于現(xiàn)實各種因素的需要，對于混凝土施工的質(zhì)量效率的要求越來越高，在此過程中凍脹破壞是制約混凝土施工質(zhì)量與效率的因素，隨著科學技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展，人們對于混凝土防滲渠道的凍脹破壞有了一個新的認識，我國目前渠道改建施工的重要措施就是采取系列措施，做到防止防滲渠道的凍脹破壞。該文就灌區(qū)混凝土防滲渠道凍脹的防治措施進行系列剖析，以應(yīng)對現(xiàn)實施工中出現(xiàn)的具體難題，找到相應(yīng)的解決訪問，對施工技術(shù)中產(chǎn)生的難題進行綜合處理，以滿足現(xiàn)實施工需要。

【關(guān)鍵詞】灌區(qū)混凝土；防滲渠道；凍脹破壞性；防治方案

【中圖分類號】TV698.26【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0204-01

前言

渠道在日常生活中的作用是非常明顯的，它是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉供水以及工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，隨著目前農(nóng)業(yè)以及工業(yè)生產(chǎn)要求的日益提升，用水量也在逐漸提升，這就要求在供水中對水渠質(zhì)量的嚴格規(guī)范。下面是一個經(jīng)典實例。

有一個灌區(qū)的混凝土防滲渠道總長二十公里，創(chuàng)建于19999年初，這些渠道在修筑以及設(shè)計的過程中采取一系列的防凍措施與管理方式。但是在系統(tǒng)施工完畢后，出現(xiàn)了各種導(dǎo)致凍脹破壞的因素，有一些情節(jié)較輕的僅僅出現(xiàn)一些裂縫與凍脹，在嚴重方面出現(xiàn)了隆起，斷裂等。它們一方面破壞了渠道的正常輸水以及運作安全，另一方面也嚴重降低了當前施工的防滲效果以及防滲措施。在實際改建以及改造的過程中找到凍脹破壞的原因有利于改造施工的質(zhì)量，在施工過程中對于各個環(huán)節(jié)進行嚴格管理控制，以及一系列的預(yù)防措施，就能改善管理運行中的系列問題，通過對現(xiàn)場進行詳細考察，從凍脹破壞的形式入手，對造成凍脹破壞的各個因素進行綜合分析和處理，結(jié)合同類處理因素提出相應(yīng)的措施，為水渠的良好運行創(chuàng)造條件。

一、對凍脹破壞的詮釋

1.1 現(xiàn)澆混凝土底板出現(xiàn)破裂，這種情況下，產(chǎn)生的裂縫主要位于渠底中心線的位置，寬度在1毫米到1厘米之間，延續(xù)性較長，有的貫通渠道首尾。

1.2 現(xiàn)澆混凝土板隆起，混凝土板容易出現(xiàn)自縱、橫向分縫出的隆起，隆高大約在1到4 厘米，多數(shù)發(fā)生在渠底以及邊坡的中下部，尤其是渠道底部。隨著開春，溫度的回升，會出現(xiàn)不同程度的復(fù)位，單由于基土富水渠段由于冰凍融化的影響，融水從受到破壞的分縫中溢出，引起細砂墊層的移動下墜，擠拱下面的面板，在次年在經(jīng)凍脹，這樣反復(fù)循環(huán)，就容易導(dǎo)致板間受力失衡，造成滑坡的現(xiàn)象。

1.3 預(yù)制混凝土板鼓脹、滑塌問題，預(yù)制板或幾片連片的鼓起，其鼓脹的高度一般為2N6厘米，這種情況下勾縫砂漿與板進行分離，多數(shù)發(fā)生渠底以及邊坡下部。有些部位由于鼓起較高，導(dǎo)致板間的受力失去平衡，容易導(dǎo)致邊坡滑塌，到了春天氣溫回升，墊層的顆粒容易受到外溢水滲透力的作用發(fā)生移動，造成墊層變形，在經(jīng)過凍融，就容易發(fā)生邊坡垮塌現(xiàn)象。

二、凍脹破壞的原因

經(jīng)過一系列的科學研究，在挖方較深，地下水位較高的渠道其凍脹破壞是比較嚴重的，統(tǒng)一渠道的凍害又以渠道、渠坡下部以及背陽邊坡為甚。產(chǎn)生凍脹的主要原因是土體中的水分凝結(jié)成冰，因為體積擴張而導(dǎo)致土壤顆粒發(fā)生一系列位移，土體膨脹后受建筑物的約束容易產(chǎn)生凍脹力，造成建筑物的變形。在負溫條件下，地下水受到溫差的影響向地表凍結(jié)土層進行轉(zhuǎn)移積聚，增加其凍脹量。經(jīng)過以上條件的分析，可以得到，決定其凍脹程度的原因有地下水的存在特征、土壤的特性以及基本含量量等，該灌區(qū)的土質(zhì)在凍結(jié)的過程中可產(chǎn)生較大的水分轉(zhuǎn)移積聚。

針對土壤凍結(jié)過程中地下水有轉(zhuǎn)移聚流的特點，將渠道基礎(chǔ)設(shè)計高程控制在地下水毛細管的水上升高度上，能夠有效的避免乃至減輕凍脹的破壞，同時也可以將渠道抬高作為填筑渠。這樣及時渠堤被滲漏的水浸濕，也容易受到毛細管的作用而蒸發(fā)掉。日曬能夠有助于土體中的水分蒸發(fā)，根據(jù)這一系列問題。某灌區(qū)防滲渠道凍脹破壞的具體原因為以下幾個方面：

2.1 渠基的上升高度不足。老渠改建與老渠一側(cè)新建的防滲渠道，受到地形的相關(guān)限制，往往不能上升到足夠高度。渠道因處常年灌溉渠內(nèi)，沿線的地下水位較高，渠基的土層水分補給及時，使基礎(chǔ)含水量不斷提升，在凍結(jié)的過程中，地下水容易受到溫差影響而產(chǎn)生滲透力的作用，沿著毛細管不斷的上升積聚，增大基地的凍脹量，對渠道的防滲面板產(chǎn)生很大的凍脹作用。實際證明，這些渠段的凍脹破壞比較普遍也較為嚴重。運用一系列的方法可以有效改善渠基上升高度不足的缺點，優(yōu)化整個施工項目，提升整個工作的效益與利用效率，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2.2 針對渠堤密實度不夠的措施。在施工的過程中，部分由民工進行填筑完成的渠道，渠堤密實度達不到實際的設(shè)計需要，薄弱的環(huán)節(jié)存在較多。因為土體的密實度較低，地下水容易受毛細管作用而大量上升，讓渠堤內(nèi)的含水量大量上升，凍結(jié)過程中就容易產(chǎn)生較大的凍脹力。在春季，溫度回升的餓時候，這些渠堤容易受到外溢水的滲透力的作用而發(fā)生變形，嚴重的容易出現(xiàn)滑坡與流土破壞，危機渠道的安全。

2.3 防滲塑膜接縫不嚴或損壞的應(yīng)對措施。防滲塑膜的連結(jié)多采用搭接法以及扣接法，只有極小數(shù)的情況采用了焊接法，由于施工質(zhì)量的不同，施工中造成的部分破損也不能修補，存在集中滲漏通道。由于板間的接縫的不可靠，并且容易受到損失的特點，對于預(yù)制板襯砌渠道，板間開縫開裂、分離的現(xiàn)象比較普遍，去水容易侵入到達其防滲塑料層，再經(jīng)過塑膜連接處于破損處滲入渠堤，自內(nèi)補給水分，增加基層的含水量。對此，入冬前的冬灌對于渠道的凍害防治是沒有好處的，在春季，溫度回升的時候，基土的水分經(jīng)滲入通道反向外溢，容易引起墊層與邊坡的變形，影響渠道的運行安全。

2.4 細砂墊層含粉土量偏高的情況。為了有效防止凍脹破壞，可以進行設(shè)墊層替換凍脹土的操作，風積砂具有高系數(shù)的導(dǎo)溫系數(shù)，透水性比較強，屬于弱凍脹土。因為管區(qū)內(nèi)風積砂的分布較多，所以防滲渠道都要采用風積砂做墊層，其粉土的含量設(shè)計不能超過5%，由于部分風積砂源含粉土量偏高，有的高達17%，其本身已經(jīng)屬于凍脹土，用于渠道的墊層，無法起到防凍漲的作用等。

2.5 設(shè)計上的缺陷。渠底是最容易受凍脹破壞的部位，有的小斷面渠道，渠底現(xiàn)澆混凝土板沒有進行縱縫的設(shè)計，因為底板兩側(cè)受邊坡擠壓，中間受到拱力的作用，無法實現(xiàn)釋放，只要出現(xiàn)凍脹或者滑坡的趨勢，其底板的中部就容易成為數(shù)力集中的作用點，可輕易折斷，在渠底形成一條長長的裂縫。

三、凍害防治措施

3.1及時進行維修，對于凍脹隆起的土體，體積較原先增大，并且含冰夾層與冰晶體。這種凍脹的現(xiàn)象逐年嚴重，需要進行及時處理，具體方法有，置換凍脹部位的不合理墊層，基本含水量較高，凍脹部位較為嚴重的部位，可以加厚至凍層厚度；修補損壞的板間分縫以及防滲塑模；對于變形嚴重的渠堤挖開重新進行填筑，提高土體的密實度；鑿開現(xiàn)澆混凝土底板中心的裂縫，使縫寬達到2厘米，用適應(yīng)變形較好的聚乙烯塑料膠泥進行灌縫；對其他已損壞的混凝土板揭去后重新進行澆筑以及砌筑。

3.2修建截、排水系統(tǒng)，在地下水位較高的地段，特別是渠坡修建截水、排水溝的方法是切斷基土水的外來補給來源。截水、排水溝可以做成明溝或者暗溝，對于地形和占地方面的具體考慮，暗溝較為合適。

四、結(jié)束語

關(guān)于渠道凍脹破壞的現(xiàn)象一般發(fā)生在我國的偏北地區(qū)，由于北方地區(qū)剛性防護渠道應(yīng)用的日益完善，其防凍脹問題的治理也在逐步明晰，結(jié)合科學管理措施對其加強管理與維護是當前水渠改造的主要基礎(chǔ)，能夠有效的促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)效益與國家經(jīng)濟效益的集合，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益與其生態(tài)效益的結(jié)合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的綜合效益發(fā)展。

參考文獻

[1] 閻立泰；防滲渠道防止凍脹破壞措施的應(yīng)用及效果[J].防滲技術(shù)； 2007年03期

[2] 李常輝；試論防滲渠道的抗凍設(shè)計[J].吉林農(nóng)業(yè)；2010年06期