灌区混凝土防渗渠道冻胀防治措施

高淑梅

【摘 要】随着经济的发展，处于现实各种因素的需要，对于混凝土施工的质量效率的要求越来越高，在此过程中冻胀破坏是制约混凝土施工质量与效率的因素，随着科学技术的相应发展，人们对于混凝土防渗渠道的冻胀破坏有了一个新的认识，我国目前渠道改建施工的重要措施就是采取系列措施，做到防止防渗渠道的冻胀破坏。该文就灌区混凝土防渗渠道冻胀的防治措施进行系列剖析，以应对现实施工中出现的具体难题，找到相应的解决访问，对施工技术中产生的难题进行综合处理，以满足现实施工需要。

【关键词】灌区混凝土；防渗渠道；冻胀破坏性；防治方案

【中图分类号】TV698.26【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0204-01

前言

渠道在日常生活中的作用是非常明显的，它是农业生产灌溉供水以及工业生产的重要基础环节，随着目前农业以及工业生产要求的日益提升，用水量也在逐渐提升，这就要求在供水中对水渠质量的严格规范。下面是一个经典实例。

有一个灌区的混凝土防渗渠道总长二十公里，创建于19999年初，这些渠道在修筑以及设计的过程中采取一系列的防冻措施与管理方式。但是在系统施工完毕后，出现了各种导致冻胀破坏的因素，有一些情节较轻的仅仅出现一些裂缝与冻胀，在严重方面出现了隆起，断裂等。它们一方面破坏了渠道的正常输水以及运作安全，另一方面也严重降低了当前施工的防渗效果以及防渗措施。在实际改建以及改造的过程中找到冻胀破坏的原因有利于改造施工的质量，在施工过程中对于各个环节进行严格管理控制，以及一系列的预防措施，就能改善管理运行中的系列问题，通过对现场进行详细考察，从冻胀破坏的形式入手，对造成冻胀破坏的各个因素进行综合分析和处理，结合同类处理因素提出相应的措施，为水渠的良好运行创造条件。

一、对冻胀破坏的诠释

1.1 现浇混凝土底板出现破裂，这种情况下，产生的裂缝主要位于渠底中心线的位置，宽度在1毫米到1厘米之间，延续性较长，有的贯通渠道首尾。

1.2 现浇混凝土板隆起，混凝土板容易出现自纵、横向分缝出的隆起，隆高大约在1到4 厘米，多数发生在渠底以及边坡的中下部，尤其是渠道底部。随着开春，温度的回升，会出现不同程度的复位，单由于基土富水渠段由于冰冻融化的影响，融水从受到破坏的分缝中溢出，引起细砂垫层的移动下坠，挤拱下面的面板，在次年在经冻胀，这样反复循环，就容易导致板间受力失衡，造成滑坡的现象。

1.3 预制混凝土板鼓胀、滑塌问题，预制板或几片连片的鼓起，其鼓胀的高度一般为2N6厘米，这种情况下勾缝砂浆与板进行分离，多数发生渠底以及边坡下部。有些部位由于鼓起较高，导致板间的受力失去平衡，容易导致边坡滑塌，到了春天气温回升，垫层的颗粒容易受到外溢水渗透力的作用发生移动，造成垫层变形，在经过冻融，就容易发生边坡垮塌现象。

二、冻胀破坏的原因

经过一系列的科学研究，在挖方较深，地下水位较高的渠道其冻胀破坏是比较严重的，统一渠道的冻害又以渠道、渠坡下部以及背阳边坡为甚。产生冻胀的主要原因是土体中的水分凝结成冰，因为体积扩张而导致土壤颗粒发生一系列位移，土体膨胀后受建筑物的约束容易产生冻胀力，造成建筑物的变形。在负温条件下，地下水受到温差的影响向地表冻结土层进行转移积聚，增加其冻胀量。经过以上条件的分析，可以得到，决定其冻胀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，该灌区的土质在冻结的过程中可产生较大的水分转移积聚。

针对土壤冻结过程中地下水有转移聚流的特点，将渠道基础设计高程控制在地下水毛细管的水上升高度上，能够有效的避免乃至减轻冻胀的破坏，同时也可以将渠道抬高作为填筑渠。这样及时渠堤被渗漏的水浸湿，也容易受到毛细管的作用而蒸发掉。日晒能够有助于土体中的水分蒸发，根据这一系列问题。某灌区防渗渠道冻胀破坏的具体原因为以下几个方面：

2.1 渠基的上升高度不足。老渠改建与老渠一侧新建的防渗渠道，受到地形的相关限制，往往不能上升到足够高度。渠道因处常年灌溉渠内，沿线的地下水位较高，渠基的土层水分补给及时，使基础含水量不断提升，在冻结的过程中，地下水容易受到温差影响而产生渗透力的作用，沿着毛细管不断的上升积聚，增大基地的冻胀量，对渠道的防渗面板产生很大的冻胀作用。实际证明，这些渠段的冻胀破坏比较普遍也较为严重。运用一系列的方法可以有效改善渠基上升高度不足的缺点，优化整个施工项目，提升整个工作的效益与利用效率，实现可持续发展。

2.2 针对渠堤密实度不够的措施。在施工的过程中，部分由民工进行填筑完成的渠道，渠堤密实度达不到实际的设计需要，薄弱的环节存在较多。因为土体的密实度较低，地下水容易受毛细管作用而大量上升，让渠堤内的含水量大量上升，冻结过程中就容易产生较大的冻胀力。在春季，温度回升的饿时候，这些渠堤容易受到外溢水的渗透力的作用而发生变形，严重的容易出现滑坡与流土破坏，危机渠道的安全。

2.3 防渗塑膜接缝不严或损坏的应对措施。防渗塑膜的连结多采用搭接法以及扣接法，只有极小数的情况采用了焊接法，由于施工质量的不同，施工中造成的部分破损也不能修补，存在集中渗漏通道。由于板间的接缝的不可靠，并且容易受到损失的特点，对于预制板衬砌渠道，板间开缝开裂、分离的现象比较普遍，去水容易侵入到达其防渗塑料层，再经过塑膜连接处于破损处渗入渠堤，自内补给水分，增加基层的含水量。对此，入冬前的冬灌对于渠道的冻害防治是没有好处的，在春季，温度回升的时候，基土的水分经渗入通道反向外溢，容易引起垫层与边坡的变形，影响渠道的运行安全。

2.4 细砂垫层含粉土量偏高的情况。为了有效防止冻胀破坏，可以进行设垫层替换冻胀土的操作，风积砂具有高系数的导温系数，透水性比较强，属于弱冻胀土。因为管区内风积砂的分布较多，所以防渗渠道都要采用风积砂做垫层，其粉土的含量设计不能超过5%，由于部分风积砂源含粉土量偏高，有的高达17%，其本身已经属于冻胀土，用于渠道的垫层，无法起到防冻涨的作用等。

2.5 设计上的缺陷。渠底是最容易受冻胀破坏的部位，有的小断面渠道，渠底现浇混凝土板没有进行纵缝的设计，因为底板两侧受边坡挤压，中间受到拱力的作用，无法实现释放，只要出现冻胀或者滑坡的趋势，其底板的中部就容易成为数力集中的作用点，可轻易折断，在渠底形成一条长长的裂缝。

三、冻害防治措施

3.1及时进行维修，对于冻胀隆起的土体，体积较原先增大，并且含冰夹层与冰晶体。这种冻胀的现象逐年严重，需要进行及时处理，具体方法有，置换冻胀部位的不合理垫层，基本含水量较高，冻胀部位较为严重的部位，可以加厚至冻层厚度；修补损坏的板间分缝以及防渗塑模；对于变形严重的渠堤挖开重新进行填筑，提高土体的密实度；凿开现浇混凝土底板中心的裂缝，使缝宽达到2厘米，用适应变形较好的聚乙烯塑料胶泥进行灌缝；对其他已损坏的混凝土板揭去后重新进行浇筑以及砌筑。

3.2修建截、排水系统，在地下水位较高的地段，特别是渠坡修建截水、排水沟的方法是切断基土水的外来补给来源。截水、排水沟可以做成明沟或者暗沟，对于地形和占地方面的具体考虑，暗沟较为合适。

四、结束语

关于渠道冻胀破坏的现象一般发生在我国的偏北地区，由于北方地区刚性防护渠道应用的日益完善，其防冻胀问题的治理也在逐步明晰，结合科学管理措施对其加强管理与维护是当前水渠改造的主要基础，能够有效的促进农业可持续发展，实现农业效益与国家经济效益的集合，农业经济效益与其生态效益的结合，实现农业的综合效益发展。

参考文献

[1] 阎立泰；防渗渠道防止冻胀破坏措施的应用及效果[J].防渗技术； 2007年03期

[2] 李常辉；试论防渗渠道的抗冻设计[J].吉林农业；2010年06期