灌区混凝土防渗渠道冻胀防治措施

李晓晶 王艳芹

伊春市水务局水政监察支队

灌区混凝土防渗渠道冻胀防治措施

李晓晶 王艳芹

伊春市水务局水政监察支队

在当前社会经济发展当中，工程施工项目也在逐渐的增加，而混凝土作为主要的施工材料，人们对混凝土施工质量也有着十分严格的要求。而目前我们在混凝土施工的过程中，混凝土结构时常会出现冻胀破坏的现象，这样结构混凝土施工的质量和效率有着一定的影响。尤其是在渠道工程施工的过程中，这样的现象十分的严重，因此我们就要采用相应的防治措施，来对渠道冻胀破坏进行有效的控制。本文通过对冻胀破坏的相关内容进行简要的概述，讨论了渠道混凝土冻胀破坏的原因，提出了相关的防治措施，以供相关人士参考。

灌区混凝土；防渗渠道；冻胀破坏性；防治措施

前言

在当前我国社会经济发展的过程中，渠道工程在我国农业经济建设和工艺生产中都有着十分重要的意义，这不仅给人们带来了巨大的经济效益，还满足了人们日常生活和生产的相关要求。不过，我们在灌区渠道混凝土施工当中，时常会出现冻胀破坏的现象，这就对整个渠道混凝土结构的使用功能和安全性能有着严重的影响，因此我们就要对灌区混凝土渠道冻胀破坏的原因进行分析，从而采用相关的防治措施来对其进行处理，以保障灌区渠道的正常使用。

一、对冻胀破坏的诠释

灌区混凝土结构在使用的过程中，其混凝土出现的冻胀破坏现象主要表现在以下几个方面。

1、混凝土结构出现开裂的现象，而且大多数的裂缝都是出现渠底的中心线位置，这些裂缝的宽度最宽的在10mm左右，有着较强的延续性。

2、现浇混凝土变结构板出现隆起的现象，而高度在30mm左右，而隆起的位置大多数都是在渠底和边坡的中下部。而且随着周围环境的温度的不断变化，混凝土板复位的程度也就不一样，而且随着冰冻的融化，部分融水也会出混凝土的裂缝处留出，这就使得混凝土的细砂层容易出现下坠的现象。这就使得整个灌区的渠道系统的稳定性和平衡性下降。而且在外力的作用下，整个渠道系统也极其容易出现滑坡、坍塌的现象。

3、预制混凝土结构板在使用的过程中，有时也会出现膨胀、滑塌的问题，这就到了整个渠道结构的性能受到严重的影响。而当周围的温度上升的时候，预制混凝土中的融水也会从混凝土板中留出，这也使得预制混凝土的垫层结构在融水作用力的影响下，出现变形的现象。

由此可见，冻胀破坏对灌区混凝土结构有着十分严重的影响，这就导致整个灌区的渠道系统无法正常的使用，因此我们就要对灌区混凝土冻胀破坏的原因进行分析，从而采用的相应的防治措施来对其进行处理。

二、冻胀破坏的原因

根据相关的研究分析，我们发现如果渠道的挖方较深、地下水位较高，那么混凝土结构出现冻胀破坏的程度就比较大。尤其是在渠道的下部和边坡结构上，这样的现象极为突出。而导致这样现象出现的原因，主要是因为混凝土中的水分凝结成了冰，使其混凝土结构的在冰的作用下体积出现的膨胀的现象，这就使得渠道混凝土的体积出现了位移、变形等现象。这就对整个灌区系统的正常运行有着严重的影响。此外，在混凝土施工中，其冻胀破坏程度的大小也和地下水文、地基土质等方面的因素有着密切的关系

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。

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。

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

根据相关数据调查，我们发现灌渠混凝土冻胀现象的主要是发生在偏北的地区，这样的现象不仅对灌区渠道系统结构的正常运行有着严重的影响，还影响了人们日常生活和生产，因此我们就要对灌区混凝土冻胀破坏的原因进行分析，从而采用相应的技术手段来对其进行处理，从而使得渠道结构的冻胀问题得到有效的解决，进而满足我国农业经济发展的相关要求。

[1]江淑萍,张玉兵.浅谈渠道冻胀破坏的防治措施[J].科技信息(科学教研),2008(06)

[2]朱永峰,徐秋云,柴鹏.浅析渠道衬砌混凝土板的冻害及防治[J].科技致富向导,2009(04)