灌区混凝土防渗渠道冻胀防治措施探讨

苏皮娅?麦麦提吐尔孙

【摘要】主要讨论了灌区混凝土防渗渠道冻胀防治的相关措施，以求为未来灌区混凝土防渗渠道管理提供理论支撑。先从渠道基底标高低、渠堤密实度等方面入手，讨论灌区混凝土防渗渠道出现冻胀破坏的原因；再结合我国部分地区混凝土防渗渠道冻胀处理的现状，分析其有效处理措施。从不同地区开展灌区混凝土防渗渠道冻胀的效果来看，本文所分析的方法可有效处理渠道冻胀问题，具有较高的实用性，可以在更多地区进行推广。

【关键词】混凝土防渗渠道；冻胀防治

混凝土是当前常见的施工建筑材料，具备成本低、施工方便等优点而在我国得到大面积推广，在此背景下，我国很多农业灌区均采用混凝土防渗渠道作为田间灌溉工程，有效提升了当地农业生产能力。但在部分地区，尤其是北方地区，受严寒影响，混凝土防渗渠道出现严重冻胀现象，破坏了原有衬砌结构，降低渠道防渗效果。加快对灌区混凝土防渗渠道冻胀防治措施的讨论，在维护当地农业健康发展中具有重要意义。

1.灌区混凝土渠道冻胀的原因

1.1渠道基底标高低

渠道基底标高低是我国灌区混凝土防渗渠道中普遍存在的一种问题。当前很多灌区的混凝土防渗渠都是在原有土渠基础上改建而来的，在改造过程中，受地形等因素影响，原渠道基底没有得到抬高，反而下降；同时，在土渠中渠道下部长期受到渗水影响，导致其下部土层水分充足。当气温下降后，这部分水分结冻发胀，进而对渠道表面施加一种向上应力，长期受到这种力影响，渠道被破坏。

1.2渠堤密实度小

在修建混凝土防渗渠过程中，主要雇佣当地农民参与修建，由于其专业技术水平低，导致在压实过程中，部分渠堤压实度可能达不到设计标准，密实效果不明显，土体中存在大量空隙。在冬季降温后，地下水膨胀上升，并充分填充在土体缝隙中，渠堤含水量增大，出现冻胀现象。气温回升后，这些膨胀的水融化，原有填充在土体中的水（冰）消失，渠堤出现变形，严重时会导致内部出现流土现象。

1.3防渗塑膜密封不严

在施工过程中，防渗塑膜主要采用扣接法与搭接法，使用焊接法的比例较小。受施工条件、施工技术的影响，防渗塑膜的搭接效果不明显，导致渠堤出现不可修复的破损现象。

2.冻胀防治方法

2.1积极的避免冻胀

避免冻胀是防治灌区混凝土防渗渠冻胀现象的主要方法，其具体施工方法为：（1）尽量避开粘质土壤与松软土层，尽量透水性能良好、不易产生冻胀地段。若在地质探测过程中发现本地区土层透水情况基本一致，可选择地下水位埋藏较深的地点，并尽可能的将渠底冻结层控制在毛管水补给高度上方；（2）尽可能的选择填方渠道；（3）合理规划渠道附近的林带。林带也会对渠道冻胀现象产生预防作用，以柳树为例，柳树的根须发达，能够将基土转化为非冻胀纤维土。同时发达的根须也能及时的从土体中吸收水分，降低基土含水量，最终达到改善渠道环境、防治渠道冻胀的目的。

2.2削减冻胀

削减冻胀的关键就是通过多种技术，积极改善基土质量，使其缺乏冻胀条件，最终达到防治冻胀目的，其主要方法包括：

（1）在结冻深度内，将混凝土下方的冻胀土置换为非冻胀材料。在非冻胀材料选择中，可以结合本地区自然资源、经济发展等条件，自主选择材料。一般情况下，戈壁石、风积沙等都属于较为实用的非冻胀材料。一方面，戈壁石、风积沙自身不会产生冻胀，另一方面，其具有良好的透水性，能最大程度上避免积水现象的发生。在换填时，戈壁石、风积沙垫层中的粘土杂质含量不能大于等于5%，在考虑到经济因素的前提下，以3.5-4%为佳。但需要注意的是，若换填过程中发现换填层出现了冻胀饱和的条件，需要立即置换换填层。

（2）隔热保温。隔热保温方法的关键就是将隔热保温材料放置在混凝土板砌体背后，以达到消除寒冷的目的。有效的隔热保温设施可以减少换填层厚度，也能隔断基土下方水分补给，最终达到避免冻胀现象发生目的。在当前保温材料选择中，新疆市已经做出大胆探索。新疆兵团在混凝土渠道防渗处理中，采用了新型的苯板材料，这种材料强度高、自重轻、吸水隔热性能好。从当前该地区渠道冻胀处理情况来看，苯板隔热保温性能良好，可以在更多地区进行推广。

（3）压实法。针对部分地区渠道压实度不足现象，要采用压实法对渠道进行深入处理。由于灌区混凝土防渗渠道具有特殊性，因此在整个压实过程中主要以人工压实为主，在压实频次选择上，可以由原来2-3次压实的基础上，进一步提高压实频次，增加基土中的反密度，使其透水性能减弱，最终达到消除冻胀的目的。

2.3及时处理

针对冻胀隆起的基土，需要对其进行及时处理，避免基土体积不断增大，最终对渠堤造成不可逆的损伤。在整个治理过程中，应遵循“重伤不拖延、轻伤不放过、合理安排、逐步解决”的原则，有计划的开展基土处理工作。其具体方法为：（1）及时置换冻胀部位不合格垫层，若发现基土含水量较高，可加厚至冻层厚度；（2）修补损坏的板间分缝和防渗塑膜；（3）凿开现浇混凝土底板中心裂缝，使缝宽达到2厘米，使用变形较好的聚乙烯塑料胶泥灌缝。

结束语：

本文简单讨论了灌区混凝土防渗渠道冻胀防治的若干问题，对工作人员而言，在冻胀防治处理中，需要结合本地区实际情况，在原有防渗渠道管理办法基础上，对其进行进一步优化处理，保证冻胀防治有效性。与此同时，还要重视新技术与新方法的应用，通过无损检测等先进技术，快速检测渠堤整体构造，及时发现冻胀危险区，切实维护渠道安全。

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