渠道防滲工程的凍害及其防治措施

趙文華

（新疆阿勒泰地區(qū)福?？h水利管理總站，新疆 福海 836400）

渠道防滲工程的凍害及其防治措施

趙文華

（新疆阿勒泰地區(qū)福?？h水利管理總站，新疆 福海 836400）

隨著時代的進步和發(fā)展，人們的環(huán)保和節(jié)約意識也越加強烈，而渠道防滲工程的建設(shè)就是在這一大環(huán)境下誕生的。渠道防滲工程可以節(jié)約用水，提高水的利用率，這無疑給人類和社會做出了巨大的貢獻，因此有關(guān)渠道防滲工程所涉及的凍害問題也成為了人們關(guān)注的重點。

渠道防滲工程；凍害；防治

引言：水資源供需困難一直都是各國面臨的嚴(yán)峻問題，然而水資源卻越來越匱乏，尤其是近三十年來，我國面臨水資源的問題也越發(fā)嚴(yán)重，為了緩解水資源的壓力，修建了大量的渠道防滲工程，用于防止土壤鹽堿化、沼澤化以及環(huán)保等方面的問題，并且取得了顯著的作用，尤其是在經(jīng)濟和社會方面。（此段與下文聯(lián)系不緊密，要有一些過渡內(nèi)容）

一、渠道防滲工程凍害的現(xiàn)狀

自渠道防滲工程項目的實施，我國大部分地區(qū)的水資源問題都得到了緩解，但在我國東北、華北、西北等地區(qū)，由于氣溫的影響給渠道防滲工程造成了極大的損害，支渠防滲工程遭到凍害。每年因維修凍害工程所投入的人力、物力都給地方的政府帶來了巨大的壓力，然而凍害現(xiàn)象缺沒有得到改善，有些地方不得不做出相應(yīng)的防護措施，就河北省而言，其部分地區(qū)對已建混凝土渠道防滲工程采用保溫、渠基換填等防凍害的方法，以此減輕凍害所帶來的問題。但由于凍害的面積大，裂縫寬，很難被治理而引發(fā)的防滲板滑落的事故屢見不鮮。因此，我國很多單位開始大力開展大范圍的防滲工程凍害機理的研究和實驗，就目前而言我國部分地區(qū)的渠道防滲工程的凍害的問題已經(jīng)得到了防治。

二、渠道防滲工程的凍害類型

（一）不同防滲材料形成的凍害

想要建設(shè)渠道防滲工程，不可避免的就是材料的選擇，不同的防滲材料除了本身的防滲層，還多多少少含有自由水，然而就是由于這些水，在遇到冷空氣的作用下結(jié)成冰。防滲層的本身也自帶水，在冷空氣下結(jié)冰體積變得膨脹，使得防滲層自身強度降低，內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞，最后潰散[1]。例如，土料防滲的時候，當(dāng)凍害形成后體積激增，防滲層鼓起，防渠被封堵形成壩，會造成水源漫溢，甚至還會潰渠的事故，等冰消融過后，渠內(nèi)的結(jié)構(gòu)徹底被破壞。

（二）電站和調(diào)水工程的渠道凍害

由于引水式電站和調(diào)水工程常常都需要在氣溫較低的情況下輸水運行，正因如此渠道中的水會特別容易的結(jié)冰，最開始時還可以隨水流動，但由于其反反復(fù)復(fù)的沖擊渠坡給渠道造成不同程度的破壞。等到第二年冰開始融化的時候渠坡上的土就會滑落，整個防滲渠道變會潰渠。

（三）基礎(chǔ)土壤造成的凍害

再如，若用凍脹性土，其本身的含水量高于其實際凍脹含水量，當(dāng)遇到冷氣溫時，渠道中的水凍結(jié)后體積變大，使得渠基發(fā)生隆起，稱之為凍脹變形。當(dāng)冰融化過后若為剛性材料渠道的防滲層裂縫寬度可能會變小，但并不可能恢復(fù)原狀，若不及時處理防滲渠道無法再達到理想的效果。

三、渠道防滲工程凍害造成的后果

（一）由土料造成的凍害

大多數(shù)的防滲渠道由于就地取材多會使用土料，因其造價較低，施工方面被我國項目工程廣泛使用。而就土料而言，其本身多孔，雖然在起初時防滲效果較好，但時間長了由于凍害的影響，防滲效果大減，在多年后甚至還會發(fā)生滑塌事故。

（二）由混凝土造成的凍害

混凝土是在整個渠道最上方，其抗壓性都較好，但是其抗拉性較差，其抗拉性僅為抗壓性的十分之一，因此，當(dāng)凍害發(fā)生的時候，渠道發(fā)生膨脹，在凍脹變形和脹力作用下，無法適應(yīng)這種突變，渠道膨脹的更為脹大，渠坡變形更為嚴(yán)重，當(dāng)氣溫回轉(zhuǎn)后，渠道易發(fā)生坍塌，因此，它相比于其他的材料破壞更為嚴(yán)重，造成的損失更大。

（三）“U”形斷面形成的凍害

作為“U”型斷面自身的特點，和其他渠道相比起來，具有占地少、流速快、投資低等優(yōu)點，渠基的變形不均勻，在同樣的條件下，所受的凍害較輕，也是目前我國使用最普遍的防滲渠道的形式[2]。但其整體強度不高，如若防滲層的頂部處理不好，水從外面進來結(jié)成冰，凍冰之后就會向渠中心傾覆，使得渠道無法運行。

四、渠道防滲工程的防治

(一）回避凍脹

建設(shè)防滲渠道的時候盡量的避免一些粘土、松軟的土層，因為，大多數(shù)的土壤松軟并且孔隙較大，容易儲藏水量，在氣溫低的時候較其他相比更易形成凍害。并且還可以選用一些透水性強不易凍的地段，并且使渠線走地形高的地方，避免渠道旁有水源，又或者盡量做到渠路、溝相結(jié)合，或者設(shè)置排水設(shè)施，使得渠道中的水可以盡快排出，在氣溫降到很低時，水分在渠道中殘留的較少，以便于回避凍脹現(xiàn)象。

（二）修建排水系統(tǒng)

渠道防滲工程的防治，最簡單而淺顯的方法不外乎是減少渠中的水量，如何能夠減少渠道的水量從而防治凍害是迫在眉睫的事情。在渠道防滲工程中多設(shè)置排水系統(tǒng)，及時、有效的減少水量，就可以在第一時間將凍害的損失降到最低。就成本而言，雖然，修建排水系統(tǒng)會增加防滲工程的成本，甚至還會增添許多的人力、物力，但對于其對凍害的防治和凍害形成后給社會和國家?guī)淼膿p失相比，修建排水系統(tǒng)還是利大于弊的，因此，采用修建排水系統(tǒng)是最為直觀有效的方法。

（三）改善渠道運行方式

所謂改善渠道的運行方式，是將渠道構(gòu)造做成管狀形式或者深埋在凍結(jié)深度以下的地方，采用暗渠輸水的方法。這樣的好處在于當(dāng)在東北、華北這些寒冷地區(qū)氣溫驟降時可以避免或者減少形成凍害，根據(jù)地形的變換而設(shè)計不同渠線的路線，減少水量的損失，便于管理和養(yǎng)護，尤其適用于一些地形起伏、地基不規(guī)則的地區(qū)[3]。

（四）渠道旁種植植被

由于，大多數(shù)凍害產(chǎn)生的原因都是由于氣溫較低使得水凍結(jié)，形成膨脹，待冰融化后使得防滲渠道損壞。因此，如何更好的減少渠道中的水分，變成了一項可以解決防凍害的措施，在我國一些地區(qū)采用在渠道旁邊種植一些植物，用以吸收土壤中的水分，從而減緩凍害情況。因此，可以在渠道旁大量的種植植被，這樣不僅能夠增大綠化面積，還可以防止渠道凍害。

結(jié)語：渠道防滲工程作為我國節(jié)約水資源最大的措施項目，在實施的過程中雖然遇到了很多的阻礙，但得到的成效也是顯而易見的。因此，在未來的日子里，我國還會大力的發(fā)展渠道防滲工程，而對凍害的防治工作也會加大解決力度，使得防滲工程更加的成功。

[1]鄧升.邵光成.卜昊.俞雙恩.鄧龍.蘇北平原區(qū)渠道防滲工程評價和方案優(yōu)選方法[J].排灌機械工程學(xué)報.2014（03）

[2]劉向軍.水利渠道防滲工程技術(shù)淺析[J].吉林水利.2014（04）

[3]王建俊.翁小華.灌區(qū)渠道防滲工程現(xiàn)狀及措施[J].吉林水利.2014（12）

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1007-6344（2015）04-0257-01