水利灌溉中混凝土渠道凍害的原因分析與預(yù)防措施

劉翠

摘 要：當(dāng)前在水利灌溉工程建設(shè)的過(guò)程中，混凝土渠道的防滲渠道可以十分有效的減少滲漏現(xiàn)象，控制滲漏量是，在渠道建設(shè)和使用的過(guò)程中，其本身存在著非常強(qiáng)的安全性，但是在工程施工的過(guò)程中，凍害問(wèn)題依然是我們應(yīng)該高度關(guān)注和重視的，它會(huì)對(duì)水利灌溉工程的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生十分不利的影響。本文主要分析了水利灌溉中混凝土渠道凍害的原因分析與預(yù)防措施，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：混凝土渠道凍害；原因分析；防治措施

當(dāng)前，我國(guó)的水利灌溉工程治理技術(shù)在不斷的改進(jìn)和完善，在工程建設(shè)的過(guò)程中，混凝土渠道防滲工程是一個(gè)需要大量投資的工程，但是其在防滲方面具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，在工程運(yùn)行中具有較高的可靠性等等，所以，混凝土渠道也在水利灌溉中得到了廣泛的應(yīng)用。但是在混凝土襯砌渠道施工的過(guò)程中，為了防止凍脹現(xiàn)象所產(chǎn)生的負(fù)面影響，對(duì)工程本身造成了非常明顯的損害，所以在這樣的情況下，我們一定要采取有效的措施對(duì)其進(jìn)行預(yù)防。

1、工程概況

最近幾年以來(lái)，某灌區(qū)通過(guò)對(duì)該區(qū)域的綜合治理和節(jié)水改造，在混凝土防滲工程設(shè)計(jì)施工過(guò)程中，為了有效防止由于凍脹問(wèn)題而引起的混凝土防滲渠道遭到破壞，采取了風(fēng)積沙墊層等措施，通過(guò)增加苯板保溫層等作為防凍體，進(jìn)一步保證了混凝土防滲渠道的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

2、混凝土渠道的防滲及凍害原因分析

在本區(qū)的水利工程治理改造工作中，混凝土是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，混凝土材料本身具有非常強(qiáng)的吸水性，之所以會(huì)具有這樣的特點(diǎn)是因?yàn)槠溟L(zhǎng)期處在水環(huán)境當(dāng)中，因此材料當(dāng)中也具有很多的水分。這些水分在特定的溫度之下會(huì)凝結(jié)成冰或者是冰晶，這樣一來(lái)就可以使得混凝土材料出現(xiàn)比較明顯的膨脹，而膨脹現(xiàn)象所產(chǎn)生的應(yīng)力一旦超過(guò)了混凝土的承受極限時(shí)就會(huì)出現(xiàn)細(xì)微的裂縫，材料自身的吸水性也會(huì)明顯的增強(qiáng)。混凝土材料在這樣的情況下就會(huì)出現(xiàn)2個(gè)負(fù)溫周期，凍結(jié)成冰的程度會(huì)逐漸加深，體積膨脹也會(huì)更加的明顯，而在這種惡性循環(huán)之下，混凝土?xí)a(chǎn)生非常嚴(yán)重的凍融破壞問(wèn)題。在熱應(yīng)力和凍脹力的交替影響之下，混凝土材料非常容易出現(xiàn)損壞的問(wèn)題。

2.1鼓脹和裂縫問(wèn)題

第一，在灌區(qū)的水利工程治理改造項(xiàng)目當(dāng)中，如果在冬季施工，渠床基土和完成澆筑施工的混凝土板凍在了一起，混凝土板要承受的應(yīng)力也會(huì)不斷的增加，如果這些作用力超過(guò)了混凝土材料自身的承受極限的時(shí)候，混凝土板就會(huì)產(chǎn)生十分明顯的損壞。

第二，混凝土凍脹因素所導(dǎo)致的裂縫的寬度會(huì)受到工程基土的不均勻程度以及其凍脹的程度有著十分緊密的聯(lián)系。裂縫會(huì)隨著凍脹性的增加而增加，而裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的不利影響也會(huì)逐漸加大。

第三，灌區(qū)水利工程治理的過(guò)程中，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了較為明顯的渠道裂縫問(wèn)題，裂縫主要集中在了混凝土板的順?biāo)较颍芽p本身具有一定的規(guī)律，通常是在渠坡坡腳上方的位置和渠底的中間位置。如果是在冬季，裂縫會(huì)出現(xiàn)在離水面比較近的渠坡上端。

第四，在灌區(qū)改造的過(guò)程中，如果棘突和澆筑施工之后的混凝土板凍在了一起之后，凍土?xí)捎趦雒浀挠绊懚a(chǎn)生一些裂縫，因此混凝土板比較容易出現(xiàn)拉裂的現(xiàn)象，在冬季，如果渠道內(nèi)部?jī)?chǔ)存了大量的水，就會(huì)使得冰層厚度增加，距離冰面比較近的渠坡當(dāng)中會(huì)存儲(chǔ)更多的水，這樣也就使得凍脹更加的明顯，在這樣的情況下，距離冰面比較近的混凝土板就可能會(huì)出現(xiàn)斷裂的問(wèn)題。

第五，如果出現(xiàn)了上述的裂縫，就不能恢復(fù)到結(jié)構(gòu)原本的面貌，如果情況十分嚴(yán)重還可能會(huì)出現(xiàn)非常大的裂縫或者是局部被擠壓的現(xiàn)象。這些裂縫的出現(xiàn)會(huì)使得渠道的滲水問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)還有可能加重凍脹問(wèn)題。隨著時(shí)間的推移，裂縫的寬度會(huì)明顯的增加，混凝土破壞的程度也會(huì)明顯增加。

2.2滑塌問(wèn)題

在該工程治理的過(guò)程中出現(xiàn)渠道襯砌凍融滑塌現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)，一個(gè)是由于凍脹所導(dǎo)致的混凝土板向上隆起和架空的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會(huì)使得坡腳的支撐穩(wěn)定性受到非常不利的影響，混凝土板的平衡性也受到了比較明顯的破壞。如果基土融化，混凝土板還是會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位的問(wèn)題。另外一個(gè)就是由于渠坡基土在融化的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的滑坡問(wèn)題，所以渠坡也可能會(huì)出現(xiàn)較為明顯的坍塌問(wèn)題，這樣一來(lái)就會(huì)使得坡腳的混凝土板出現(xiàn)較為明顯的移位，上層的混凝土板就會(huì)塌陷。

2.3架空隆起問(wèn)題

在該灌區(qū)項(xiàng)目中要注意，在地下的水位相對(duì)較高的渠段，因渠床基土離水較近且凍脹量大，但渠頂?shù)膬雒浟啃?，所以?huì)造成混凝土板隆起和架空的現(xiàn)象，這種情況一般會(huì)出現(xiàn)在坡腳處或是渠底中部。

3、針對(duì)混凝土渠道凍害問(wèn)題采取的措施

3.1為防止凍脹采取的措施

在該灌區(qū)水利工程治理改造項(xiàng)目中，要盡量避開(kāi)容易發(fā)生較大的凍脹量的時(shí)期，在凍脹性較為明顯的土區(qū)，要避開(kāi)對(duì)渠道混凝土有影響的地方。首先，盡量避開(kāi)高地下水位、淤泥沼澤、松軟土層以及粘質(zhì)土壤地段，要選用透水性能好的不容易形成凍脹的地段，并且將混凝土的渠底凍結(jié)層建在一定的高度以上。其次，盡量選擇填方渠道再有就是，盡量在有地面回流水和滲水區(qū)增設(shè)排水設(shè)施還有最好選擇較高的地勢(shì)進(jìn)行施工。最后，渠堤外側(cè)可以多植樹(shù)，因?yàn)闃?shù)根可以有效的吸收水份，有利于改善環(huán)境以及防凍害。

3.2為削減凍脹采取的措施

在該灌區(qū)水利工程治理改造項(xiàng)目中，渠床基土通過(guò)凍脹消融進(jìn)行不斷反復(fù)的作用，產(chǎn)生了變形的情況，發(fā)生這樣的情況時(shí)，可以采用合適的消減凍脹的方式，將其消減到允許的范圍之內(nèi)。1）壓實(shí)法。通過(guò)這種方式可以使得基土可以快速的增加土層密度，迅速的降低孔隙率，順利的減小透水性增高土層的密度，可以阻礙水分的聚集以及遷移，這樣可以做到消除凍脹的作用。2）保溫隔熱。可以將具有保溫隔熱性能的材料布置安放在混泥土板的襯砌體的后面，這樣可以減輕寒冷，減少更換填墊層的深度，還阻隔了下層土中的水分的補(bǔ)給，減輕了渠床的凍脹情況。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，科學(xué)家們對(duì)苯板這樣的新型材料的不斷開(kāi)發(fā)，使得在施工中出現(xiàn)的問(wèn)題逐步得到解決。苯板這種材料的保溫性能好，強(qiáng)度較高，重量較輕，吸水性好，是現(xiàn)今施工中常見(jiàn)的一種較好的材料。3）換填法。換填法是指將混凝土板下具有凍脹性的土換為非凍脹性的材料，如風(fēng)積砂或戈壁石風(fēng)積砂和戈壁石不會(huì)自身產(chǎn)生凍脹，而且還可以有效的進(jìn)行導(dǎo)水，防止凍脹情況的發(fā)生在使用換填法對(duì)混凝土板下的凍脹土進(jìn)行換填時(shí)，粘土的雜質(zhì)一般含量不能超過(guò)5%，特別是在換填層出現(xiàn)飽和水凍結(jié)時(shí)，一定要設(shè)置排水出路如果混凝土板的縫隙滲水，將換填層污染時(shí)，應(yīng)該先在換填層的外圍做土工薄膜保護(hù)。

4、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)的很多水利灌溉工程建設(shè)和應(yīng)用的過(guò)程中，混凝土防滲渠道非常容易遭到凍害的影響，這樣也就使得混凝土防滲渠道的效益得不到充分的體現(xiàn)，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，我們必須要采取有效的措施對(duì)其加以預(yù)防，只有這樣，才能更好的保證工程的質(zhì)量，為農(nóng)戶創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)收益。

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