寒冷地区渠道防渗工程冻胀破坏及其防治措施分析

寒冷地区渠道防渗工程冻胀破坏及其防治措施分析
沙㊀勇
摘㊀要：文章分析了寒冷地区的渠道防渗工程，发生冻胀破坏具体原因，然后对此提出了在施工过程中对冷胀采取预防㊁对渠道防渗的工程当中出现的冻胀予以解决㊁对渠道防渗的过程进行科学的规划㊁对隔热保温层进行设置规划，这几点相应的解决对策，以供各位业界同仁参考和指导㊂
关键词：渠道防渗工程；冻胀破坏；防治措施
一㊁引言
现阶段，我国的一些寒冷地区，渠道防渗的过程经常发生被破坏的现象，比如，现浇和预制混凝土的板衬砌㊁整体上抬㊁鼓胀与裂缝㊁突起架空㊁滑塌错位㊁浆砌石的衬砌㊁沥青混凝土的衬砌㊁塑料薄膜的衬砌等㊂因此，如何解决防渗工程的冻胀破坏，是当前渠道防渗工程的首要课题㊂
二㊁破坏的特征
（一）现浇和预制混凝土的板衬砌
这种刚性的衬砌材料，薄板的厚度通常在５ ８ｃｍ，抗压的强度很高，但是在发生冻胀变形时，对抗拉强度的适应性低，进而容易出现破坏㊂
１．整体上抬
当基土均匀冻胀㊁渠道断面小㊁整体衬砌刚度大的时候，在基底法向的冻胀力㊁侧面切向的冻胀力作用之下，导致整体出现上抬㊂比如，Ｕ型混凝土渠道断面小㊁梯形渠道的渠坡太短，在上述这些情况下，就会比较容易出现整体的上抬现象，渠道衬砌在被整体的上抬之后，经过水流不间断的冲刷之下，就比较容易出现想塌陷㊁错位㊁淘刷等这些破坏的现象㊂
２．鼓胀和裂缝
裂缝是因为基土上不够均匀的水温，发生了不均匀冻胀的现象，衬砌体和基土二者之间，因为冻结力所产生的约束作用才形成的㊂冻胀的裂缝大体都会出现在，现浇的混凝土顺水流的方向上，冬季出现积水现象的时候，裂缝通常就会在一些水面的渠坡上产生㊂当预制的混凝土形成的切块，没有办法去适应温度的变化，进而出现收缩㊁变形的时候，在分缝的那些地方很可能就会发生开裂，在板与板之间很可能就会产生横纵向不一的各种裂缝㊂冻胀产生的变形一旦经过了逐年的累之后积，自然而然地就会一定出现砌体的鼓胀现象㊂
３．突起和架空
当冬季的渠道在行水的时候，在一些水面㊁冰盖上方的１ｍ－１．５ｍ的渠坡地带，混凝土的衬砌就会容易出现这种突起
架空的现象，由板下地基㊁垫层冻所引起的，冰盖挤压力所产生的破坏还是次要的，只不过是让破坏的程度被不断地加剧而已㊂地下的水位高度中那些不同的渠段，在坡脚的一些范围之内或者渠的底部，经常性的就会有那种类似台阶状的隆起不断形成㊂
４．滑塌产生的错位
渠底的基土发生的冻胀现象比较严重的时候，坡脚处地带的那些混凝土的板就会发生鼓起的现象，接着慢慢地㊁逐渐地向上不断地延伸，所有的板之间就会出现那种错位㊁搭接的情况，经过水流不断的陶冲之后就会融化然后沉陷，上部融土中含有的水分，这时就会容易遭受地下伏冻土所造成的阻隔，基土和混凝土之间的相互摩擦力就会被不断地减少，进而混凝土板就会顺着坡到不断地下滑，然后就会都堆积到渠的底部，最后就导致衬砌全部都被破坏掉了㊂（二）浆砌石的衬砌
浆砌石要比混凝土衬砌的厚度㊁整体性能好，冻胀比较小的时候还能出现整体的上抬㊂冻胀在破坏的形式上是和混凝土相类似的，诸如出现架空㊁局部发生隆起㊁不规则的裂缝等现象，浆砌石的衬砌之所以发生来了的现象，通常都是由于勾缝的砂浆在冻融的作用之下出现的㊂
（三）沥青混凝土的衬砌
沥青混凝土一般即使处在低温的条件下，依然还是会具有柔性的，对于冻胀在适应的能力上也很强㊂但是当被用到那些冻胀性很大的渠道当中时，也会由于变形太大㊁渠底冻胀的不均匀进而产生裂缝㊂沥青的混凝土发生裂缝主要是由于，施工的期间使用了不恰当方法所造成的，但是温度较低的情况之下，比较容易产生收缩裂缝，进而导致渠水入渗㊂另外在阳光中长期受到紫外线的照射，会出现老化的现象，进而让冻胀不均匀的适应能力被降低㊂
（四）塑料薄膜的衬砌
塑料薄膜的衬砌通常用，干砌石㊁混凝土的预制板㊁压实的土料等当作保护层㊂薄膜的作用是阻隔渗水，可以降低基土中的含水量，防止㊁减少冻胀不均匀㊂土料的保护层因为常年的冻融剥落进而变薄，渠道从梯形变成Ｖ型㊂其他刚性材料的保护层，在冻胀强的渠段，会发生上述的刚性衬砌破坏的情况㊂
三㊁防治的措施
（一）在施工过程当中对冷胀采取预防
在正常情况之下，对渠道开展防渗工程的时候，在初期设计的阶段就应该，对渠道可能受到的霜冻破坏，进行非常充分的思考㊂相应的保护措施提前就应该设置好，比如制订出有效的防冻措施㊁引入防冻胀的破坏机理，避免发生冻胀进而过程造成不利的影响㊂相关的设计人员可以采取，通道顶升㊁地下通道㊁深埋隧道等，这些方法来进行分析，进而避免出现冻胀㊂
（二）对渠道防渗的工程当中出现的冻胀予以解决
施工人员在对渠道防渗的工程开始施工之前，可以采取一些方法，对那些不好的现象予以预防，比如对弧形底采取断开㊁破断㊁梯形等，进而确保施工能够顺利开展，让运河的防渗工程在实际运行的过程当中，避免出现霜冻㊁破坏的情况㊂通过这种事先预防的形式，在工程即使在寒冷的环境当中，耐腐蚀性依然能够保持较好的情况，让抗冻胀破坏的能力得到提升，进而让其在质量上得到保障㊂
（三）对渠道防渗的过程进行科学的规划
在工程的具体施工时，不仅仅要对安全㊁质量予以注意，还应该有一套科学的方案，用来做施工的可靠性支撑㊂因此相关的设计人员在施工的前期，就应该针对冻胀破坏，在可能产生的消极影响方面进行充分的考量，根据当地的地理环境因地制宜，尽量地去避免地下水区㊁沼泽等，那些对施工不利的地区㊂对海波㊁地质㊁环境等，这些方面进行考虑㊁分析，然后选择出区域环境相对优良的地点用来施工㊂（四）对隔热保温层进行设置规划
在具体的施工过程当中，经常会见到的保温方式就是隔热保温㊂因此，在渠道防渗的工程当中，应该对隔热保温的材料，在其自身的作用上予以充分的利用，进而在整个施工过程当中，确保冻胀的情况不会出现㊂由此可以看出，在施工的过程当中，对隔热保温材料的使用，能够让冻胀破坏的现象得到消减，对冻胀土进行处理时换置的深度被大大减小㊂隔热保温的材料在通常情况下，会有以下特点：使用方便㊁质量轻㊁成本低等，在施工时对其进行使用，可以起到有利作用㊂因此隔热保温的设置，在渠道防渗工程的施工使用的比较普遍，也得到了大众的接受㊂
四㊁结语
综上所述，因为受到寒冷气候的影响，渠道的防渗工程会在一定的程度上发现破坏，进而导致渠道防渗工程，在防渗方面的作用受到影响，让渠道防渗工程实际的效益㊁利益被降低，维修管理的费用也会增加㊂文章分析了发生破坏的原因，并且对此给出了一些有针对性的建议㊂
参考文献：
［１］高英利．寒冷地区渠道防渗工程冻胀破坏及其防治措施［Ｊ］．水利建设与管理，２０１３，３３（３）：７５－７８．
作者简介：
沙勇，江苏山水国土资源开发工程有限公司㊂
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