论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些

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论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些(一)
渠道防冻胀技术措施

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渠道防冻胀技术措施

作者:王燕东

来源:《城市建设理论研究》2013年第05期

摘要:冻胀破坏是寒冷地区渠道建设中的一大难题,文章分析了渠道冻胀机理,针对渠道的防冻胀措施进行了分析与探讨。

关键词:渠道;防冻胀;措施

Abstract: the frost heaving damage is cold areas channel construction of a difficult problem, this paper analyzes the channel frost heaving mechanism, in view of the channel of antifreeze expansion measures are analyzed and discussed.

Keywords: channel; Antifreeze expansion; measures.

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2013)

1渠道冻胀机理;

渠道的冻胀破坏是由土壤中的水、土体颗粒物理性质和负温所致。渠道防冻胀处理可通过改变渠道结构形式、改变渠基土体的基本结构、使用新型建筑材料等方法来实现。对渠道防冻胀处理方式的选择,关系到渠道的造价和施工的难易,应在今后的渠道设计与施工中不断地总结经验,进一步完善新型材料的防冻理论和总结实际运用经验,为新型防冻材料的大面积推广应用提供条件。

渠道冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成,渠基土受冻体积膨胀必须具备以下条件:①寒冷气候区持续的负温条件;②土壤中自由水和毛细水的存在,并且有通畅的水分补给通道;③土壤本身的物理力学性质,包括土的颗粒组成,矿物质成份等。在以上三个条件中,土壤中自由水和毛细水的存在是冻胀发生的先决条件,也是必备条件。在整个胀破坏过程中,水是最活跃的因素。如果地下水埋深浅,土壤颗粒细,土体中自由水和毛细水的补给十分充足。一旦气温下降至零度以下,土体中的自由水和毛细水的体积受冻膨胀,引起土体膨胀,顶托衬砌,破坏渠道。冻胀破坏不但发生在挖方渠道中,在半挖半填渠道中也普遍存在。由此可以看出,毛细水的冻胀性也不容忽视。

2渠道防冻胀处理形式及比较

2.1渠道防冻胀处理形式

论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些(二)
渠道冻胀处理方式的选择

渠道冻胀处理方式的选择

【摘 要】冻胀破坏在巴州的2个盆地内均有发生,对渠道的危害也最大。

【关键词】渠道;冻胀;处理方式;选择【论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些】

The choice of the outlet jelly bulge treatment【论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些】

Lei An-jian

(Agriculture seven teachers Survey a design institute for research Xinjiang Kuitun 833200)

【Abstract】The jelly burst open bad all have occurrence in 2 basin of Ba Zhou, endanger outlet also biggest.

【Key words】Outlet;Jelly bulge;Treatment;Choice

1. 概述

新疆气候寒冷,兴建的防渗渠道极易受到冻胀的的破坏。预制砼板护面防渗渠和现浇砼板护面防渗渠最易受到冻胀的破坏,浆砌石护面防渗渠和干砌石护面防不渗渠次之。冻胀对渠道的危害最大。进一步研究渠道冻胀破坏的机理,采取有效的预防措施,对保证各级防渗渠道的正常运行,减少维修养护的费用意义重大。

2. 渠道冻胀机理

【论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些】

渠道冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成,渠基土受冻体积膨胀必须具备以下条件:

⑴寒冷气候区持续的负温条件;

论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些(三)
渠道冻胀的处理

渠 道 冻 胀 的 处 理

摘要:针对渠道冬季冻胀的处理方法;防止渠道冬季冻胀的施工方法;处理渠道冻胀的材料;处理渠道冻胀的注意事项。

关键词:渠道;施工材料;防止冻胀;伸缩缝;粘结材料

怀安县地处东经114°28′~114°48′,北纬40°20′~40°46′之间;南北温差较大,防渗的渠道工程由于气温的突变,土壤里的水量发生变化,越冬后引起冻胀,造成防渗工程破坏,成为防渗工程中的主要矛盾。我们在实际施工过程中,结合以前的防冻施工方法,总结了一些防渗工程中预防冻胀的施工方法,能够延长防渗渠道的寿命。现介绍如下。

(一)提高施工质量,防止冻胀

不论那一种防渗办法,保证施工质量,这是关键。出来再好,如施工质量差,抗冻性能就差,冬季就容易破坏;反之,材料性能虽差些,但施工质量好,抗冻性能就强,就能抵抗冻胀。所以一定要讲究施工技术,讲究质量。

随着施工地域气温的差异,在选择防渗材料上一定要因地制宜,材料要合格,级配要合理,震捣要密实,尽量避免冬季施工,要有足够的养护时间,这就必须要做好施工组织工作,做好技术交底,制定质量检查验收制度,实行责任制。

(二)砖面刷油,防止冻胀

某地在砖面刷油防止冻胀的办法,效果很好。在砖面上刷油,经过十五次冻融试验,砖的性能不变。砖的表面无剥落现象。有些地方采用上釉砖和过火砖做渠道,都能抗冻,上釉砖吸水率降低到2.5~5%,提高了抗冻能力,实践证明,砖面刷油,用上釉【论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些】

砖和过火砖做渠道的办法,都能防止冻胀,提高防渗效果。

(三)伸缩缝的防冻胀处理

防渗材料不论是砌石、混凝土板、混凝土槽等渠道,石与石,混凝土板与混凝土板、混凝土槽与混凝土槽之间的缝就是自然伸缩缝,冻胀往往从这里开始。现在介绍几种抗冻胀性较强的材料以供参考。

1 、聚氯乙烯胶泥防水接缝

聚氯乙烯胶泥是以煤焦油为基础,加入适量聚氯乙烯树脂、苯二甲酸聚氯乙烯胶泥(简称二丁酯)、硬脂酸钙及滑石粉(或粉煤灰、石英粉),在130~140℃的条件下,经塑化而制成的热施工防水接缝材料。

配合比选择

根据胶泥的耐热性、弹塑性与混凝土板槽粘结性等性能要求,以及胶泥应具有一定的施工稠度,对聚氯乙烯树脂、二丁酯、硬脂酸钙及滑石粉的不同掺入量进行了试验选定配合比。

(1)聚氯乙烯树脂掺入量对胶泥性能的影响

聚氯乙烯树脂加入量是影响胶泥性能好坏的关键。胶泥的耐热度、抗拉强度随着聚氯乙烯树脂用量的增加而提高,而延伸性能及混凝土的粘结力随着聚氯乙烯树脂用量的增加而降低。

【论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些】

(2)二丁酯掺入量对胶泥性能的影响

二丁酯是聚氯乙烯树脂的增塑剂。二丁酯加入量的不同,胶泥的柔韧性能也不同。

(3)硬脂酸钙掺入量对胶泥性能的影响

硬脂酸钙是聚氯乙烯树脂的稳定剂,它在一定程度上能减缓或阻止聚氯乙烯树脂及其聚合物在热和光的影响下的降解、析出氯化氢,使聚氯乙烯树脂在胶泥中具有较好的热与光的稳定性。根据试验,选择了硬脂酸钙掺入量,由于硬脂酸钙具有吸收紫外线的作用,为了改善聚氯乙烯塑料老化性能,以提高胶泥的稳定性,可以稍提高稳定剂加入量。

(4)粉状填料掺量的影响

粉状填料可采用滑石灰、粉煤灰、石英粉等。胶泥中加入定量的粉状填料后,能增大胶泥的体积,增加胶泥的机械强度,提高胶泥的耐热度,降低胶泥的成本。

粉状填料掺量的选择,可根据胶泥施工稠度的要求,进行适当调整。

效果及施工方法

聚氯乙烯树脂及硬脂酸钙按配合比混合搅拌均匀,然后加入定量的二丁酯,搅拌成糊状,即聚氯乙烯糊。施工后胶泥与混凝土的粘结力在25°C下为1.39~1.96公斤/平方厘米,老化试验经二十次循环(试件用紫外线照射4小时、在-30°C下冻4小时,再浸水4小时为一个循环)后,其粘结力保持1.5公斤/平方厘米。但是在施工时必须注意,混凝土基层应干燥(含水率不得大于6%),雨天或混凝土表面有霜、露时不得施工。板缝内外先用钢丝刷刷一遍,然后用扫帚将杂物、灰尘、泥砂清除干净,

再用压缩空气吹尘器把浮灰吹干净。

2、树脂连接水泥管

树脂接管法,就是采用不饱和聚酯树脂,固化剂和促进剂与锯末(或水泥)等混合物接管。分快干与慢干两种,快干法,适合地下和井下接口使用,慢干法适于钻孔时提前接管使用。

快干法

树脂150克,锯末50克(或水泥250克)固化剂13克,促进剂9克,一、二分钟就可凝固。

慢干法

树脂500克,锯末150克(或水泥750克),固化剂30~35克,促进剂10~15克,约十五分钟开始凝固。每斤树脂可接五至六个管。

用 法

将树脂、固化剂、促进剂、锯末(或水泥)按照比例称好,先将树脂和锯末拌匀,再加固化剂搅匀,然后加促进剂迅速搅匀即可使用。

【论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些】

施工注意事项

第一、用多少配多少,随用随配,否则过时凝固,造成浪费。 第二、严格检查管,管口要平,洗刷干净,除净污垢,否则接触不良。

第三、树脂,固化剂,促进剂均系易燃品,使用存放需严加小心,严禁烟火。用时固化剂和促进剂不能同时加入,应先加固

化剂,搅匀后再加促进剂,否则容易爆炸起火。

第四、树脂、固化剂,促进剂均系化学药品,需保持干净,切勿混入杂质,影响凝固。应存放在阴凉干燥处。防止曝晒,以防变质。

第五、用锯末做填充材料,在拌合前,要筛去尘土,剔去杂质。

第六、接合前要立即要用手抹严,防止留有空隙。

配合比如下

作者简介:吴树云,男,怀安县水务局,工程师

论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些(四)
浅析混凝土渠道冻胀的原因及其维修措施

  【摘要】造成混凝土工程在施工中出现冻胀现象主要是由于工程在冬季施工,而冬季温度较低,导致混凝土内部收缩,即使将已受冻的混凝土恢复,同样无法确保其性能。本文简述了混凝土渠道工程防治冻胀的必要性,对混凝土渠道工程出现冻胀现象的原因、混凝土渠道冻胀的现象以及混凝土渠道冻胀的维修措施进行了探讨分析,以供借鉴参考。

  【关键词】混凝土;渠道工程;冻胀;必要性;原因;现象;维修措施
  混凝土渠道工程中对渠道做好冻胀防治工作有利于渠道工程的正常使用,有利于避免水资源的浪费,达到理想的使用效果。混凝土是现代化工程项目施工中最常见的一种施工材料,其具有强度高、稳定性好、质量好等优点。但是混凝土在施工过程中容易受到外界环境因素的限制,导致其出现裂缝、冻胀等质量问题,极不利于整个工程的施工质量。基于此,以下就混凝土渠道冻胀的原因及其维修措施进行探讨分析。
  一、混凝土渠道工程防治冻胀的必要性
  混凝土是现代化工程项目建设与施工中的主要施工材料之一,其具有明显的优越性,但是也不可忽视其缺点,一旦受到外界各种因素的影响,极有可能导致混凝土出现质量问题。在渠道工程施工过程中,混凝土工程的主要功能是为了避免其出现渗水等情况,但是由于该项工程是在冬季施工,外界温度因素对于混凝土的性能造成了严重的影响,这就导致其发生冻胀现象,防水性能也得不到保证。这就需要在实际工作中对其进行全面分析与处理,以提高渠道工程的整体性能与防水能力。
  二、混凝土渠道工程出现冻胀的原因
  在处理冻胀现象之前,首先应当对其产生的原因进行全面分析。 造成渠道工程出现冻胀现象的原因主要是由于土体结构中的水分结成冰,此时体积因扩张而导致土壤的颗粒发生位移,此时在受到周边建筑物的影响,导致其产生较大的冻胀力,导致整个建筑物出现变形。尤其是在寒冷的冬季,地下水同样会收到外界温度的影响,导致其冻胀现象越来越严重。由此可以看出,造成渠道工程出现冻胀现象主要受到地基土的含水量、地下水的基本特征以及土壤特性等多种因素的影响。
  1、设计上的缺陷。渠底是最易受冻胀破坏的部位。有些小断面渠道,渠底现浇混凝土板未设计纵缝,因底板两侧受边坡挤压,中部受到拱力作用,无法释放,稍有冻胀或滑坡,底板中部就成为数力集中作用点,可轻易折断,在渠底形成一条长长的裂缝。渠底未设纵缝的混凝土现浇渠道普遍发生这种破坏,破坏情况往往较严重。
  2、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。
  3、渠基上抬高度不足。老渠改建和老渠一侧新建的渠道,受地形限制,往往不能上抬足够高度。渠道因处常年灌溉区内,沿线地下水位较高,渠基土层水分补给充分,致使基础含水量较高。冻结过程中,地下水受温差产生的渗透力作用,沿毛细管源源不断地上升积聚,不断加大基土冻胀量,对渠道防渗面板产生较大的冻胀作用。实际表明,这些渠段的冻胀破坏比较普遍,也较为严重。
  4、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。
  三、混凝土渠道冻胀的现象
  在渠道工程施工中混凝土出现冻胀现象的表现形式主要包括以下几个方面:
  1、混凝土板发生隆起现象。在混凝土工程施工过程中,不仅受到温度因素的影响,还会因为地下水位过高而导致混凝土板出现隆起现象。在渠道工程施工过程中,若发现地下水位过高,那么其冻胀现象也就较为严重,而在渠道顶部的冻胀程度也就相对比较低,最终导致混凝土板出现隆起现象。一般来说,混凝土板出现隆起的高度在1~4cm之间,等到春季之后,这种隆起现象会有一定的好转,但并不能够恢复到原来情况。并且当渠道出现隆起之后,地基土中含有大量的水分,当开春之后,地基土中的水分会随着外界环境因素的影响而不断溢出,这就导致渠道的细砂垫层出现位移等现象,且加大了混凝土板的荷载。再次到寒冷的冬季,该处必然还会出现冻胀现象,最终出现滑坡,影响到整个工程的质量。
  2、现浇混凝土底板出现破裂现象。在寒冷的冬季,温度较低,若施工人员对于渠道并没有设置纵向分缝,那么极有可能因为温度过低而导致混凝土底板出现裂缝现象。一般来说,裂缝大多分布在渠道底部的中心线位置,其宽度约为0.1~1cm左右,长度较长,不具有规律可循,甚至还有一些裂缝贯通整条渠道,这对于渠道的正常使用产生严重的影响。
  3、预制混凝土板出现鼓胀、滑塌现象。所谓预制混凝土板出现鼓胀现象主要是由于预制板中几块出现鼓起现象,这种鼓胀的高度一般不超过2~6cm,当出现这一现象之后,技术人员必须要及时对其进行处理,否则就会出现滑塌现象,致使整个预制混凝土板失去平衡,最终影响到整个工程的质量。
  四、混凝土渠道冻胀的维修措施
  1、及时维修。冻胀隆起的土体,体积较原先增大,且含冰夹层和冰晶体,冻胀现象往往一年比一年严重。不及时治理,将导致渠道更为严重的破坏。维修应遵循“重伤不拖延,轻伤不放过,合理安排,逐步解决”的原则,具体办法主要有:a.置换冻胀部位的不合格垫层,基土含水量较高、冻胀部位较为严重的部位,可加厚至冻层厚度;b.修补损坏的板间分缝和防渗塑膜;c.对变形严重的渠堤挖开重新填筑,提高土体密实度;d.凿开现浇混凝土底板中心裂缝,使缝宽达到2厘米,用适应变形较好的聚乙烯塑料胶泥灌缝。
  2、修建截、排水系统。在地下水位较高的地段,尤其是挖方渠段,可采取在渠旁修建截水、排水沟的办法切断基土水的外补给来源。截水、排水沟可做成明沟或暗沟,从地形和占地方面考虑,暗沟较为合适。
  3、改善渠道运行方式,加强田间灌溉管理。利用原有土渠进行冬灌,尽量减少基土水分的内补给量。同时,应加强田间灌溉水的调度管理,勿使超灌,控制入冬前灌区地下水位的上升。
  结束语
  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,因此必须采用相应的防治措施,对渠道冻胀破坏进行有效的控制,从而保障其正常运行。
  参考文献:
  [1]朱永峰等.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)
  [2]杨伟峰等.东雷抽黄渠道冻胀渗漏的原因及对策[J].现代农业科技,2012(06).
  [3]王婧.汾河灌区现浇混凝土渠道衬砌冻胀试验研究[J].山西水利,2010(01).
  [4]芦琴等.弧脚梯形衬砌渠道抗冻胀及水力合理断面的分析[J].西北农林科技大学学报,2010(01).

论述常用的渠道防治冻胀措施有哪些(五)
浅谈寒区混凝土渠道冻胀原因及防冻措施

  【摘要】目前我国北方寒区混凝土防渗渠道普遍存在不同程度的冻胀破坏,本文通过对混凝土渠道冻胀破坏的形式、现状和危害进行阐述,找出了导致冻胀破坏的原因和影响因素,提出了几种有效解决冻胀破坏的防治措施,对混凝土衬砌渠道冻胀的防治起到了参考作用。

  【关键词】混凝土 渠道 冻胀破坏 防冻 措施
  1.引言
  提高水的利用效率是节水农业的核心,提高水的利用效率主要包括提高渠系水利用系数、田间水利用系数和利用效率(单方水作物产能)这三方面。我国目前农田灌溉的主要输水方式是渠道输水。目前,我国渠系水利用系数仅为0.3~0.4,远低于发达国家的0.7~0.8。冻胀破坏导致混凝土渠道的渗漏是寒区农田灌溉用水损失的最主要方面。在寒区如果采取有效防冻胀措施,将我国渠系水利用系数提高到发达国家水平,则将极大提高我国农业用水利用率,同时能够有效节约大量水资源。
  2 .寒区混凝土主要渠道冻胀破坏形式
  冻胀作用对混凝土渠道破坏主要表现在使混凝土衬砌板产生裂缝和横断面变形。
  2.1混凝土衬砌板裂缝
  混凝土衬砌板在低温条件下收缩产生裂缝或混凝土内部水分在冻结成冰的时候体积膨胀导致渠道产生裂缝,或二者相互作用产生贯穿裂缝,使渠道中水流下渗严重,极大影响了混凝土渠道输水效果。
  2.2横断面变形
  横断面变形主要由于渠床土的冻胀变位影响和冻胀力的作用所致,使一部分混凝土边坡和个别渠底产生隆起上鼓变形,而当气温回升渠床冻土融沉后,隆起上鼓的混凝土板很难依靠自重恢复原位,导致混凝土渠道架空或者滑塌,最终形成了渠道横断面的破坏和永久性变形,影响水流正常流动甚至无法正常输水。
  3.冻胀破坏原因及影响因素
  3.1混凝土渠道冻融破坏原因
  3.1.1混凝土本身的冻融破坏
  首先由于渠道材料混凝土本身的特性决定的。混凝土本身主要是受压构件,受拉强度远低于受压强度。混凝土在冻融过程中自身主要受到了三种不同的破坏作用。
  其一是混凝土面板在施工期水泥在水化过程产生大量的热,在凝固过程中温度会降低发生热胀冷缩;在混凝土渠道运营时遇到温度降低时也会因为热胀冷缩所作用发生收缩。当收缩应力大于混凝土面板的受拉极限时就会产生裂缝。
  其二是混凝土在凝固过程中水分蒸发形成孔隙,而内部孔隙的水分在温度低于其冰点时就会发生物理状态的变化,由液态水变成了固态的冰,而在此过程中水的体积发生膨胀,对约束其的孔隙壁产生压力,而混凝土内部产生拉应力。
  其三是由于表面张力的作用,混凝土内部的毛细孔隙中水的冰点随着孔隙的孔径减小而降低。因而由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。当混凝土受冻时,这两种压力会损伤混凝土内部微观结构,当经过反复多次的冻融循环以后,损伤逐步积累不断扩大。
  在混凝土渠道的整个冻胀破坏过程中,三者相互作用相互促进,最终使其发展成互相连通的裂缝,使混凝土板的强度逐步降低,最后甚至完全丧失。
  3.1.2 混凝土渠道冻胀破坏外界因素
  在寒冷地区,当温度低于0℃时,混凝土渠道及渠基土体中上部水分首先冻结成冰,水冻结成冰本身体积增大9%,并且冻结层下部的水在冻结过程中不断向上迁移补给冻层的水分,使渠基体积不断增大,对渠道产生很大的作用力。使渠道下部受拉,上部受压,最终导致渠道向上鼓起,严重时在上部产生裂缝。
  当温度升高时,冻冰融化,冰融化成水的过程中体积减小,造成土结构的破坏和强度的急剧减弱。土体在自身重力和渠道重力作用下产生下沉,减小了渠基对渠道的支撑作用,渠道在自身及输水的重力作用下导致渠道下部受拉,下部产生裂缝甚至发生断裂。
  混凝土渠道在内外两种因素影响下混凝土产生拉应力,当拉应力大于混凝土本身的容许拉应力时混凝土就会产生裂缝,对渠道造成破坏。
  3.2混凝土渠道破坏的影响因素
  根据以上对混凝土渠道冻胀破坏机理分析可知其破坏受混凝土本身及外部条件两方面影响。
  3.2.1 混凝土本身影响因素
  混凝土破坏内因是由混凝土本身特性决定。混凝土结构是受压体,其受压强度远大于受拉强度,当混凝土受到拉应力大于其容许拉应力时容易产生裂缝。
  一方面混凝土在施工期和温度降低时发生热胀冷缩,产生拉应力。另一方面混凝土结构内部拥有大量孔隙,其内部水分在结冰时体积膨胀,使混凝土内部产生拉应力。
  3.2.2外部影响因素
  混凝土渠道冻胀破坏除了混凝土本身特性外,还包括其他外部因素。
  (1)水。水在冻结成冰之后体积膨胀,这是造成渠道冻胀破的基本因素。混凝土体内和土体的水分的多少、地下水位的高低及有无外来水分的补充都对冻胀将严重影响。
  (2)低温。温度只有降低到一定程度的时候才造成不同位置的水分的冻结和混凝土的收缩。因此低温也是造成渠道冻胀破的基本因素,低温的程度及持续时间将影响着冻胀的深度。
  (3)渠道的基土的特性。不同土壤由于其土壤成分、孔隙率及含水率不同,其冻胀特性也不相同。
  (4)其他因素,如渠道的施工工艺、运营管理状况也在很大程度的影响着渠道的冻胀破坏。
  4.冻胀破坏的防治措施
  由以上针对混凝土渠道冻胀破坏的因素分析可知,其冻胀破坏是由于内部和外部多种因素综合作用的结果。因此,可以通过针对不同的影响因素采取不同措施降低其破坏性。
  4.1改善混凝土性能
  混凝土本身性能对渠道破坏有着较大影响,因此需要改善混凝土本身的性能。
  在浇注混凝土过程中根据需要适当增加防渗和抗冻添加剂,采取先进的施工、养护等方法及增加混凝土厚度以增强混凝土抗冻性能和抗拉强度。
  4.2减少混凝土体和渠床土体的水分
  减少土体和混凝土体水分可以采用防渗水泥和铺设土工膜。
  防渗水泥抗渗性高,干缩性小。一方面可以减少混凝土本身的水分,防止混凝土干缩裂缝,另一方面可以减少渠道输水向渠床土中渗透。
  采用防渗的土工膜可以进一步减少输水向渠基土中渗透。
  4.3减少渠床基土冻胀量
  渠床土的冻胀量与土体本身性能、土壤含水量和温度有关。
  减少渠床基土的冻胀量除了降低土体含水量,还可以以下措施:
  ①压实基土,减小土体孔隙率,降低土体透水性。
  ②对于冻胀性较大的基土,采用更换基土方法。
  ③采用苯板的导热系数较小,降低基土的冻胀量[1]。
  4.4 采用适当的渠道断面
  通过对渠道受力分析,不同断面的渠道受力情况不同[2],U型断面渠道较梯形断面受力较好。混凝土衬砌体在冻胀力作用下将向上滑动,从而产生一定的冻胀位移量,使渠基土壤对U型混凝土渠道的有效冻胀力和有效冻结约束减小,衬砌体内力值减小,抗裂强度提高,达到混凝土渠道防冻胀破坏的目的。
  合理设置伸缩缝和止水设施以及填充柔性材料。一方面可以减少渠道水分渗透到土体里,另一方面可以增加渠道对冻胀变形的适应能力。
  5.结语
  混凝土渠道是一项投资相对较大的输水形式,而冻胀破坏是其破坏的最主要原因。在渠道冻胀防治过程中只有结合工程实际情况,因地制宜采取与之对应的有效措施,从工程建设至运行管理各方面对渠道冻胀问题有效进行有效处理,才能有效提高渠道输水系数,真正做到节约用水。
  [1]胡亮,余剑英,等,挤塑聚苯乙烯保温板在南水北调渠道工程中的应用研究[J]南水北调与水利科技,2009,(7)
  [2]郑源,汤骅等,U型复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型研究[J]中国农村水利水电,2013年第11期,80-84
  作者简介:荆瑞丽,女,汉族,1987年6月出生,籍贯:河南省鹤壁市。2012年7月毕业于华北水利水电大学,硕士研究生,水工结构工程专业。2012年7月参加工作,助理工程师。

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