白玉杰

(宁夏固海扬水管理处宁夏中卫751700)

【摘要】在严寒地区,防渗渠道因冻胀破坏而使防渗失败,渠道渗漏冻胀严重的现实问题。在防渗渠渠道建设中把防渗与防冻胀同时考虑,本文从分析混凝土防渗渠道冻害成因入手,提出了防治冻害的措施。

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关键词 防渗渠道;冻害;维修

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Bai Yu-jie

【Abstract】At the strict and cold region, defend a Shen outlet because of jelly burst open bad but make to defend Shen failure, the outlet seep into jelly bulge severity of reality problem.In defend the Shen dike outlet construction defend Shen with defend jelly bulge in the meantime consideration, this text from analysis the concrete defend a Shen outlet jelly to harm because of commence, put forward prevention and cure jelly to harm of measure.

【Key words】Defend a Shen outlet;The jelly harm;Maintain

防渗渠道不仅可以节约用水,控制地下水,而且能够减少清除淤泥工程量,节省劳动力,达到提高灌溉效益,增产、增收的目的。新疆北部地区因冬季长,气侯寒冷,渠道发生冻胀是必然的自然现象。采取工程措施预防冻害,技术要求高,经济投入大,维护管理复杂。因此在冬季过后,抓好管护,选定正确技术方案进行维修,减少自然及人为破坏。

目前,混凝土防渗渠道应用越来越广泛,防冻害总是也显得越来越突出。在如此高寒气候环境下,混凝土防渗渠道冻害破坏十分普遍。不仅影响工程的正常运行和效益的发挥,也造成了人力、物力和财力的严重浪费。随着防渗衬砌渠道抗冻胀措施的不断发展,新材料和新结构的广泛应用,这方面的知识和经验也愈来愈丰富,为提高渠道抗冻衬砌的工程效益,需要因地制宜地采用多种方案进行比较,从中选择经济技术效益最优的抗冻衬砌形式。

1. 混凝土渠道防渗的主要特点

1.1防渗效果好,可减少渠道渗漏损失90%以上,提高渠水利用率。1.2 使用时间长,便于管理,一般情况下混凝土渠道可运行50年以上。高强度的混凝土能够防止马、牛、羊及破坏力较强的植物和其它外力的破坏,便于养护和节约管理费用。1.3 表面光滑,流速大,比土渠断面小,可减少工程量,节约土地,运行管理方便。1.4 使用的砂、石、水、水泥等建筑材料取材方便。1.5 与其它材料的防渗渠道相比抗冻融性强。当然现浇砼防渗渠道也存在不足,主要有以下缺点:在极度寒冷条件下有不规则局部表面冻融,对砂、石、水泥的质量及配合比有严格的要求,对成型时的坡差、表面光洁度、平整度要求较高,必须一次成型,否则将造成较大损失。

2. 混凝土渠道防渗冻害的原因分析 混凝土是由砂、石、水、水泥等材料组成的,这些材料具有一定的吸水性,又长期处在水的环境中,这些水分在负温条件下,体积会发生膨胀,经过多个冻胀,融化循环和应力的反复作用,最终导致混凝土的冻融破坏。混凝土(预制混凝土板),属于刚性材料,具有较高的抗压强度,但抗拉强度较低,适应拉伸变形或不均匀变形的能力较差。在冻胀力或热应力的作用下,容易破坏,其破坏形式归纳如下。①鼓胀及裂缝。在冬季,混凝土板与渠床基土冻结成一个整体,承受着冻结力、冻胀力,以及混凝土板本身收缩产生的拉应力等,当这些应力值大于混凝土板在低温下的极限应力时,板体就发生破坏。②架空隆起。在地下水位较高的渠段,渠床基土距地下水近,冻胀量大,而渠顶冻胀小,造成混凝土衬砌板大幅度隆起、架空。这种现象,一般出现在坡脚或水面以上0.5米坡长处和渠底中部。③滑塌。渠道衬砌的冻融滑塌有两种形式:其一由于冻胀引起混凝土板隆起架空,使得坡脚支承受到破坏,混凝土板垫层失去稳定平衡,因而基土融化时,上部混凝土板块顺坡向下滑移、错位、互相穿插、迭叠。其二渠坡基土融化期的大面积滑坡,使渠坡滑塌,导致坡脚混凝土板被推开,上部混凝土板塌落下滑。

3. 冻融的预防措施

3.1避免冻胀。①尽可能避开粘质土壤、松软土层、淤泥沼泽和高地下水位的地段,选择透水性较强的不易产生冻胀的地段,或地下水位埋藏较深的地段。将混凝土渠底冻结层控制在地下毛管水补给高度以上。②尽可能采用填方渠道。③选择渠线在地形较高的脊梁地带。④有渗水和地面回归水入渠的渠段,尽量有排水设施。⑤规划布置林带,多种柳树,因柳树根须发达,可以改善渠床基土环境,有利于防冻害。3.2要根据负气温统计资料,渠床基土的冻胀敏感程度,地下水埋藏深度以及施工管理的技术水平选用防渗防冻工程结构类型。3.3正确确定允许残余变形量。当衬砌体不遭受严重破坏,不影响渠道正常运行的残余变量称为允许残余变量,可以不用防渗防冻工程措施。加强渠道日常维护管理即可。要因地制宜的选用渠道衬砌形式。在条件许可时,尽量采用几种衬砌方式相互补充,提高防渗防冻效果。3.4 要切实抓好施工质量管理,保证混凝土衬砌体全面达到设计标准,处理好伸缩缝和止水,杜绝渠水通过伸缩缝渗入基土。3.5 尽量避免在渠道运行刚结束就进行防渗防冻工程施工,应保证土壤含水率和地下水位回落到理想范围内才施工。3.6 加强渠道运行期的巡视管理,避免超出设计标准引水。春季冻融交替期,挖方渠道要及时维修衬砌边坡滑塌破坏,高填方渠道要关注伸缩缝是否发生撕裂,造成衬砌体失稳现象。3.7 输水干渠应尽量远离灌溉地块、林带、灌水渠,减少灌水对干渠道基土补给水份。3.8 尽量在平均气温小于摄氏零度前停水,稳定超过摄氏零度后才通水运行。在春雪初融时,要加大渠道巡查,发现有冰雪堆积时必须及时清理冰雪,防止堆积过多对渠道局部产生过压、变形后冰雪水破坏止水浸入伸缩缝,造成局部冻融。4混凝土防渗渠道的修理 4.1 防渗渠道裂缝的修补方法

(1)表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于防渗层仍大致平整,无较大错位,裂缝较小的情况的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

(2)灌浆、嵌逢封堵法

灌浆法是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。

嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

(3)混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有:普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

4.2预制混凝土板防渗渠道砌筑缝的修补

预制混凝土板的砌筑缝,多是水泥砂浆缝,容易出现开裂、掉块等病害,如不及时修补,不仅加大渗漏损失,而且将逐渐加重病害,造成更大的损失。修补方法是:凿除缝内水泥砂浆块,将缝壁、缝口冲洗干净,用与混凝土板同标号的水泥砂浆填塞,捣实抹平后,保湿养护不得少于14天。 4.3 混凝土防渗板表层损坏的修理。

混凝土防渗板表层损坏,如剥蚀、孔洞等,可采用水泥浆修补。首先必须全部除掉已损坏的混凝土,并对修补部位进行凿毛处理,冲洗干净,然后在工作面保持湿润状态的情况下,先将砂浆用木抹子抹在修补的部位,反复压平,再用铁抹子抹光后,保湿养护不少于14天。当修补部位深度较大时,可在水泥砂浆中掺适量小石子,以减少砂浆干缩和增强砂浆强度。 4.4 混凝土防渗层的修补

混凝土防渗层损坏严重,如破碎、错位、滑动坍等,应拆除损坏部位,处更好土基土,重新填筑。填筑时要特别注意将新旧混凝土的接合面处理好。接合面凿毛冲洗后,需涂一层厚1mm的水泥净浆,才能开始填筑混凝土。填筑好的混凝土,要注意保湿养护。翻修中拆除的混凝土要尽量利用。如现浇板能用的部分,可以不拆除。预制板能用的,尽量重新使用。破碎了的混凝土,能用的石子,也可作混凝土骨料。 4.5 防渗渠道运行中的抢修。

渠道在运行过程中,出现局部决口、滑坡等情况时,应紧急停水或降低水位,同时用戈壁石子或土工编织袋装砂土堵塞等临时处理。待行水结束后,再进行正规修理。5结束语新疆作为水资源严重缺乏的地区,输水渠道的防渗是节水的关键。混凝土防渗渠道裂缝非常普遍,不少混凝土的破坏都是从裂缝开始的,严重影响工程质量和渠道的防渗效果。合理的处理裂缝,需要认真了解裂缝的产生时间、产生原因、产生部位,按照受损件的作用和裂缝的破损程度,采用合理的修补法修补裂缝。

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