浅谈混凝土防渗渠道冻害破坏及防治措施.pdf

l 7 0 内 蒙 古 水 利 2 0 1 1年第 2期( 总第 1 3 2期 ) 【 冻 害 防 治 】 浅谈混凝土防渗渠道冻害破坏及防治措施 宋 广 强 ( 喀什叶尔羌河勘测设计院， 新疆 喀什 8 4 4 7 0 0 ) ( 摘要) 文章从混凝土防渗渠道冻害的破坏形式入手， 分析产生冻害破坏的原因， 提出了防治冻害方法。 [ 关键词] 混凝土； 冻害破坏； 防治措施 中图分类号： T v 6 9 8 ． 2 文章标识码： 1 3 文章编号： 1 0 0 9— 0 0 8 8 ( 2 0 1 1 ) 0 2— 0 1 7 0— 0 1 新疆维吾尔 自治区喀什地区叶城县冬季漫长， 结冰期可达 1 0 0 d左右 ， 严寒 日达 5 0 d ， 多年 来实 测 最大 岸边 冰厚 3 8 c m ( 1 9 8 3年) ， 一般年份为 2 0 C IT I 左右。平均年最大冻土深度为 0 ． 7 5 n l 。在如此高寒气候环境下 ， } 昆 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。 1 冻害破坏的形式 1 ． 1 现浇混凝土底板 断裂 普遍发生在板块较大未设纵向分缝渠道， 边板板块过大容 易造成不均匀沉降产生裂缝， 底板裂缝位于渠底 中心线附近， 缝宽一般在 0 ． 1 ～1 c m延续较 长。 1 ． 2 浇混凝 土板隆起 混凝土板 自纵、 横向分缝处隆起， 隆高 1— 3 e m， 多发生在 渠底 和边坡 中下 部 ， 尤 以底部 为甚。开春 化冻 后 ， 有 不 同程度 的复位， 但基土富水渠段因冻冰融化 ， 融化时垫层细沙 自受到 破坏的分缝溢出， 引起细沙垫层移动下坠， 挤拱下部面板。次 年， 再经冻胀， 面板隆起更高， 板间受力失衡， 易产生滑坡。 1 ． 3 预 制混凝土板鼓胀 、 滑塌 预制板的连片鼓起， 鼓胀高度 2～5 c m， 勾缝砂浆与板分 离。多发生在渠底和边坡下部。有些部位因鼓起较高， 板间受 力失衡 ， 致使边坡滑塌。春季化冻时， 垫层细颗粒受外溢水渗 透力作用而移动， 造成垫层变形， 再经冻融， 更易发生边坡垮 塌 。 2 冻害破坏的原因分析 土中含有水才会产生冻胀， 土冻胀的原因是水冻结成冰使 体积膨胀 ， 其膨率为 9 ％， 同时， 土在冻结过程中， 非冻结区的水 分会向冻结区迁移， 使冻结土的含水量显著增加， 这就造成某 些工程产生很大的冲胀量。影响土冻胀的因素很多， 主要有以 下因素。 2 ． 1 土体类型 一 般细粒土冻胀严重， 因这类土中毛细管发达， 在冻结时 毛细管成为地下水 向冻结 区迁移的通道， 使冻结 区的水分增 加， 故这类土体冻胀量最大。 t 2 ． 2 水 的因素 水是使土体产生冻胀的主要因素， 在外部水源补给时， 水 分通过毛细管向冻结区迁移聚积成冰晶， 引起严重的冻胀， 无 水源补给时， 仅土中孑 L 隙冻结 ， 一般冻胀不大 ， 所 以， 地下水位 的高低对土的冻胀影响较大。 2 ． 3 温度 因素 负温总量大， 土层的冻结浓度就大， 从 而冻胀总量也大 ， 在 气温缓慢下降且负温持续时间较长的条件下 ， 非冻结区的水分 不断向冻结区迁移积聚， 能在土层中形成夹层 ， 形成的土层冻 结深度大， 冻胀较严重。季节性冻土对混凝土渠道的破坏非常 严重 ， 地基土冻胀时， 使混凝土渠道整体上抬、 倾斜和位移， 冻 土融化时又使工程结构发生裂缝、 变形和倾斜 ， 这种破坏的主 要原因是土经过冻融之后发生的不均匀变形。 3 冻害破坏的防治方法 混凝土渠道防渗冻害有两种破坏： 一是对} 昆 凝土渠道本身 冻融破坏 ； 二是基础土壤冻胀对防渗体结构的破坏。对于混凝 土防渗体本身所受冻融破坏的冻害防治， 主要是通过提高防渗 体} 昆 凝土抗冻标号来实现。对于基础冻害的防治主要从土体 冻胀必须具备的条件人手， 采用一定的措施 ， 削弱产生冻胀的 条件 ， 从而抑制冻胀 ， 减少产生冻害。 3 ． 1 压实法 首先， 要掌握土层冬季的冻层深度， 然后， 根据冻层土深度 将渠道表层土分层压实 ， 干密度压实要求达到 1 6 5 0 k g ／ m 施工 要求 ， 在冬季， 冻层土的膨胀量就会变小， 从而达到防治冻害的 目的。 3 ． 2 排水法 在渠底冻层下设置纵、 横向暗管排水系统( 排水管可采用 带级配的反滤沙石料也可用波纹塑料管或土工织物等新材料) 降低地下水位和基土含水量 ， 把渠底冻结层中的重力水或渠道 旁渗水排出渠外。 3 ． 3 隔水法 在衬砌板下采用埋藏式隔膜( 如土工膜 、 塑料薄膜、 沥青油 毡等) 隔断地下水对冻层的补给以减小渠床的冻胀量。 3 ． 4 换土法 浅谈混凝土结构加固改造方法刘志杰 1 7 l 【 混 凝 土 】 浅谈混凝土结构加固改造方法 刘 志 杰 ( 内蒙古电力勘测设计院， 内蒙古 呼和浩特 0 1 0 0 2 0 ) [ 摘要] 随着我国民用和工业建设的快速发展 ， 许 多混凝土结构 出现使 用， 功能改变或 不同程度 的损伤 ， 为 了使这些混凝土结构继续使 用， 必须进行结构的加 固和改造 。文章介绍 了几种不 同的加 固 方 法 。 [ 关键词] 混凝土； 加固方法 中图分类号： T U 3 7 文章标识码： B 文章编号： 1 0 0 9—0 0 8 8 ( 2 0 1 1 ) 0 2— 0 1 7 1 —0 2 我国已经进人民用和工业建设快速发展 的阶段 ， 但 随之而来的是许多已完工或正在建设 中的建筑由于建 造年代、 使用年限、 设计和实际使用功能上的差别 ， 遭受 各种人为或 自然灾害等因素的影响， 使其使用功能改变 或受到损伤， 因此， 必须进行结构的加固和改造。 l 加大截面加 固法 加大截面加 固法是在原有混凝土构件表面新做钢 筋混凝土或钢筋网砂浆层 ， 增大原混凝土构件 的截面 面积 ， 来提高混凝土结构 的承载能力。该方法是一种 应用较广 的传统 的加 固方法 ， 施工工 艺简单、 适应 性 强 ， 并具有成熟 的设计 和施工经验 ， 适用 于基础 、 梁、 板 、 柱 、 墙等混凝土构件的加固。但这种方法也有一些 缺点 ， 比如， 现场施工 的湿作业时问长 ， 对生产和生 活 有一定的影响 ； 加 固后的建筑物净空也会有一定 的减 小 ； 新旧混凝土之间存在一个结合面， 这个结合面粘结 强度 比整体混凝土的粘结强度低 ， 需要采取植筋等施 工技术措施来弥补。 2 外包钢加 固法 在土壤含水率高的地区， 于密度无法达到设计要求 ， 可采用 换土法， 根据冻层深度 ， 用含水率较低的土壤将原土置换， 使冻 层土的干密度达到设计要求。 3 ． 5 加料法 在基础土中加人石灰、 沙子， 组成三合土 、 四合土， 可降低地 基土的含水量 ， 提高干密度。 3 ． 6 保温法 在衬砌板下设置隔热保温材料( 聚苯乙烯泡沫塑料板) ， 隔 断下卧土层的水分补给， 从而减轻或消除渠道的冻深和冻胀 ， 以 达到防冻害的目的。 3 ． 7 植树法 工程竣工后， 在防渗渠道的堤岸植树， 用生物排水法降低渠 基水分。树木根系发达， 呈网状盘结， 可使基土成为非冻胀纤维 土 ， 同时， 根须还可吸收土体中的水分和阻断土壤毛细管水上升 通道 ， 降低基土含水量。 3 ． 8 综合措施法 在实际工作中， 仅采用单一的措施难免使混凝土衬砌渠道 冻害得不到遏制， 可将几种措施综合在一起达到彻底消除冻害 的目的。如在混凝土板下加塑膜、 膜下加垫层的复合型结构形 式在防治渠道冻害中收到了良好的效果。 4结 语 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。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。 参考文献 [ 1 ] 郭元裕． 农田水利学[ M] ． 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 O 4 [ 2 ] 渠道防渗技术[ M] ． 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 3 ( 编校 ： 杨亚军 ) 作。 收稿日期： 2 0 1 1 — 0 1 — 2 0 作者简介： 宋广强( 1 9 8 2 一) ， 助理工程师， 从事勘测设计工