渠道防渗防冻胀技术(4)

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㊂１．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㊂２．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㊂３．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㊂４．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㊂８２１。

渠道防渗抗冻胀技术研究进展滕华国0引言水是农业的命脉，也是整个国民经济和人类生活的命脉。

水资源状况和利用水平已成为评价一个国家、一个地区经济能否持续发展的重要指标。

我国是一个水资源相对贫乏的国家，年均降水量为630mm，低于全球陆面和亚洲陆面的降水量；年平均淡水资源总量为2.8万亿m3,人均占有水量仅2300m3，只相当于世界人均水平的1/4，居世界第109位，是世界上人均占有水资源最贫乏的13个国家之一；耕地水资源占有量28500m3/hm2，为世界平均数的4/5。

另外，我国水资源时空分布严重不平衡，降水东南多西北少，山区多平原少，雨量大致由东南向西北递减。

81％的水资源集中分布在长江流域及以南地区，长江以北地区人口和耕地占我国的45.3％和64.1％，而水资源却只占全国的19％，人均占有量为517 m3，相当于全国人均量的1/5和世界人均量的1/20，水资源与生产发展不相适应的矛盾突出，土地沙漠化趋势日趋严重。

尤其是西北干旱地区的新疆、青海等地的大面积戈壁滩，因无灌溉，也就没有农业。

农业节水不仅是我国国民经济和社会可持续发展所要求的，也是我国农业资源，尤其是水资源短缺、水土资源配置失衡等严峻形势所决定的。

农业节水对保障国家水安全、粮食安全和生态安全，推动农业和农村经济可持续发展，具有重要的战略地位和作用。

我国农业缺水的问题在很大程度上要依靠节水予以解决，加强对我国节水农业技术的研究，以科技创新促进生产力发展，建立与完善适合我国国情的现代节水农业技术体系，将成为促进我国节水农业可持续发展的重大战略举措之一。

灌溉渠道在输水过程中只有一部分水量通过各级渠道输送到田问为作物利用，而另一部分水量却从渠底、渠坡的士壤孔隙中渗漏到沿渠的土壤中，不能进入农田为作物利用，这就是渠道渗漏损失。

研究表明，没有衬砌的土渠，其渗漏损失约占总引水量的30％～50％，有的高达60％，这就是说，如果渠道不衬砌，灌溉用水的50％以上，将在渠道输水途中被渗漏掉。

渠道防渗工程的防治冻害措施防渗工程是否产生冻胀破坏，其破坏程度如何，取决于土冻结时水分迁移和冻胀作用。

而这些作用又和当是时当地的土质、土的含水量、负温度及工程结构等因素有关。

若采取措施消除或改善其中一个因素，就有可能防止防渗工程的冻胀破坏。

但是，渠道防渗工程多处于粘、粉质土壤上，渠水易与补给基土，衬砌体重量轻，抗冻胀能力弱，某些渠段无法避免自然和人为的不利条件，易与遭受冻害。

实践证明，防治衬砌工程的冻害，要针对产生冻胀的因素，根据工程具体条件采取综合措施。

即从渠系规划布置、渠床处理、排水、保温、衬砌的结构型式、材料、施工质量、管理维修等方面着手，全面考虑，采用适宜的防冻害措施。

Key words：engineering channels；prevent；freezing Measure現将实践中一些较为有效的冻害防治方法介绍如下。

1.回避冻胀回避冻胀是在渠道衬砌工程的规划设计中，注意避开出现较大冻胀量的自然条件；或者在冻胀性土区，注意避开冻胀对渠道衬砌工程的作用。

例如，采用埋入、置槽和架空渠槽等措施。

1.1 尽可能避开粘土、粉质土壤、松软土层、淤土地带、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。

将渠厎冻结层控制在地下毛管水补给高度以上。

1.2 尽可能采用填方渠道。

1.3 尽量使渠线走在地形较高的脊梁地带，避免渠道两侧有地面水（降水或灌排水）入渠。

1.4 在有坡面旁渗水和地面回归水入渠的渠段，尽量做到渠路、沟相结合，或者专设排水设施。

1.5 沿渠道外两侧应规划布置林带，最好是多种柳树，因柳树根须发达，密集伸向水源，可以改善渠床土基，有利于防冻害。

总之，在渠系规划设计中，要尽可能地控制渠道衬砌工程基土的水、土条件，以避免和减少衬砌工程的冻害。

1.6 埋入措施将渠道构造作成管或涵埋设在冻结深度以下的措施，即采用暗渠（管）输水。

可以免受冻胀力、热作用力等的作用，是一种可靠地防冻胀措施。

浅谈混凝土渠道的冻胀及防冻措施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，使渠道中水流下滲严重，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。

论灌区渠道防渗防冻措施发布时间：2021-01-28T10:06:37.963Z 来源：《工程管理前沿》2020年31期作者：唐天铎[导读] 结合当前灌区渠道的发展情况，从自身参与水利项目管理工作经验出发，分析了渠道老化破损的主要原因唐天铎甘肃省讨赖河流域水资源局摘要：结合当前灌区渠道的发展情况，从自身参与水利项目管理工作经验出发，分析了渠道老化破损的主要原因，并据此提出了关于渠道防冻防渗措施的方案，希望对于今后全方位提升灌区渠道工程管理水平有所帮助。

关键词：灌区渠道，防渗措施，防冻措施，渠道老化，渠道破损1 引言结合当前洪水河灌区多年来在渠道项目中所采用的防渗防冻措施进行探讨，结合自身参与灌区渠道防渗防冻项目的经验，论述了各种防渗防冻技术的优缺点以及适用范围，希望能给广大同仁起到一定的抛砖引玉的作用。

2 渠道老化破损的主要原因针对渠道工程老化破损问题进行分析，主要涉及到建筑物、渠道等两部分，具体来说，损坏特征表现为渗漏、边坡滑塌、冻害、沉陷裂缝、淤冲刷磨损以及钢腐蚀等问题。

究其原因则是多方面，但最为根本主要原因则是由于渗漏以及冻胀所造成。

如果不重视在渠道项目中的渗漏问题和冻胀破坏等情况，则会造成渠道项目的防渗、防冻能力逐步丧失，不利于实现水利项目具有较长的使用年限，难以符合工程安全运行的要求。

所以，只有充分重视渠道老化破损，并积极提出有效的灌区渠道防渗防冻措施，才能有效满足工程经济发展的要求。

3 关于渠道防渗措施的思考对于渠道防渗工作来说，主要涉及到混凝土防渗、浆砌石结合混凝土抹面防渗、塑料薄膜防渗、干砌石防渗、沥青护面防渗以及三合土护面防渗等类型。

从应用的实践情况来看，其中应用最多则是浆砌石防渗、混凝土衬砌防渗，这样能有效实现水利项目的抗冻胀能力得以提升。

在不同的区域中，不同的防渗技术具有不同的减少渗漏损失率。

在具体的防渗技术选择过程中，则一定要结合区域的实际需求，特别是灌区的资金投入、气象环境条件以及地质情况等。

针对碱土性较大的渠道冬季施工防冻胀技术碱土性较大的渠道在冬季施工中容易遇到防冻胀的问题。

防冻胀技术是碱土渠道冬季施工的关键环节之一，对保证工程的质量和进度具有重要意义。

碱土渠道的冻胀问题主要是由于土壤中的水分在低温下结冰而引起的。

当土壤中的水分结冰时，水分会膨胀，从而对渠道结构产生压力，导致渠道的破裂和变形。

为了防止这种情况的发生，需要采取一系列的防冻胀技术措施。

应合理选择渠道的施工时机。

在碱土地区，冬季的气温较低，水分结冰的可能性较大。

应尽量避免在寒冷的冬季进行渠道的施工，特别是在气温低于冰点的情况下。

如果无法避免在冬季施工，可以选择在气温相对较高的阳光充足的天气进行施工。

对渠道的基底进行加固处理。

碱土性较大的渠道容易出现软弱地基的情况，而软弱的地基在冬季易受到冻胀的影响。

在施工前应对渠道的基底进行加固处理，可以采用加固层或加筋梁等方式，提高基底的承载能力，减少冻胀的影响。

加强渠道的防水措施。

防水层是碱土渠道中防冻胀的重要环节之一。

在渠道施工前，应对渠道进行防水处理，以减少水分进入渠道内部的可能性。

可以采用防水胶料、防水涂料等材料对渠道进行涂覆，形成有效的防水层，减少水分结冰的可能性。

还应加强渠道的排水系统。

在冬季施工过程中，需要及时排除渠道内部的积水，以减少水分结冰的可能性。

可以设置排水管道或井，并定期清理，确保渠道内的水分能够及时排出，减少冻胀的发生。

需要加强渠道的监测和维护。

在渠道施工过程中，应配备专业的监测设备，对渠道的变形和应力进行实时监测，及时发现问题，并采取合适的措施进行修复和加固。

还需要定期对渠道进行维护和保养，及时处理渠道表面的破损和裂缝问题，防止冻胀的发生。

针对碱土性较大的渠道冬季施工防冻胀技术，应合理选择施工时机，加强渠道的基底加固和防水措施，加强渠道的排水系统，加强监测和维护工作，以实现渠道冬季施工的顺利进行，保证工程质量和进度。

科学技术创新2020.03灌区混凝土防渗渠道冻胀防治措施梁世亮（黑龙江省农垦牡丹江管理局水利工程管理分站，黑龙江密山158308）混凝土作为现代各工程当中最大宗的材料，以其良好的性能和稳定性被人们所广泛的推崇和应用，对于灌区防渗渠道来说，混凝土的质量直接影响其稳定性，所以其重要意义不言而喻。

然而对于灌区来说，防渗渠道长期处于外界环境当中进行工作，不仅自身会存在老化和磨损等情况，而且如果外界环境的温度发生变化，或是出现自然灾害等情况，都会对渠道的混凝土结构造成一定的影响，进而威胁防渗渠道的可靠性和安全性。

1混凝土防渗渠道的冻胀破坏形式混凝土是以水泥为主要胶凝材料，并与水、砂、石等材料进行配比后的人工合成物，在防渗渠道的使用当中，一旦出现冻胀现象，则直接会对其混凝土结构造成严重的影响或是伤害，其中主要表现形式大致有以下：1.1底板破裂开裂是混凝土出现问题的常见形式，一般来说，在防渗渠道的使用当中，如果外界环境发生变化，温度急剧下降，则会导致混凝土底板当中出现裂缝，而这些裂缝不仅影响渠道的正常工作，而且由于裂缝已经产生，并具有不稳定性，所以难免在未来的工作当中再次发生蔓延和扩张，致使渠道整体的质量受到影响，如果不能得到及时发现和解决，势必致使灌区的渠道出现严重隐患而引发故障，造成灌区内人身安全和财产安全受到威胁。

1.2隆起在灌区当中，一旦外界温度降低，则会引发周边地下水出现升高的情况，致使混凝土防渗渠道的地基隆起，进而造成渠道的整体结构失衡，并且稳定性不断下降。

地基作为灌区防渗渠道的根本，对于渠道整体具有保障作用，一旦由于外界温度变化而发生形变，势必导致其安全性能降低，并且在地下水渗透进入地基时，由于水资源具有不稳定性，一旦出现冻结和融化的情况，还会导致地基出现再次形变，造成渠道发生下沉、位移等情况发生，并且在这种情况发生后，如果不能及时得到解决，在次年冬季来临时，还会加剧隆起的问题，致使防渗渠道出现更大的故障，造成大量经济损失。