混凝土预制板防渗渠冻害原因及防止措施

混凝土预制板防渗渠冻害原因及防止措施为解决混凝土预制板防渗渠的冻害影响，近年来我们对伊犁河谷垦区农业团场防渗渠进行了全面的调查，查找冻害成因并制订了相应的防冻措施一■、冻害原因伊犁河谷垦区农业团场属寒冷地区，防渗渠渠底、渠帮的土方基础面与预制板之间有水而冻结水的体积膨胀，造成渠底断裂，渠帮的预制板变形、断裂春季冻土溶化，预制板不能完全复位，预制板外表及周围板缝的微小孔中水分冻结、溶化，冻融反复交替，造成预制板外表及周围剥蚀造成冻胀的因素主要有三个方面，第一是土质一般粘性土壤冻胀量最大,砂性土壤最小o粘性土壤粒径为毫米的土冻胀较轻，以毫米的土冻胀性最强粒径再小的粘土，因土粒间隙小而透水性不良，冻胀性反而小从浸透系数方面，10-3—10-6厘米/秒的土壤能够冻胀，大于或小于这一范围的土壤难以冻胀第二是水分土壤冻结过程中，土壤含水量、地下水位上下，以及有无外部水源补给与其冻胀程度有关土壤中含水量大，地下水位接近冻胀面，水分转移条件充足，冻胀性较强；无水源补给，使土壤中孔隙水冻结，一般冻胀不大第三是低温一般负温总量（冬季日平均负温的总和）大，土层冻结深度就大负温总量也就大负温随时间改变不同，对冻深和冻胀发展过程的影响也不同当气温缓慢下降，负温持续时间较长时，未冻结区水分不断向冻结区迁移积蓄，形成土层中冰夹层时，土层的冻结度就大，冻胀就严峻若气温骤降，冷却强度大，表层冻结面快速向下发展，土层毛细管被冰晶体堵塞，水分来不及迁移，冻胀也就小季节性冻土解冻后，使土粒间冰的粘聚力消逝，造成土体结构破坏，对防渗渠造成破坏

二、冻害现状

1.水泥勾缝开裂、脱落预制板防渗渠在运用中，雨水、雪水从渠堤渗入，预制板砂石垫层及土壤中积聚水分，冬季冻胀引起预制板鼓胀，、变形，造成预制板之间的勾缝开裂、脱落

2、渠帮板鼓胀、滑脱渠水从预制板勾缝损坏的缝隙中渗入到预制板后砂石垫层中，并将泥沙带入垫层，使垫层中泥沙沉积，泥沙中积存有肯定的水分，冬季冻胀造成预制板鼓胀、滑脱而渠道上口处的预制板与砂石垫层及土壤接合部位常有鼠、蚁打洞筑穴，雨水、雪水渗入，将导致预制板冻胀、冻裂

3.渠底混凝土板断裂由于渠底变形、凸凹不平，凹处存水，冬季结冰，冰压力与板后冻土压力形成剪力，混凝土板在受剪力作用下断裂损坏同样，水进入渠底砂石垫层中也会引起渠底冻胀，产生断裂、变形、凸凹不平

4.闸室底板断裂、鼓胀，闸墩倾斜、断裂由于水浸透到闸室混凝土板下，将泥沙带入闸底板下的砂石垫层中，泥沙中含有肯定的水分，冬季冻胀使闸底板断裂、鼓胀变形，闸墩倾斜、断裂，闸门启闭困难

5.混凝土板外表剥蚀由于冬灌或雨水、雪水致使入冬前混凝土板外表微小孔隙中含有肯定水分，冬季结冰，春季昼融夜冻，冻融交替，导致混凝土板外表产生剥蚀

三、防冻措施

1.渠床换填处理法对于易汲取水分、冻胀性强的土质，可以采纳换填法处理渠床，如在预制板边坡及渠底处换填砂石料，换填深度约为冻结深度的2/3,砂石颗粒为

0.5—5厘米在冻深较厚的地区换填的垫层下应有畅通的排水设备，以更好地发挥抗冻效果

2.压实法压实基土可使土壤地干容量增加，孔隙率降低，透水性减弱，从而削减冻胀变形压实法有原状上压实和翻松土压实两种，前者压实深度小，后者压实深度大对于疏松、多隙的强湿性黄土，可先浸水，使其渐湿下陷后再进行夯实

3.防修排水法此法是通过防止渠水渗漏及地面径流渗入，排解、降低和截断地下水对冻结层补给，到达防治冻害的目的排水系统的形式如下

①暗管排水在渠底设纵向排水暗管，汇合地下水和渠道渗水，由横向排水管道把水排至渠道附近低洼处或直接由纵向管道排到渠道的跌水下游

②盲沟排水这是由渠坡上横向引水盲沟和沿坡脚或渠底中轴线的纵向集水盲沟组成的排水系统其作用是排解渠道渗水，横向排水沟可设在伸缩缝下面用砂石或碎石填塞纵向集水盲沟内应填较大卵石或块石，以利于排水

③竖井排水是利用竖向排水井连通渠垫层和深层砂石透水层的排水形式，在水流方向每隔25米设一道竖井与土层下砂石层连通（竖井施工时必需将土层去除洁净，挖至到砂石面层，以利渗水）竖井断面为米，内填卵石

4.隔热保温将隔热保温材料铺设在预制板反面，隔断下层土的水分补给，提高渠底地温，减轻或消退寒冷因素，到达抗冻目的隔热保温材料有泡沫聚苯乙烯、泡沫水泥、沥青、炉渣等

5.转变结构形式

①肋梁板型在预制水泥板下每隔1米处加一横断面为矩形的肋梁，梁高20厘米，宽10—20厘米，这中板的刚性强，抗冻性好

②梯形板这种板的周围都是肋梁为预制混凝土装配结构，它的特点是可利用板下空间的空气起保温作用同时也可以利用空间消纳土基冻胀所产生的变形，因肋梁的约束作用，使其抵抗冻胀破坏力量增加

③板膜结合型在预制水泥板下铺隔水膜，如塑料薄膜、土工膜等，使板膜联合防渗，从而更有效地减轻冻害

6.闸墩防冻措施

①深埋基础通过增加墩桩的埋入深度，提高抗冻力量，一般小型闸门墩桩在满意强度和稳定性要求的同时，应埋入冰冻层以下

0.5米为宜

②锚固型基础在最大冻土层以下，把墩桩底部基础扩大，利用冻胀反力对基础的锚固作用，到达消退冻胀力，防止冻害

7.其它措施

①在土壤封冻前15天左右停水，以使预制板砾石垫层中水分控干,削减冻害

②按时修理渠道损坏部分，削减水的渗漏补给

③去除渠道内的淤积物，防止渠内积水，尽量保持渠内枯燥

④按时修补压实损坏的渠堤，保持渠堤土壤密实对鼠、蚁穴洞用土填埋，用钢钎捣实，防止雨水、雪水渗入砂石垫层

⑤在寒冷地区可对渠道重点部位（如闸室）实行盖草等保温措施，防止冻害。