論文關鍵詞：混凝土 渠道防滲 凍害原因分析 防治維修
論文摘要：新疆兵團農三師前進、小海子灌區幾年以來，在新疆塔里木河流域綜合治理和大型灌區續建配套與節水改造項目中實施的前進水庫放水渠，小海子中乾渠，英爾曼支幹渠，48團、50團、53團乾渠混凝土防滲工程設計施工中，普遍採用換填戈壁、風積砂墊層，增加苯板保溫層等技術保證措施，混凝土防滲渠道執行情況基本良好，達到了防止混凝土防滲渠道因爲凍脹而遭受破壞的目的。
0 引言
混凝土渠道防滲具有一次性投資比較大，防滲效果好，執行安全的特點。是目前新疆兵團農三師前進、小海子灌區普遍採用的一種渠道防滲技術措施，在塔里木河流域綜合治理和大型灌區續建配套與節水改造項目的實施中起到了節約用水、提高水資源利用率、改善自然環境的作用。
1 混凝土渠道防滲凍害的原因分析
混凝土是由砂、石、水、水泥等材料組成的，這些材料具有一定的吸水性，又長期處在水的環境中，這些水分在負溫條件下，體積會發生膨脹，經過多個凍脹，融化循環和應力的反覆作用，最終導致混凝土的凍融破壞。混凝土（預製混凝土板），屬於剛性材料，具有較高的抗壓強度，但抗拉強度較低，適應拉伸變形或不均勻變形的能力較差。在凍脹力或熱應力的作用下，容易破壞，其破壞形式歸納如下。①鼓脹及裂縫。在冬季，混凝土板與渠牀基土凍結成一個整體，承受着凍結力、凍脹力，以及混凝土板本身收縮產生的拉應力等，當這些應力值大於混凝土板在低溫下的極限應力時，板體就發生破壞。②架空隆起。在地下水位較高的渠段，渠牀基土距地下水近，凍脹量大，而渠頂凍脹小，造成混凝土襯砌板大幅度隆起、架空。這種現象，一般出現在坡腳或水面以上0.5米坡長處和渠底中部。③滑塌。渠道襯砌的凍融滑塌有兩種形式：其一由於凍脹引起混凝土板隆起架空，使得坡腳支承受到破壞，混凝土板墊層失去穩定平衡，因而基土融化時，上部混凝土板塊順坡向下滑移、錯位、互相穿插、迭疊。其二渠坡基土融化期的大面積滑坡，使渠坡滑塌，導致坡腳混凝土板被推開，上部混凝土板塌落下滑。
2 混凝土渠道防滲防治凍害的措施
混凝土渠道防滲是否產生凍脹破壞，其破壞程度如何，取決於基土凍結時水分遷移和凍脹作用。而這些作用又和當時當地的'土質、土的含水量、負溫度及工程結構等因素有關。若採取措施消除或改善其中一個因素，就有可能防止混凝土的凍脹破壞。但是，混凝土渠道防滲多處於粘質土壤上，渠水易於補給基土，混凝土板體重量輕，抗凍脹能力弱，某些渠段無法避免自然和人爲的不利條件，易於遭受凍害。實際上，採取單一措施達到不凍脹的目的，是難以做到的。實踐證明，防治混凝土渠道的凍害，要針對產生凍脹的因素，根據工程具體條件採取綜合措施。從渠系規劃佈置、基土處理、排水、保溫、襯砌的結構形式、材料、施工質量、管理維修等方面着手，全面考慮，採用適宜的防凍害措施。現將實踐中一些較爲有效的凍害防治方法介紹如下。
2.1 避免凍脹 避免凍脹是在混凝土渠道防滲工程的規劃設計中，注意避開出現較大凍脹量的自然條件，或者在凍脹性土區，注意避開凍脹對渠道混凝土的作用。①儘可能避開粘質土壤、鬆軟土層、淤泥沼澤和高地下水位的地段，選擇透水性較強的不易產生凍脹的地段，或地下水位埋藏較深的地段。將混凝土渠底凍結層控制在地下毛管水補給高度以上。②儘可能採用填方渠道。③選擇渠線在地形較高的脊樑地帶。④有滲水和地面迴歸水入渠的渠段，儘量有排水設施。⑤規劃佈置林帶，多種柳樹，因柳樹根鬚發達，可以改善渠牀基土環境，有利於防凍害。
2.2 削減凍脹 渠牀基土在凍脹消融的反覆作用下，產生凍脹累積或變形情況時，可採用適宜的削減凍脹的措施，將基土的最大凍脹量削減到混凝土結構允許變位範圍內。①換填法。在凍結深度內將混凝土板下的凍脹性土換成非凍脹性材料如戈壁石、風積砂的一種方法。戈壁石、風積砂墊層本身不會產生凍脹，而且能排除滲水和阻止下層水分向表層凍結區遷移。所以換填墊層能有效地減少凍脹，防止凍害現象的發生。換填的戈壁石、風積砂墊層，粘土雜質含量一般不宜於大於5%，特別是換填層有飽水條件凍結時，必須保證凍結期換填層有排水出路。若混凝土板縫滲漏水或傍滲水的含泥量足以能污染換填層時，應在換填層外圍設定一層土工薄保護。②隔熱保溫。將隔熱保溫材料佈設在混凝土板襯砌體背後，減輕或消除寒冷，並可減少換填墊層深度，隔斷下層土的水分補給，從而減輕或消除渠牀的凍深和凍脹。隨着化學工業的發展，苯板等新型保溫材料的開發，目前在採用新疆兵團混凝土渠道防滲工程中普遍採用，對削減凍深和凍脹的效果良好。這種保溫材料具有自重輕，強度高，吸水性低，隔熱性好，運輸和施工方便等優點。③壓實法。可使基土的幹密度增加，孔隙率降低，透水性減弱。密度較高的壓實土凍結時，具有阻礙水分遷移、聚集，從而削減甚至消除凍脹的能力。
3 混凝土防滲渠道的修理
3.1 現澆混土防滲渠道的裂縫修補 當混凝土防滲渠道發生裂縫後，只要混凝土表面大致平整，無較大錯位時，如縫寬小，可用過氯乙烯膠液塗料粘貼玻璃絲布的方法，進行修補。較大的渠道裂縫，可用填塞的方法修補。①清除縫內、縫壁及縫口兩邊的泥土、雜物，使清潔、乾燥。②將煤焦油瀝青或塑料膠泥填入縫內，填壓密實，使表面平整光滑。
3.2 預製混凝土板防滲渠道砌築縫的修補 預製混凝土板的砌築縫，多是水泥砂漿縫，容易出現開裂、掉塊等病害，如不及時修補，不僅加大滲漏損失，而且將逐漸加重病害，造成更大的損失。修補方法是：鑿除縫內水泥砂漿塊，將縫壁、縫口沖洗乾淨，用與混凝土板同標號的水泥砂漿填塞，搗實抹平後，保溼養護不得少於14天。
3.3 混凝土防滲板表層損壞的修理 混凝土防滲板表層損壞，如剝蝕、孔洞等，可採用水泥漿修補。首先必須全部除掉已損壞的混凝土，並對修補部位進行鑿毛處理，沖洗乾淨，然後在工作面保持溼潤狀態的情況下，先將砂漿用木抹子抹在修補的部位，反覆壓平，再用鐵抹子抹光後，保溼養護不少於14天。當修補部位深度較大時，可在水泥砂漿中摻適量小石子，以減少砂漿幹縮和增強砂漿強度。
3.4 混凝土防滲層的修補 混凝土防滲層損壞嚴重，如破碎、錯位、滑動坍等，應拆除損壞部位，處更好土基土，重新填築。填築時要特別注意將新舊混凝土的接合面處理好。接合面鑿毛沖洗後，需塗一層厚1mm的水泥淨漿，才能開始填築混凝土。填築好的混凝土，要注意保溼養護。翻修中拆除的混凝土要儘量利用。如現澆板能用的部分，可以不拆除。預製板能用的，儘量重新使用。破碎了的混凝土，能用的石子，也可作混凝土骨料。
3.5 防滲渠道執行中的搶修 渠道在執行過程中，出現局部決口、滑坡等情況時，應緊急停水或降低水位，同時用戈壁石子或土工編織袋裝砂土堵塞等臨時處理。待行水結束後，再進行正規修理。
4 結束語
新疆兵團農三師前進、小海子灌區幾年以來，在新疆塔里木河流域綜合治理和大型灌區續建配套與節水改造項目中實施的前進水庫放水渠，小海子中乾渠，英爾曼支幹渠，48團、50團、53團乾渠混凝土防滲工程設計施工中，普遍採用換填戈壁、風積砂墊層，增加苯板保溫層等技術保證措施，混凝土防滲渠道執行情況基本良好，達到了防止混凝土防滲渠道因爲凍脹而遭受破壞的目的。起到了節約用水、提高水資源利用率、防滲效果顯著、改善自然環境的作用。