簡析農田水利混凝土渠道的凍脹及其維修

【摘要】在寒冷地區的混凝土施工過程中，混凝土結構經常會出現凍脹破壞現象，尤其是在渠道工程施工過程中，這種現象十分嚴重，因此需要采用相應的維修措施，對渠道凍脹破壞進行有效控制。本文簡述了農田水利混凝土渠道凍脹常見的現象，對農田水利混凝土渠道工程的凍脹原因及其維修進行了簡要分析。

【關鍵詞】農田水利混凝土渠道工程；凍脹；原因；現象；維修

混凝土是現代化工程項目施工中最常見的一種施工材料，其具有強度高、穩定性好、質量好等優點。但是農田水利混凝土渠道工程在施工過程中容易受到外界環境因素的限制，導致其出現裂縫、凍脹等質量問題，極不利于整個工程的施工質量。基于此，以下就農田水利混凝土渠道凍脹及其維修進行探討。

一、農田水利混凝土渠道凍脹常見的現象

1、現澆混凝土底板出現破裂。在寒冷的冬季，溫度較低，若施工人員對于渠道并沒有設置縱向分縫，那么極有可能因為溫度過低而導致混凝土底板出現裂縫現象。一般來說，裂縫大多分布在渠道底部的中心線位置，其寬度約為0.1～1cm左右，長度較長，不具有規律可循，甚至還有一些裂縫貫通整條渠道，這對于渠道的正常使用產生嚴重的影響。

2、混凝土板發生隆起。在混凝土工程施工過程中，不僅受到溫度因素的影響，還會因為地下水位過高而導致混凝土板出現隆起現象。在渠道工程施工過程中，若發現地下水位過高，那么其凍脹現象也就較為嚴重，而在渠道頂部的凍脹程度也就相對比較低，最終導致混凝土板出現隆起現象。一般來說，混凝土板出現隆起的高度在1～4cm之間，等到春季之后，這種隆起現象會有一定的好轉，但并不能夠恢復到原來情況。并且當渠道出現隆起之后，地基土中含有大量的水分，當開春之后，地基土中的水分會隨著外界環境因素的影響而不斷溢出，這就導致渠道的細砂墊層出現位移等現象，且加大了混凝土板的荷載。再次到寒冷的冬季，該處必然還會出現凍脹現象，最終出現滑坡，影響到整個工程的質量。

3、預制混凝土板出現鼓脹、滑塌。所謂預制混凝土板出現鼓脹現象主要是由于預制板中幾塊出現鼓起現象，這種鼓脹的高度一般不超過2～6cm，當出現這一現象之后，技術人員必須要及時對其進行處理，否則就會出現滑塌現象，致使整個預制混凝土板失去平衡，最終影響到整個工程的質量。

二、農田水利混凝土渠道工程的凍脹原因分析

農田水利混凝土渠道工程在處理凍脹現象之前，首先應當對其產生的原因進行全面分析。 造成渠道工程出現凍脹現象的原因主要是由于土體結構中的水分結成冰，此時體積因擴張而導致土壤的顆粒發生位移，此時在受到周邊建筑物的影響，導致其產生較大的凍脹力，導致整個建筑物出現變形。尤其是在寒冷的冬季，地下水同樣會收到外界溫度的影響，導致其凍脹現象越來越嚴重。由此可以看出，造成渠道工程出現凍脹現象主要受到地基土的含水量、地下水的基本特征以及土壤特性等多種因素的影響。

1、設計原因。農田水利混凝土渠道的渠底是最易受凍脹破壞部位。有些小斷面渠道，渠底現澆混凝土板未設計縱縫，因底板兩側受邊坡擠壓，中部受到拱力作用，無法釋放，稍有凍脹或滑坡，底板中部就成為數力集中作用點，可輕易折斷，在渠底形成一條長長的裂縫。渠底未設縱縫的混凝土現澆渠道普遍發生這種破壞，破壞情況往往較嚴重。

2、細砂墊層含粉土量偏高的原因。為了有效防止凍脹破壞，可以進行設墊層替換凍脹土的操作，風積砂具有高系數的導溫系數，透水性比較強，屬于弱凍脹土。因為管區內風積砂的分布較多，所以防滲渠道都要采用風積砂做墊層，其粉土的含量設計不能超過5%，由于部分風積砂源含粉土量偏高，有的高達17%，其本身已經屬于凍脹土，用于渠道的墊層，無法起到防凍漲的作用等。

3、渠基上抬高度不足的原因。老渠改建和老渠一側新建的渠道，受地形限制，往往不能上抬足夠高度。渠道因處常年灌溉區內，沿線地下水位較高，渠基土層水分補給充分，致使基礎含水量較高。凍結過程中，地下水受溫差產生的滲透力作用，沿毛細管源源不斷地上升積聚，不斷加大基土凍脹量，對渠道防滲面板產生較大的凍脹作用。實際表明，這些渠段的凍脹破壞比較普遍，也較為嚴重。

4、渠堤密實度不夠原因。部分由民工填筑完成的渠道，渠堤密實度達不到設計要求，薄弱環節較多。因土體密實度較低，地下水易受毛細管作用而大量上升，使渠堤含水量迅速地大量增加，凍結過程中可產生較大的凍脹力。春季化凍時，這些渠堤易受外溢水滲透力作用而發生變形，嚴重者產生滑坡和流土破壞，危及渠道安全。

三、農田水利混凝土渠道凍脹的維修措施

農田水利混凝土渠道凍脹的維修措施主要有：（1）修建截、排水系統。在地下水位較高的地段，尤其是挖方渠段，可采取在渠旁修建截水、排水溝的辦法切斷基土水的外補給來源。截水、排水溝可做成明溝或暗溝，從地形和占地方面考慮，暗溝較為合適。（2）改善渠道運行方式，加強田間灌溉管理。利用原有土渠進行冬灌，盡量減少基土水分的內補給量。同時，應加強田間灌溉水的調度管理，勿使超灌，控制入冬前灌區地下水位的上升。（3）及時維修。凍脹隆起的土體，體積較原先增大，且含冰夾層和冰晶體，凍脹現象往往一年比一年嚴重。不及時治理，將導致渠道更為嚴重的破壞。維修應遵循“重傷不拖延，輕傷不放過，合理安排，逐步解決”的原則，具體辦法主要有：a.置換凍脹部位的不合格墊層，基土含水量較高、凍脹部位較為嚴重的部位，可加厚至凍層厚度；b.修補損壞的板間分縫和防滲塑膜；c.對變形嚴重的渠堤挖開重新填筑，提高土體密實度；d.鑿開現澆混凝土底板中心裂縫，使縫寬達到2厘米，用適應變形較好的聚乙烯塑料膠泥灌縫。

結束語

農田水利混凝土渠道工程中對渠道做好凍脹防治工作有利于渠道工程的正常使用，有利于避免水資源的浪費，達到理想的使用效果，因此對農田水利混凝土渠道工程凍脹及其維修進行分析具有重要意義。

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