寒區水利工程凍害防治技術

柴繼紅

摘 要：在寒區水利工程建設的過程中，凍害問題一直都是一個無法徹底解決的問題，同時這一問題也受到了很多人的關注與重視，很多專業人員和專職部門在日常的工作中都做了一定的研究.但是在最近幾十年還是沒有非常大的進展和突破，這也成為寒區水利工程建設中一個非常大的限制，所以我們必須要采取有效的措施加以解決。本文主要分析了寒區水利工程凍害防治技術，以供參考和借鑒。

關鍵詞：寒區；水利工程；凍害防治技術；分析；解決方案

在水利工程建設發展的過程中，寒區的水利工程建設和發展都存在著非常強的滯后性，如果站在國內的角度來看，普通地區的水利工程建設水平要比寒區領先20年左右，從五年計劃當中我們就可以得出這一結論，在“十五”期間，水利工程灌溉技術方面比較重視的是管理模式的論證工作。而在寒區水利工程建設的過程中，正在做的就是這項工作，而出現這一問題最為主要的因素就是其地理區位并不是非常好，而其中一個重要的病害就是凍害。受到凍害的影響，工程在結構和尺寸的選擇等很多方面都要受到非常大的限制，如果從造價的角度上來說，寒區要比其他地區的造價至少高出3成。此外，技術實力也成為影響其健康發展的一個重要因素，在這樣的情況下，我們就需要在這一過程中采取有效的措施對其加以處理。

1 研究背景分析

在經濟建設和社會發展的過程中，我黨已經對三農工作做出了非常詳細的規劃，水利在農業發展的過程中占據著非常重要的位置，我國很多地區都是非常關鍵的商品糧基地，但是在這些地區當中，有很多都處在寒帶地區，這樣也就使其水利工程建設和發展的水平要比國家其他地區的發展水平更加滯后。最近幾年，我國政府給予了大量的資金和技術支持，這在很大程度上推動了農業灌溉技術管理模式的探索，但是水利工程在建設的過程中依然面臨著非常嚴重的凍害問題，這些凍害方面的問題會對工程的結構、造價和壽命等產生非常大的影響。在這樣的情況下，我們就應該在工程建設的過程中采取有效的方法處理好凍害，同時也必須要和專業人員共同的去努力和探索。

2 工程實踐分析

2005年某灌區干渠溢流堰工程，堰體為薄壁型，堰體長為12m，消力池寬7m，下設20cm墊層，末端水流束窄。設計中設計者按著嚴格的規范要求，充分考慮了凍脹的要求。堰體基礎底面位于凍深以下，堰前防凍措施也得到了考慮，可經過兩年的凍融之后，堰體出現多道裂縫。消力池底板中間出現隆起，高度達14cm。

2015年，也是在上述灌區，在位于二支溝與干渠的交叉處，修建交叉建筑物，建筑物上部為渡槽，下部仍為薄壁堰，堰體長為11m，其他結構未做大的改變。設計中在吸取過去經驗的基礎上，在消力池底作換基處理，換基材料為砂礫料，換基深度為1m。堰體不再簡單地按擋土墻進行結構計算，而是在此基礎上用雙向板進行結構驗算。經過五年的凍融考驗，堰體和消力池結構基本保持穩定。

3 案例分析

兩個案例的施工中主要就是為了更好解決設計和施工工作中所存在的凍土問題，在我國，凍土研究主要是學習前蘇聯的相關經驗，但是在很長時間的研究和發展中，在凍土領域一直處于領先水平的國家并沒有在凍脹力普遍應用的數學模型上取得十分顯著的突破。在上文當中我們所列舉的案例一就是在工程設計的過程中不重視凍脹力對工程自身結構產生的影響。在案例二的實踐當中我們可以看到，在存在約束擋土墻計算的時候，我們不能只是簡單的開展單向分析，寒區施工的過程中，一定要在對場地的具體情況有了全面的了解之后才能科學地對土壤的類型和水埋的深度加以選擇和控制。寒區施工的過程中主要是按照土壤性狀以及地下水的具體情況來確定其換基數值，這一數值通常在0.5～2m之間，在這一過程中采用砂礫料能夠達到最好的效果，雙向板的設置能夠使得結構的整體性得到顯著的提升，這樣一來也大大的增加了對凍脹力的抵御能力，換基能夠十分有效的容納水分的遷移，這樣也就使得結構和外部凍脹破壞能夠得到較好的保護。

4 結論

從我國當前的具體情況上來看，如果在實際的工作中完全不考慮理論上的問題，只是從抗擊凍害的方法和措施方面來看，我們還是沒有突破傳統原則的束縛，也就是結構物土體的部分或者是其他地基的抗凍脹改良措施。在應用的過程中，最為重要的一個目的就是要減少或者是消除凍脹所產生的負面影響，主要是能夠更好的保證在天然的狀態下或者是采取了特殊方法進行制備的凍脹土在運行的過程中，工程依然能夠具備非常強的穩定性。

從長期的實踐和經驗總結當中我們也可以充分看到，當前所面對的一個十分關鍵的問題就是采取怎樣的措施減少凍害對水利工程的負面影響，在本文當中只是從整體結構和局部的成功范例當中進行了簡要的分析和介紹，所以，得出的結論也只是作為一個參考。

如果從農田水利的角度來說，一般只有渠道和一些與渠道運行配套的建筑物會在工程建設的過程中受到一定的影響。溝渠是線性建筑結構物當中非常重要的一種，其空間的跨度相對較大，覆蓋下墊層的結構也具有非常強的復雜性，只有在進行節水改造的過程中才能真正的涉及非常明顯的凍害防治問題。土溝渠凍害發展的速度并不是很快，同時其還具有非常強的隱蔽性，在長期的發展中，其主要表現在冰丘陵錐的遐想，當前，我們主要應用的是土溝渠疏導的方式對其加以處理。這樣的措施可以十分有效的解決凍害對渠系節水改造工程所產生的不利影響。

在當前的發展和研究當中，我們一定要對建設地點的地質情況予以全面的了解，按照地質條件選擇0.5～2m的換基深度對其加以處理，保證基礎的施工質量和水平。針對擋土建筑物，即使要按照公式完成計算工作，在跨度大于5m的部分還是會受到非常明顯的影響，在這樣的情況下，我們需要按照雙向板結構對其進行全面的計算，而這一過程中的荷載值應該按照公式進行科學的計算。

參考文獻

[1]譚杰，劉羽.寒冷地區水工建筑物的凍害破壞分析及防治措施[J].吉林水利，2007，（5）：41-42.

[2]王樹元，王立新，李永光.渠道襯砌工程防凍害的探討[J].中國水運（下半月），2008，（7）：163-164.

[3]紀連成，尹天波，王澍.混凝土防滲渠道凍害破壞原因及防治措施[J].黑龍江水利科技，2006，（4）：202.

（作者單位：肇東市水利勘測設計隊）