新疆地區(qū)混凝土渠道凍脹破壞影響及其防凍措施

王萬洋

(新疆瑞祥農(nóng)牧工程咨詢設(shè)計(jì)院有限公司，新疆 烏魯木齊 830000)

自20世紀(jì)60年代以來，新疆修建了大量的水利工程，其中修建了超過30萬km的各類輸水渠道。這些輸水渠道中只有三分之一左右的渠道進(jìn)行了防滲處理，其余渠道未做防滲處理，在輸水時(shí)水資源流失嚴(yán)重，輸水損失率很大，進(jìn)一步加劇了水資源的緊張局面。研究表明，襯砌后的渠道可減少輸水損失約70%左右[1]。然而，新疆屬于季節(jié)凍土區(qū)，渠基土體中的水冬季會(huì)結(jié)冰土體凍脹，夏季會(huì)融化土體下沉，襯砌過的輸水渠道如不采取防凍脹設(shè)計(jì)和措施，渠道會(huì)發(fā)生比較嚴(yán)重的凍脹破壞[2]。本文通過對新疆地區(qū)渠道病害的調(diào)查研究，對混凝土渠道基土凍脹的影響因素進(jìn)行了分析，并據(jù)此提出了渠道抗凍脹技術(shù)和措施。

1 混凝土渠道凍脹影響因素

凍土是由土顆粒、冰、空氣、礦物質(zhì)及吸附水等組成的多相特殊的土類。由于凍土的復(fù)雜性，所以影響其凍脹的因素也有很多，但主要與其組成、結(jié)構(gòu)和溫度有關(guān)，如含水量、顆粒粒徑、含鹽量等。混凝土輸水渠道的破壞主要是由渠基土體凍脹引起的不均勻沉降造成的。

1.1 未凍水含量的影響因素

凍土凍結(jié)后，不是全部的水都轉(zhuǎn)化為冰，還有顆粒表面的結(jié)合水不會(huì)轉(zhuǎn)化，這部分未凍水可以隨溫度在水和冰之間變化，溫度升高時(shí)，未凍水含量增加，溫度降低時(shí)，未凍水含量減少，導(dǎo)致了土體性質(zhì)的變化。未凍水含量和土質(zhì)(土顆粒的礦物質(zhì)成分、密度、分散度、水溶液的濃度和成分)、外界條件(壓力和溫度)、凍融史有關(guān)。……