季節性凍土地區襯砌渠道的凍害成因與防治措施

何武全，周東讓，何芳俠

（1.西北農林科技大學 水利與建筑工程學院，陜西 楊凌712100；2.陜西千陽縣水利局，陜西 千陽 721100；3.陜西東雷抽黃灌溉管理局，陜西 合陽715300）

近年來，隨著我國經濟社會的發展，大幅增加了對農業基礎設施的投資，混凝土襯砌渠道得到快速發展。但是，我國大部分地區屬于溫帶氣候，季節性凍土地區面積大約513.7萬km2，占國土面積的53.5%［1］，分布比較廣泛。 剛性材料襯砌渠道在冬季由于負溫的作用，常常遭受到不同程度的凍害破壞，不僅嚴重影響了工程的正常運行和防滲效果，也增加了工程管理維修的難度和費用，縮短了工程的使用壽命。因此，對其進行深入研究是非常必要的。

1 凍害類型及破壞形式

在季節性凍土地區，冬季氣溫都要降到零度以下，負溫對于混凝土襯砌渠道有著一定的破壞作用，即凍害。根據負溫造成各種破壞作用的性質，凍害可以分為凍脹破壞、凍融破壞和冰凍破壞3種類型，并具有不同的破壞形式。

1.1 凍脹破壞

凍脹破壞指渠基土凍脹和融沉對混凝土襯砌結構的破壞。當渠基土為凍脹性土，且其含水量大于起始凍脹含水量時，在冬季負溫的作用下，由于渠基土中的水凍結后體積增大，造成土體膨脹，而使襯砌結構隆起。當凍脹變形超過襯砌結構的允許變形時，或因凍脹而產生的凍脹力超過襯砌結構的抗裂或抗拉強度時，襯砌結構就會開裂，甚至折斷。在春節消融時又造成渠床表土層過濕，使土體失去強度和穩定性，往往會導致襯砌體的滑塌。……