大型水閘凍害成因及其防治措施

袁林

北京市永定河管理處

大型水閘凍害成因及其防治措施

袁林

北京市永定河管理處

在相關(guān)工程調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大型水閘凍害情況嚴重，給水閘工程帶來了較大破壞，直接威脅水閘使用安全。針對此凍害問題分析，造成大型水閘凍害的原因分為幾個方面，包括混凝土表面凍融、混凝土護坡凍脹等原因。下面本文將結(jié)合大型水閘凍害成因，著重探討出有效防治水閘凍害的對策措施，旨在通過本文理論論述對降低大型水閘凍害影響，提高大型水閘使用安全性。

大型水閘；凍害；影響因素；防治措施；混凝土表面

大型水閘工程在北方地區(qū)應用發(fā)揮了重要作用，對促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高地區(qū)防洪能力，加強灌溉、排澇等都有著積極影響。大型水閘對地區(qū)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。但在工程應用過程中出現(xiàn)了水閘凍害問題，在相關(guān)調(diào)查中顯示，諸多地區(qū)大型水閘應用中將近一半的水閘受到不同程度的凍害影響，對水閘的使用安全和使用壽命都造成負面影響。因此，加強對大型水閘凍害問題分析，針對性找出造成水閘凍害的成因，并制定出有效防治措施，保證水閘冬季使用安全，提高水閘使用壽命。

一、大型水閘凍害成因分析

在諸多大型水閘工程維護中發(fā)現(xiàn)，水閘凍害通常在閘體的閘墻與水位接觸處，出現(xiàn)凍融破壞，且向陽面嚴重，還有麻面脫落現(xiàn)象。受到凍害的水閘護坡受到破壞，背坡面裂縫嚴重，且滲漏問題嚴重。

（一）混凝土表面凍融破壞

閘體主要建筑材料為混凝土，當混凝土表面毛細管出現(xiàn)水飽和時，較容易造成冰凍脹，直接使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，當凍融次數(shù)上升時進一步使內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松，造成表面麻面脫落。凍融破壞與水、溫度以及凍融次數(shù)有著直接關(guān)系，當凍融次數(shù)越多，造成的凍害影響越大。當冬季溫度出現(xiàn)晝夜溫差較大時，會造成凍融次數(shù)增加，尤其是溫度變化幅度較大的位置，凍害破壞程度也越大。閘體朝陽面要比背陰面受破壞影響大。若混凝土質(zhì)量一般，標號低，空隙率較大，吸水較多，直接在吸水后膨脹率較大，造成的凍害影響較大。凍融破壞直接與混凝土材料有關(guān)，若其穩(wěn)定性差、強度不足，直接給閘體帶來凍害威脅。

（二）造成護坡凍脹主要因素

護坡段的基土當中包含了大量的水分，這是造成凍脹現(xiàn)象的主要因素。基土當中的水分多來自于地下水、滲漏水以及地表侵入水分等等。水分總量越大則造成的凍脹情況越嚴重。相同土壤環(huán)境當中，溫度相對更低則凍土厚度就更大，凍脹力也因此就會更大。為此，背陽坡面發(fā)生凍脹嚴重等級要高于向陽面。

針對此應當采用混凝土結(jié)構(gòu)的護坡管理方式，加強對凍脹造成破壞的管理。護坡厚度如果太薄則可能造成基土凍脹深入越高。護坡能夠產(chǎn)生的抗凍脹效果越低，護坡分縫不當。護坡只留垂直流向的沉陷縫,未留水平沉降縫,沿縱向的基土含水量不同,凍脹量不同,當基土凍脹時,護坡局部不能沿垂直方向移動,故出現(xiàn)水平裂縫破壞。混凝土施工質(zhì)量差,配筋少,強度低,抗裂性能差。

二、大型水閘凍害防治措施

（一）閘體混凝土表層凍融破壞解決對策分析

1.依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)資料顯示，混凝土（水灰度：0.41～0.78）受到凍融循環(huán)達到110次左右的時候就會產(chǎn)生凍融現(xiàn)象。含氣量達到3%左右的混凝土出現(xiàn)1250mm凍融循環(huán)之后，則無法造成動容破壞。因此，在閘體表層進行加氣混凝土技術(shù)將有助于提升混凝土抗凍性。

2.在混凝土的當中避免使用含有混合料硅酸鹽水泥效果相對較好。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，硅酸鹽水泥在的屬性當中產(chǎn)生的抗凍性相對較好，其能力強于礦渣硅酸鹽水泥。

3.盡可能避免使用小窯水泥。這是因為小窯水泥在穩(wěn)定性以及強度方面都較差，采用小窯水泥往往會引起強烈的凍融。

4.需要提升混凝土標好以及混凝土表面滑度。大型閘門的建設(shè)過程中如果采用了200#型號的混凝土并對相關(guān)生產(chǎn)工藝質(zhì)量進行嚴格把控，將能夠極大提升抗凍融情況。

5.在施工生產(chǎn)環(huán)節(jié)應當對配合比以及水灰比等進行嚴格管理，另外需要做好雜質(zhì)清楚工作，加強工程質(zhì)量的養(yǎng)護。

（二）護坡混凝土發(fā)生凍脹情況的解決對策分析

由于水閘在冬季階段處于蓄水期，水閘下游區(qū)域當中的地下水經(jīng)常性的會溢出不同土質(zhì)，并形成水平分縫。根據(jù)施工區(qū)域的氣候特征、地質(zhì)條件以及地下水情況進行分析，可以設(shè)置縱向縫，且設(shè)置的間距應當控制在10m左右。

設(shè)置的護坡：0.3m～0.5m之間，且需要注意的是護坡厚度不能夠低于0.3m。

切實落實分縫止水工作，能夠有效避免發(fā)生集中滲漏并能夠降低土壤當中的水含量情況。

三、凍害工程維修注意內(nèi)容

通過對實際工程施工現(xiàn)狀情況進行分析可以發(fā)現(xiàn)，針對橋柱凍融情況采取必要維修與維護，有效舉措包括形成支模重新澆筑混凝土。目前來看采用這種方式效果相對較好。護坡發(fā)生裂縫情況的處理應當采用鑿槽抹環(huán)氧水泥砂漿材料與技術(shù)手段進行處理。另外就是采用高標號的水泥砂漿。例如小元閘水閘經(jīng)過該技術(shù)手段處理之后保存至今。到目前為止尚未出現(xiàn)類似脫落或者是重裂情況。總體而言，我國發(fā)生水閘凍害情況的原因相對比較復雜，造成凍害情況會在不同程度上影響工程使用壽命，加強維修與維護具有重要意義。

結(jié)束語：

綜上所述，大型水閘凍害給水閘正常使用帶來了諸多負面影響，造成較大經(jīng)濟損失，凍害嚴重水閘甚至帶來人身安全威脅。根據(jù)實踐工作積累和經(jīng)驗分析，大型水閘凍害的成因主要是因為混凝土表面凍融以及混凝土護坡凍脹造成的，由于對冬季蓄水處理不當以及防水處理不到位，造成滲漏凍害等破壞。為有效保障水閘不受冬季凍害破壞要對凍害成因準確把握，并采取針對性措施進行防治。在防治措施應用過程中要注重混凝土配合比配置以及材料應用，并加強對混凝土護坡防治，增加厚度與強度，做好分縫止水，避免滲漏造成水閘凍害。另外，要加強凍害工程維修，對出現(xiàn)凍融破壞的水閘位置要進行完整修護，避免再次出現(xiàn)凍害或護坡脫落。

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