灌區混凝土防滲渠道凍脹防治措施

梁世亮

（黑龍江省農墾牡丹江管理局水利工程管理分站，黑龍江 密山158308）

混凝土作為現代各工程當中最大宗的材料，以其良好的性能和穩定性被人們所廣泛的推崇和應用，對于灌區防滲渠道來說，混凝土的質量直接影響其穩定性，所以其重要意義不言而喻。然而對于灌區來說，防滲渠道長期處于外界環境當中進行工作，不僅自身會存在老化和磨損等情況，而且如果外界環境的溫度發生變化，或是出現自然災害等情況，都會對渠道的混凝土結構造成一定的影響，進而威脅防滲渠道的可靠性和安全性。

1 混凝土防滲渠道的凍脹破壞形式

混凝土是以水泥為主要膠凝材料，并與水、砂、石等材料進行配比后的人工合成物，在防滲渠道的使用當中，一旦出現凍脹現象，則直接會對其混凝土結構造成嚴重的影響或是傷害，其中主要表現形式大致有以下：

1.1 底板破裂

開裂是混凝土出現問題的常見形式，一般來說，在防滲渠道的使用當中，如果外界環境發生變化，溫度急劇下降，則會導致混凝土底板當中出現裂縫，而這些裂縫不僅影響渠道的正常工作，而且由于裂縫已經產生，并具有不穩定性，所以難免在未來的工作當中再次發生蔓延和擴張，致使渠道整體的質量受到影響，如果不能得到及時發現和解決，勢必致使灌區的渠道出現嚴重隱患而引發故障，造成灌區內人身安全和財產安全受到威脅。

1.2 隆起

在灌區當中，一旦外界溫度降低，則會引發周邊地下水出現升高的情況，致使混凝土防滲渠道的地基隆起，進而造成渠道的整體結構失衡，并且穩定性不斷下降。地基作為灌區防滲渠道的根本，對于渠道整體具有保障作用，一旦由于外界溫度變化而發生形變，勢必導致其安全性能降低，并且在地下水滲透進入地基時，由于水資源具有不穩定性，一旦出現凍結和融化的情況，還會導致地基出現再次形變，造成渠道發生下沉、位移等情況發生，并且在這種情況發生后，如果不能及時得到解決，在次年冬季來臨時，還會加劇隆起的問題，致使防滲渠道出現更大的故障，造成大量經濟損失。

1.3 鼓脹、滑塌

在灌區防滲渠道的預制混凝土出現鼓脹和滑塌情況時，一般也與地基土有直接的關聯，主要原因在于，混凝土渠道底板和邊坡結構位置，受到地基土的影響而出現膨脹的情況，致使整個預制混凝土板的穩定性和可靠性下降，導致渠道結構出現滑塌的事故，造成嚴重損失。

2 防滲渠道凍脹現象原因

灌區作為保障性工程，對于農業與社會經濟的發展具有重要意義，如果對于其中的混凝土防滲渠道出現的凍脹現象缺乏應有的認知，則導致維修和養護工作難以進行，進而在工程當中出現大量隱患而引發事故，不僅影響渠道的正常使用，還會造成一定的經濟損失，所以為了能夠更好的解決此問題，則需要能夠明確防滲渠道凍脹現象產生的原因，有針對性的選擇防治措施進行處理。通過對以往灌區混凝土防滲渠道出現問題的實際情況進行分析，大致可以了解到，引發凍脹現象的主要因素在于水分，如果土體當中所含有的水分結構發生變化，凝結成冰后出現體積擴張的情況，則直接導致土壤顆粒位置出現變動，在受到建筑物約束而產生的凍脹力的情況下，直接造成建筑物的形變，進而出現隱患，并且凍脹量與溫度之間呈現比例關系，當溫度降低時，凍脹量相對升高。所以根據于此，可以判斷出，地下水的存在特性、基本含水量以及土壤特性是決定凍脹現象的主要因素。

2.1 渠基上抬高度不足

以目前實際情況來看，我國灌區的工程一般建設于20 世紀50-70 年代，所以在長期的使用當中，難免會出現一定安全問題，所以需要進行改建和維修，但在老渠的改建或是老渠一側新建的防滲渠道當中，受到地形影響，往往上抬高度不能達到標準，成為問題的原因之一。灌區的防滲渠道具有一定的特殊性質，其沿線的地下水位較高，渠基土層水分補給較為充分，所以相對來說含水量較高，在水分凍結過程中，由于地下水受到溫差影響，而產生滲透力作用，則會沿著毛細管上升集聚，加大基土凍脹量，進而對渠道的防滲面板產生較大的凍脹作用。

2.2 渠堤密實度較低

灌區的混凝土防滲渠道工程屬于水利工程之一，所以應當在施工當中對渠道按照標準和規范進行密實，才能確保渠道具有一定的穩定性和可靠性，但以目前實際情況來看，多數渠道工程是由非專業團隊進行施工，所以相對來說無論是對于技術的應用還是設備的操作，都會存在一定的片面性，造成渠堤密實度較低，導致渠道當中會存在一些薄弱區域，在地下水受到毛細管作用上升時，渠堤的含水量大量增加，一旦水分凍結，則會產生更大的凍脹力，并且冬季過后，水分融化，還會由于渠堤水分外溢而出現形變，甚至在嚴重的情況下，還會引發滑坡和流土破壞等情況發生，不僅影響渠道正常工作，而且還會對附近人民形成威脅。

2.3 防滲塑膜接縫不嚴

在渠道工程當中，防滲塑膜的連接一般都會采用搭接法和扣接法，極少數的情況下還會采用焊接法，由于施工當中的團隊和實際情況存在差異，所以其質量也會不同，造成工程當中出現隱患。由于板間接縫不可靠并且容易損壞，尤其體現在預制板襯砌渠道當中，板間分縫開裂和分離情況屢有發生，水分在滲透到防滲塑膜時，則容易通過裂縫位置進入渠道，增加基土的含水量，影響渠道的可靠性和安全性。

3 灌區混凝土防滲渠道凍脹防治措施

3.1 提高工程質量

在凍脹現象發生時，本身質量問題所造成的影響，則可以在工程施工當中，通過加強監督管理而進行改善。在渠道工程施工當中，不僅需要施工團隊具有過硬的專業能力，而且還應當能夠正確應用技術和設備，提高混凝土的材料質量，合理進行配比，加強混凝土結構的穩定性，并且在密實工作當中，應當由專業人員進行操作，對土壤采用科學手段進行密實，避免混凝土本身存在隱患。

3.2 修建排水系統

在渠道當中，一些地下水位較高的地段是故障的多發區，所以應當積極修建排水系統或是截水系統，尤其在挖方渠段，應當在渠道旁邊進行截水和排水溝的布置，切斷基土水的補給源頭，排水和截水溝根據實際需要，可以做成明溝或是暗溝的形式（如圖1 和圖2）。

3.3 加強養護維修

由于防滲渠道當中的混凝土一旦出現凍脹現象，如果不能及時發現和解決，勢必隨著時間的推移而更加嚴重，所以則應當在日常工作當中加強養護和維修工作的效率。在對混凝土防滲渠道進行維修時，應當秉承“重傷不拖延，輕傷不放過，合理安排，逐步解決”的工作理念，對凍脹部位的不合格墊層及時更換，并根據實際情況選擇是否增加墊層厚度，而對于板間分縫的問題，同樣需要及時發現和維修。一旦在防滲渠道的使用當中，出現較為嚴重的形變情況，則需要進行開挖后重新填筑，提高土體密實度，避免問題發生時所造成的損失。

圖1

圖2

結束語

對灌區混凝土防滲渠道凍脹現象進行防治，則能夠確保渠道的穩定運行，對灌區的經濟效益和社會效益都具有明顯的改善作用，所以在未來的工作當中，則需要相關工作人員能夠加強意識，結合現代科學技術的應用，有效改善渠道的穩定性和安全性。