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摘要：混凝土是水利工程常见的建筑形式，具有施工相对方便、可塑性强、强度高、坚固耐用、使用寿命长等优点，被广泛应用于各种水利工程项目及其他建筑中。但混凝土在施工过程中，由于内在原因及外部环境的影响，也容易产生裂缝、麻面、孔洞等，给工程项目造成隐患，特别是北方地区受气候的影响，易产生冻害。本文主要针对新疆灌区混凝土防渗渠道冻害的产生情况进行分析，并提出了相应的防治办法，供工程维护管理参考。
关键词：水利工程；混凝土；冻害；防治
中图分类号： TV698.26 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.23.0043
新疆地处我国西部边陲，属于内陆地区，土地辽阔，日照相对充足，光热资源十分丰富，但是整个地区年降水量不高，气候较干旱，特别是春秋两季，水量稀少，加上水资源利用不合理，所以用水会出现困难，对于农牧业生产有影响较大。加上水利工程的基础较弱，工程配套不全、设施老化、灌区及水域生态环境的恶化，都对农牧业生产形成了制约。近年来为了加快西部地区的发展，国家对于新疆地区的水利工程建设十分重视，加大投入力度，兴建了多个大型水利工程项目及灌区水利工程设施建设，有些地区完成了喷灌和滴灌工程建设。这些工程项目的修建对合理调节利用水资源、防洪抗旱，改善饲草料地、促进农业生产等起到巨大的作用。在这些工程中，对于输水渠道及引水渠道往往都采用混凝土进行防渗处理，而新疆，在冬季往往能达到零下几十度，常常会使一些混凝土防渗渠道因为冻胀而遭受破坏，对工程的运行产生严重的影响。
1混凝土防渗渠道冻害的产生原因
由于混凝土的组成材料主要是水泥、砂、石、水及一些外加剂，这些材料本身都具有一定的吸水性，长期处于水浸的环境中自身常常处于饱吸水的状态，当外界气温达到冰点温度时，混凝土中的水分就会结冰而发生膨胀，而中午时，温度升高，这些水分又会融化，到晚上又会冻结，这样经过多次融化和冻胀，就会导致混凝土的冻融破坏。由于混凝土属于一种刚性材料，虽然抗压强度大，但抗拉性较弱，所以一旦出现拉伸变形或不均匀变形情况，就会受到破坏。
一种情况是，由于混凝土板是建在渠基上，在冬季，混凝土板与渠基冻在一起，成为一个整体，共同承受着冻结力和冻胀力，但由于渠基和混凝土板的本身收缩变形不同，产生的拉应力也不同，达到极限时，两种应力产生不平衡，板体就会被冻坏。另外一种情况是，渠段所处位置地下水位高，渠床基础冻胀量大，而渠顶冻胀量小，使渠底混凝土板产生隆起架空，渠基变化而导至渠底板破坏。再有一种情况就是，当温度升高，渠基融化时，由于渠基的变形较大，使混凝土渠失去支掌而产生滑塌，混凝土板向下滑移，出现错位、互相穿插、迭叠等情况，有的混凝土板被推开，上部混凝土板塌落下滑。
2混凝土冻害的防治措施
2.1避免冻胀
由于冻胀量是导致混凝土冻害的主要因素，所以在修建混凝土防渗渠道时要尽量避免冻胀的产生，减少冻胀量，在规划设计中，要充分考虑到温度变化带来的冻胀量的产生。渠道的规划建设应尽量避开粘质土壤、松软土层、淤泥沼泽和高地下水位的地段，最好选择在透水性较强，不易产生冻胀的地段，同时也要注意如果实在避不开高地下水位地段，要尽可能采用填方渠道。一般选择线路时要选择地形较高的脊梁地带，如果遇到有渗水和地面回归水入渠的情况要配备排水设施。另外要规划好林带，在两边栽植一些吸水量大的树木，比如柳树，这样可以改善渠床基土环境，有利于防冻害。
2.2削减冻胀
由于渠基的冻胀变形对于渠底板的影响较大，对渠基进行处理，削减冻胀，使渠基的冻胀量在混凝土结构变形的充许范围。一是换填法，用一些不易产生冻胀的戈壁石、风积砂替换掉容易变形的冻胀土，戈壁石、风积砂垫层具有良好的渗水性，而且能阻止下层水分上渗透，这样能减少冻胀，而且其一般不会发生冻胀；二是做好隔热保温，主要是通过加装保温材料，一般都是在混凝土板衬砌体背后布设，起到防寒保温的作用，现在常用苯板等保温材料进行处理，另外这些材料也能起到阻水的作用，避免渠床冻胀；三是把渠基的基土进行压实，实样基土密度增加，透水性就变小，同时能阻水，从而减少冻胀量。
3冻胀混凝土防渗渠道的维修
3.1混凝土裂缝修补
如果裂缝较小，而且整个混凝土表面相对平整，没有大的错位发生，这时可以采用一些过氯乙烯胶液涂料粘贴玻璃丝布的方法，进行修补。如果裂缝较大，则要用沥青或塑料胶泥进行填缝处理，处理时先要把缝内、缝壁的一些杂物、泥土等清理干净，然后再用清水冲洗，待完全干燥后，把焦油沥青等填入物填进，然后压实，再把表面处理光滑。
3.2混凝土防渗板表层损坏
如果混凝土防渗板出现剥蚀、孔洞等情况，一般都是采用水泥浆修补，先除掉损坏的混凝土，把要修补的部位进行凿毛、冲刷，确保干净，然后浇上一层清水，在保持湿润的状态下，把水泥砂浆抹在要修补的部位，要多次反复进行，然后再用铁抹进行压光，最后进行喷水保湿养护，养护周期要在两周以上。
3.3混凝土防渗层的修补
渗层常出现的问题有破碎、错位、滑动坍等情况，要修补首先把损坏的部位完合拆除，再把渠基处理好，然后再重新填筑，在填筑时，特别要注意新旧混凝土的接合面的处理，如果处理不好可能出现渗水的情况。接合面先进行凿毛，然后进行冲洗，在保持湿润的情况下，涂一层厚1厘米的水泥净浆，然后再开始填筑，填筑好后要注意保湿养护，周期最好在两周以上。
作者简介：修江洪，本科学历，新疆志翔工程建设咨询监理有限责任公司，工程师，研究方向：水利工程。
关键词：水利工程；混凝土；冻害；防治
中图分类号： TV698.26 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2014.23.0043
新疆地处我国西部边陲，属于内陆地区，土地辽阔，日照相对充足，光热资源十分丰富，但是整个地区年降水量不高，气候较干旱，特别是春秋两季，水量稀少，加上水资源利用不合理，所以用水会出现困难，对于农牧业生产有影响较大。加上水利工程的基础较弱，工程配套不全、设施老化、灌区及水域生态环境的恶化，都对农牧业生产形成了制约。近年来为了加快西部地区的发展，国家对于新疆地区的水利工程建设十分重视，加大投入力度，兴建了多个大型水利工程项目及灌区水利工程设施建设，有些地区完成了喷灌和滴灌工程建设。这些工程项目的修建对合理调节利用水资源、防洪抗旱，改善饲草料地、促进农业生产等起到巨大的作用。在这些工程中，对于输水渠道及引水渠道往往都采用混凝土进行防渗处理，而新疆，在冬季往往能达到零下几十度，常常会使一些混凝土防渗渠道因为冻胀而遭受破坏，对工程的运行产生严重的影响。
1混凝土防渗渠道冻害的产生原因
由于混凝土的组成材料主要是水泥、砂、石、水及一些外加剂，这些材料本身都具有一定的吸水性，长期处于水浸的环境中自身常常处于饱吸水的状态，当外界气温达到冰点温度时，混凝土中的水分就会结冰而发生膨胀，而中午时，温度升高，这些水分又会融化，到晚上又会冻结，这样经过多次融化和冻胀，就会导致混凝土的冻融破坏。由于混凝土属于一种刚性材料，虽然抗压强度大，但抗拉性较弱，所以一旦出现拉伸变形或不均匀变形情况，就会受到破坏。
一种情况是，由于混凝土板是建在渠基上，在冬季，混凝土板与渠基冻在一起，成为一个整体，共同承受着冻结力和冻胀力，但由于渠基和混凝土板的本身收缩变形不同，产生的拉应力也不同，达到极限时，两种应力产生不平衡，板体就会被冻坏。另外一种情况是，渠段所处位置地下水位高，渠床基础冻胀量大，而渠顶冻胀量小，使渠底混凝土板产生隆起架空，渠基变化而导至渠底板破坏。再有一种情况就是，当温度升高，渠基融化时，由于渠基的变形较大，使混凝土渠失去支掌而产生滑塌，混凝土板向下滑移，出现错位、互相穿插、迭叠等情况，有的混凝土板被推开，上部混凝土板塌落下滑。
2混凝土冻害的防治措施
2.1避免冻胀
由于冻胀量是导致混凝土冻害的主要因素，所以在修建混凝土防渗渠道时要尽量避免冻胀的产生，减少冻胀量，在规划设计中，要充分考虑到温度变化带来的冻胀量的产生。渠道的规划建设应尽量避开粘质土壤、松软土层、淤泥沼泽和高地下水位的地段，最好选择在透水性较强，不易产生冻胀的地段，同时也要注意如果实在避不开高地下水位地段，要尽可能采用填方渠道。一般选择线路时要选择地形较高的脊梁地带，如果遇到有渗水和地面回归水入渠的情况要配备排水设施。另外要规划好林带，在两边栽植一些吸水量大的树木，比如柳树，这样可以改善渠床基土环境，有利于防冻害。
2.2削减冻胀
由于渠基的冻胀变形对于渠底板的影响较大，对渠基进行处理，削减冻胀，使渠基的冻胀量在混凝土结构变形的充许范围。一是换填法，用一些不易产生冻胀的戈壁石、风积砂替换掉容易变形的冻胀土，戈壁石、风积砂垫层具有良好的渗水性，而且能阻止下层水分上渗透，这样能减少冻胀，而且其一般不会发生冻胀；二是做好隔热保温，主要是通过加装保温材料，一般都是在混凝土板衬砌体背后布设，起到防寒保温的作用，现在常用苯板等保温材料进行处理，另外这些材料也能起到阻水的作用，避免渠床冻胀；三是把渠基的基土进行压实，实样基土密度增加，透水性就变小，同时能阻水，从而减少冻胀量。
3冻胀混凝土防渗渠道的维修
3.1混凝土裂缝修补
如果裂缝较小，而且整个混凝土表面相对平整，没有大的错位发生，这时可以采用一些过氯乙烯胶液涂料粘贴玻璃丝布的方法，进行修补。如果裂缝较大，则要用沥青或塑料胶泥进行填缝处理，处理时先要把缝内、缝壁的一些杂物、泥土等清理干净，然后再用清水冲洗，待完全干燥后，把焦油沥青等填入物填进，然后压实，再把表面处理光滑。
3.2混凝土防渗板表层损坏
如果混凝土防渗板出现剥蚀、孔洞等情况，一般都是采用水泥浆修补，先除掉损坏的混凝土，把要修补的部位进行凿毛、冲刷，确保干净，然后浇上一层清水，在保持湿润的状态下，把水泥砂浆抹在要修补的部位，要多次反复进行，然后再用铁抹进行压光，最后进行喷水保湿养护，养护周期要在两周以上。
3.3混凝土防渗层的修补
渗层常出现的问题有破碎、错位、滑动坍等情况，要修补首先把损坏的部位完合拆除，再把渠基处理好，然后再重新填筑，在填筑时，特别要注意新旧混凝土的接合面的处理，如果处理不好可能出现渗水的情况。接合面先进行凿毛，然后进行冲洗，在保持湿润的情况下，涂一层厚1厘米的水泥净浆，然后再开始填筑，填筑好后要注意保湿养护，周期最好在两周以上。
作者简介：修江洪，本科学历，新疆志翔工程建设咨询监理有限责任公司，工程师，研究方向：水利工程。