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(yán)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(duì)此凍害問題分析，造成大型水閘凍害的原因分為幾個(gè)方面，包括混凝土表面凍融、混凝土護(hù)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(duì)策措施，旨在通過本文理論論述對(duì)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(yīng)用發(fā)揮了重要作用，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，提高地區(qū)防洪能力，加強(qiáng)灌溉、排澇等都有著積極影響。大型水閘對(duì)地區(qū)發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。但在工程應(yīng)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(yīng)用中將近一半的水閘受到不同程度的凍害影響，對(duì)水閘的使用安全和使用壽命都造成負(fù)面影響。因此，加強(qiáng)對(duì)大型水閘凍害問題分析，針對(duì)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(hù)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(yán)重，還有麻面脫落現(xiàn)象。受到凍害的水閘護(hù)坡受到破壞，背坡面裂縫嚴(yán)重，且滲漏問題嚴(yán)重。

（一）混凝土表面凍融破壞

閘體主要建筑材料為混凝土，當(dāng)混凝土表面毛細(xì)管出現(xiàn)水飽和時(shí)，較容易造成冰凍脹，直接使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，當(dāng)凍融次數(shù)上升時(shí)進(jìn)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(dāng)凍融次數(shù)越多，造成的凍害影響越大。當(dāng)冬季溫度出現(xiàn)晝夜溫差較大時(shí)，會(huì)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(biāo)號(hào)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(qiáng)度不足，直接給閘體帶來凍害威脅。

（二）造成護(hù)坡凍脹主要因素

護(hù)坡段的基土當(dāng)中包含了大量的水分，這是造成凍脹現(xiàn)象的主要因素?；廉?dāng)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(yán)重。相同土壤環(huán)境當(dāng)中，溫度相對(duì)更低則凍土厚度就更大，凍脹力也因此就會(huì)更大。為此，背陽坡面發(fā)生凍脹嚴(yán)重等級(jí)要高于向陽面。

針對(duì)此應(yīng)當(dāng)采用混凝土結(jié)構(gòu)的護(hù)坡管理方式，加強(qiáng)對(duì)凍脹造成破壞的管理。護(hù)坡厚度如果太薄則可能造成基土凍脹深入越高。護(hù)坡能夠產(chǎn)生的抗凍脹效果越低，護(hù)坡分縫不當(dāng)。護(hù)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(dāng)基土凍脹時(shí),護(hù)坡局部不能沿垂直方向移動(dòng),故出現(xiàn)水平裂縫破壞?；炷潦┕べ|(zhì)量差,配筋少,強(qiáng)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(duì)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(dá)到110次左右的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生凍融現(xiàn)象。含氣量達(dá)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(dòng)容破壞。因此，在閘體表層進(jìn)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(dāng)中避免使用含有混合料硅酸鹽水泥效果相對(duì)較好。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，硅酸鹽水泥在的屬性當(dāng)中產(chǎn)生的抗凍性相對(duì)較好，其能力強(qiáng)于礦渣硅酸鹽水泥。

3.盡可能避免使用小窯水泥。這是因?yàn)樾「G水泥在穩(wěn)定性以及強(qiáng)度方面都較差，采用小窯水泥往往會(huì)引起強(qiáng)烈的凍融。

4.需要提升混凝土標(biāo)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(hào)的混凝土并對(duì)相關(guān)生產(chǎn)工藝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)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(yīng)當(dāng)對(duì)配合比以及水灰比等進(jìn)行嚴(yán)格管理，另外需要做好雜質(zhì)清楚工作，加強(qiáng)工程質(zhì)量的養(yǎng)護(hù)。

（二）護(hù)坡混凝土發(fā)生凍脹情況的解決對(duì)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(dāng)中的地下水經(jīng)常性的會(huì)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(jìn)行分析，可以設(shè)置縱向縫，且設(shè)置的間距應(yīng)當(dāng)控制在10m左右。

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

切實(shí)落實(shí)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(dāng)中的水含量情況。

三、凍害工程維修注意內(nèi)容

通過對(duì)實(shí)際工程施工現(xiàn)狀情況進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)橋柱凍融情況采取必要維修與維護(hù)，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(duì)較好。護(hù)坡發(fā)生裂縫情況的處理應(yīng)當(dāng)采用鑿槽抹環(huán)氧水泥砂漿材料與技術(shù)手段進(jìn)行處理。另外就是采用高標(biāo)號(hào)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?？傮w而言，我國發(fā)生水閘凍害情況的原因相對(duì)比較復(fù)雜，造成凍害情況會(huì)在不同程度上影響工程使用壽命，加強(qiáng)維修與維護(hù)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(fù)面影響，造成較大經(jīng)濟(jì)損失，凍害嚴(yán)重水閘甚至帶來人身安全威脅。根據(jù)實(shí)踐工作積累和經(jīng)驗(yàn)分析，大型水閘凍害的成因主要是因?yàn)榛炷帘砻鎯鋈谝约盎炷磷o(hù)坡凍脹造成的，由于對(duì)冬季蓄水處理不當(dāng)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(duì)凍害成因準(zhǔn)確把握，并采取針對(duì)性措施進(jìn)行防治。在防治措施應(yīng)用過程中要注重混凝土配合比配置以及材料應(yīng)用，并加強(qiáng)對(duì)混凝土護(hù)坡防治，增加厚度與強(qiáng)度，做好分縫止水，避免滲漏造成水閘凍害。另外，要加強(qiáng)凍害工程維修，對(duì)出現(xiàn)凍融破壞的水閘位置要進(jìn)行完整修護(hù)，避免再次出現(xiàn)凍害或護(hù)坡脫落。

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