梁世亮

（黑龍江省農(nóng)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(xiàn)代各工程當(dāng)中最大宗的材料，以其良好的性能和穩(wěn)定性被人們所廣泛的推崇和應(yīng)用，對于灌區(qū)防滲渠道來說，混凝土的質(zhì)量直接影響其穩(wěn)定性，所以其重要意義不言而喻。然而對于灌區(qū)來說，防滲渠道長期處于外界環(huán)境當(dāng)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(huán)境的溫度發(fā)生變化，或是出現(xiàn)自然災(zāi)害等情況，都會對渠道的混凝土結(jié)構(gòu)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(dāng)中，一旦出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，則直接會對其混凝土結(jié)構(gòu)造成嚴重的影響或是傷害，其中主要表現(xiàn)形式大致有以下：

1.1 底板破裂

開裂是混凝土出現(xiàn)問題的常見形式，一般來說，在防滲渠道的使用當(dāng)中，如果外界環(huán)境發(fā)生變化，溫度急劇下降，則會導(dǎo)致混凝土底板當(dāng)中出現(xiàn)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(jīng)產(chǎn)生，并具有不穩(wěn)定性，所以難免在未來的工作當(dāng)中再次發(fā)生蔓延和擴張，致使渠道整體的質(zhì)量受到影響，如果不能得到及時發(fā)現(xiàn)和解決，勢必致使灌區(qū)的渠道出現(xiàn)嚴重隱患而引發(fā)故障，造成灌區(qū)內(nèi)人身安全和財產(chǎn)安全受到威脅。

1.2 隆起

在灌區(qū)當(dāng)中，一旦外界溫度降低，則會引發(fā)周邊地下水出現(xiàn)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(jié)構(gòu)失衡，并且穩(wěn)定性不斷下降。地基作為灌區(qū)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(fā)生形變，勢必導(dǎo)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(wěn)定性，一旦出現(xiàn)凍結(jié)和融化的情況，還會導(dǎo)致地基出現(xiàn)再次形變，造成渠道發(fā)生下沉、位移等情況發(fā)生，并且在這種情況發(fā)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(xiàn)更大的故障，造成大量經(jīng)濟損失。

1.3 鼓脹、滑塌

在灌區(qū)防滲渠道的預(yù)制混凝土出現(xiàn)鼓脹和滑塌情況時，一般也與地基土有直接的關(guān)聯(lián)，主要原因在于，混凝土渠道底板和邊坡結(jié)構(gòu)位置，受到地基土的影響而出現(xiàn)膨脹的情況，致使整個預(yù)制混凝土板的穩(wěn)定性和可靠性下降，導(dǎo)致渠道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)滑塌的事故，造成嚴重損失。

2 防滲渠道凍脹現(xiàn)象原因

灌區(qū)作為保障性工程，對于農(nóng)業(yè)與社會經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義，如果對于其中的混凝土防滲渠道出現(xiàn)的凍脹現(xiàn)象缺乏應(yīng)有的認知，則導(dǎo)致維修和養(yǎng)護工作難以進行，進而在工程當(dāng)中出現(xiàn)大量隱患而引發(fā)事故，不僅影響渠道的正常使用，還會造成一定的經(jīng)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(xiàn)象產(chǎn)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(qū)混凝土防滲渠道出現(xiàn)問題的實際情況進行分析，大致可以了解到，引發(fā)凍脹現(xiàn)象的主要因素在于水分，如果土體當(dāng)中所含有的水分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，凝結(jié)成冰后出現(xiàn)體積擴張的情況，則直接導(dǎo)致土壤顆粒位置出現(xiàn)變動，在受到建筑物約束而產(chǎn)生的凍脹力的情況下，直接造成建筑物的形變，進而出現(xiàn)隱患，并且凍脹量與溫度之間呈現(xiàn)比例關(guān)系，當(dāng)溫度降低時，凍脹量相對升高。所以根據(jù)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(xiàn)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(qū)的工程一般建設(shè)于20 世紀50-70 年代，所以在長期的使用當(dāng)中，難免會出現(xiàn)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(cè)新建的防滲渠道當(dāng)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(qū)的防滲渠道具有一定的特殊性質(zhì)，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(jié)過程中，由于地下水受到溫差影響，而產(chǎn)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(chǎn)生較大的凍脹作用。

2.2 渠堤密實度較低

灌區(qū)的混凝土防滲渠道工程屬于水利工程之一，所以應(yīng)當(dāng)在施工當(dāng)中對渠道按照標準和規(guī)范進行密實，才能確保渠道具有一定的穩(wěn)定性和可靠性，但以目前實際情況來看，多數(shù)渠道工程是由非專業(yè)團隊進行施工，所以相對來說無論是對于技術(shù)的應(yīng)用還是設(shè)備的操作，都會存在一定的片面性，造成渠堤密實度較低，導(dǎo)致渠道當(dāng)中會存在一些薄弱區(qū)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(jié)，則會產(chǎn)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(xiàn)形變，甚至在嚴重的情況下，還會引發(fā)滑坡和流土破壞等情況發(fā)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(dāng)中，防滲塑膜的連接一般都會采用搭接法和扣接法，極少數(shù)的情況下還會采用焊接法，由于施工當(dāng)中的團隊和實際情況存在差異，所以其質(zhì)量也會不同，造成工程當(dāng)中出現(xiàn)隱患。由于板間接縫不可靠并且容易損壞，尤其體現(xiàn)在預(yù)制板襯砌渠道當(dāng)中，板間分縫開裂和分離情況屢有發(fā)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(qū)混凝土防滲渠道凍脹防治措施

3.1 提高工程質(zhì)量

在凍脹現(xiàn)象發(fā)生時，本身質(zhì)量問題所造成的影響，則可以在工程施工當(dāng)中，通過加強監(jiān)督管理而進行改善。在渠道工程施工當(dāng)中，不僅需要施工團隊具有過硬的專業(yè)能力，而且還應(yīng)當(dāng)能夠正確應(yīng)用技術(shù)和設(shè)備，提高混凝土的材料質(zhì)量，合理進行配比，加強混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并且在密實工作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)由專業(yè)人員進行操作，對土壤采用科學(xué)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(tǒng)

在渠道當(dāng)中，一些地下水位較高的地段是故障的多發(fā)區(qū)，所以應(yīng)當(dāng)積極修建排水系統(tǒng)或是截水系統(tǒng)，尤其在挖方渠段，應(yīng)當(dāng)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(jù)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(yǎng)護維修

由于防滲渠道當(dāng)中的混凝土一旦出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，如果不能及時發(fā)現(xiàn)和解決，勢必隨著時間的推移而更加嚴重，所以則應(yīng)當(dāng)在日常工作當(dāng)中加強養(yǎng)護和維修工作的效率。在對混凝土防滲渠道進行維修時，應(yīng)當(dāng)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(jù)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(fā)現(xiàn)和維修。一旦在防滲渠道的使用當(dāng)中，出現(xiàn)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(fā)生時所造成的損失。

圖1

圖2

結(jié)束語

對灌區(qū)混凝土防滲渠道凍脹現(xiàn)象進行防治，則能夠確保渠道的穩(wěn)定運行，對灌區(qū)的經(jīng)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(dāng)中，則需要相關(guān)工作人員能夠加強意識，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，有效改善渠道的穩(wěn)定性和安全性。