黃志剛

（建平縣水利技術(shù)推廣服務(wù)中心 遼寧 建平 122400）

老官地灌區(qū)位于遼寧省建平縣老官地鎮(zhèn)上地村，位于老哈河左岸，修建于1965 年，設(shè)計灌溉面積1.03 萬畝，受益村3 個，受益人口0.61 萬人。該灌區(qū)在1965 年竣工投入使用，渠首工程為有壩引水，相繼于1991 年和2020 年進行維修改造，形成現(xiàn)有規(guī)模。干渠總長15 km，共有87 座(處)建筑物。支渠共35 條，總長21.02 km。

老官地灌區(qū)是中型灌區(qū)，運行狀況處于良好狀態(tài)。由于建平縣北部氣候較寒冷，時長達(dá)5 個月，最大凍深有1.8 m，U 型槽周圍土體溫度在2 月份左右達(dá)到最低，其周圍活動層完全凍結(jié)，槽體破壞，嚴(yán)重影響其服務(wù)功能。渠道建設(shè)中，解決渠道防凍就成為首要問題。灌區(qū)對U 型槽渠道采取防凍措施，雖然一次性投資較大，但是防凍效果好，運行安全，為灌區(qū)可持續(xù)發(fā)揮效益起到了節(jié)約資金、節(jié)約用水，實現(xiàn)了“節(jié)水高效、設(shè)施完善、管理科學(xué)、生態(tài)良好”的管理目標(biāo)。

1 渠道凍害破壞形式

混凝土U 型槽渠道經(jīng)過凍脹循環(huán)和應(yīng)力的反復(fù)作用，很容易發(fā)生混凝土的凍融破壞。破壞形式一般有如下幾個情況：

1.1 產(chǎn)生裂縫及鼓脹。冬季里，混凝土U 型槽渠道極易與渠床基土凍結(jié)粘連成一體?；炷罸 型槽渠道既承受著凍結(jié)力，又承受著凍脹力、拉應(yīng)力。如果這些應(yīng)力值大于混凝土U 型槽渠道在低溫下的極限應(yīng)力時，極易對U 型槽產(chǎn)生破壞。

1.2 產(chǎn)生架空隆起。在地下水位較高一些的渠段，若水位上升，渠床基土產(chǎn)生凍脹，造成U 型槽大幅度隆起、架空。問題一般發(fā)生在渠道坡腳或渠底中部等。

1.3 產(chǎn)生滑塌破壞?；绞街饕袃煞N：首先是凍脹引起U 型槽隆起架空后造成坡腳支承受到破壞，U型槽墊層穩(wěn)定平衡失去，基土融化后U 型槽順坡向下滑移、錯位、傾斜或傾倒。二是渠道基土融化時造成的滑坡，會使渠坡滑塌，導(dǎo)致U 型槽被推動錯位。

2 防治措施

U 型槽渠道產(chǎn)生凍脹破壞主要來源于渠道基土凍結(jié)時水分遷移和凍脹作用大小。通過工程實踐探索，U 型槽渠道凍害防治，先期規(guī)劃布置、到基土處理、渠道排水，中期渠道襯砌形式、采用材料及提高施工質(zhì)量、后期做好管理維修等諸多方面，做到通盤考慮、因時制宜、因地制宜的采取防治措施。措施如下：

2.1 避開凍脹危害。在工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計之初，設(shè)計人員就要考慮避開有產(chǎn)生較大凍脹的地質(zhì)區(qū)域。

2.1.1 要避開粘質(zhì)土壤、淤泥沼澤、松軟土層及地下水位較高的地段，要選擇透水性較強或者地下水位較深的地段，保證U 型槽渠底的凍結(jié)層牢牢控制在地下毛管水補給高度以上。

2.1.2 渠線布置時，要選擇在對比耕地較高一些的脊梁地帶最好。

2.1.3 施工渠段采用填方最好。

2.1.4 渠道一旦產(chǎn)生滲水或者有地面回歸水，要配置排水設(shè)施。

2.1.5 渠道林帶樹種選擇，旱柳樹為先，由于旱柳易繁殖，栽培方法簡單，生命力強，可美化環(huán)境，還可以加固渠床基土，凍害防治較好。

2.2 消減凍脹危害。U 型槽渠道基土產(chǎn)生凍脹，一般可采用相應(yīng)的削減措施：

2.2.1 U 型槽基土換填。將渠道內(nèi)容易產(chǎn)生凍結(jié)的土壤換成非凍脹性的填筑材料，如換成干凈的砂石或者級配相當(dāng)?shù)乃槭?。砂石和碎石的雜質(zhì)含量不要大于5%，如果換填層有凍結(jié)時，必須保證換填層有排水通道。使用級配碎石要預(yù)先篩分成四個大小不同粒級的組配，保證渠道的滲水流出和阻止下層水分向表層遷移。

2.2.2 U 型槽隔熱保溫。是將隔熱保溫布鋪設(shè)在混凝土U 型槽背后，做到降低或消除寒冷，隔斷墊層下的不利水分補給。苯板在U 型槽渠道防滲工程中對削減凍深和凍脹效果也不錯。苯板具有自重輕、吸水性低、運輸和施工方便等特點。

2.2.3 U 型槽基土壓實?；两?jīng)過壓實后干密度提高，透水性變?nèi)?，孔隙率減少。壓實基土能夠阻擋水分遷移和聚集，增強消除凍脹的能力。

3 U 型槽渠道維修

3.1 U 型槽裂縫的維修。U 型槽產(chǎn)生裂縫后，只要U型槽表面平整，縫隙不大，一般采用過氯乙烯膠液涂料粘貼玻璃絲布的方法進行修補。如果U 型槽產(chǎn)生縫隙較大，得用填塞的方法。把U 型槽縫系內(nèi)、縫壁內(nèi)及縫系口兩邊的泥土、雜物清除掉，將拌好的瀝青、塑料膠泥填入U 型槽縫系內(nèi)，填實壓緊，做到表面光滑平整。

3.2 U 型槽砌筑縫的維修。U 型槽砌筑縫一般是水泥砂漿縫，若是產(chǎn)生開裂、掉塊等問題，先要鑿除清理縫內(nèi)破碎的水泥砂漿塊，然后把縫壁和縫口沖洗干凈，接著用與U 型槽同標(biāo)號的水泥砂漿填實填滿，隨后搗實抹平，最后要保濕養(yǎng)護14 d 以上。

3.3 U 型槽表層損壞的維修。U 型槽表層產(chǎn)生剝蝕或孔洞等破壞，一般維修可用水泥漿。首先要清理掉表層已損壞的混凝土，然后鑿毛處理，再用水沖洗干凈后，使工作面保持濕潤狀態(tài)，用水泥漿抹平后再壓光，還要養(yǎng)護14 d 以上。如果表層損壞部位較深較大時，可采用混凝土修補。

3.4 U 型槽防滲層的維修。如果U 型槽防滲層有破碎、錯位、滑塌等損壞，應(yīng)該做到及時拆除損壞部位，清理出基土，重新填筑。填筑時，新舊混凝土的接合面充分結(jié)合一體，先要鑿毛沖洗，要涂一層厚1 mm 的水泥凈漿，然后再填筑混凝土。還要及時保濕養(yǎng)護。

3.5 U 型槽運行過程搶修。U 型槽渠道運行時，如果局部出現(xiàn)斷裂或滑坡等情況時，采取辦法是馬上停水或降低水位，并且采用土工編織袋裝砂土堵塞方法，待U型槽無水后，再對破壞部位進行有針對性的維修。