浅谈北方地区干渠渠道防冻胀措施
寒冷地区渠道防渗工程冻胀破坏及其防治措施分析
寒冷地区渠道防渗工程冻胀破坏及其防治措施分析沙㊀勇摘㊀要：文章分析了寒冷地区的渠道防渗工程，发生冻胀破坏具体原因，然后对此提出了在施工过程中对冷胀采取预防㊁对渠道防渗的工程当中出现的冻胀予以解决㊁对渠道防渗的过程进行科学的规划㊁对隔热保温层进行设置规划，这几点相应的解决对策，以供各位业界同仁参考和指导㊂关键词：渠道防渗工程；冻胀破坏；防治措施一㊁引言现阶段，我国的一些寒冷地区，渠道防渗的过程经常发生被破坏的现象，比如，现浇和预制混凝土的板衬砌㊁整体上抬㊁鼓胀与裂缝㊁突起架空㊁滑塌错位㊁浆砌石的衬砌㊁沥青混凝土的衬砌㊁塑料薄膜的衬砌等㊂因此，如何解决防渗工程的冻胀破坏，是当前渠道防渗工程的首要课题㊂二㊁破坏的特征（一）现浇和预制混凝土的板衬砌这种刚性的衬砌材料，薄板的厚度通常在５ ８ｃｍ，抗压的强度很高，但是在发生冻胀变形时，对抗拉强度的适应性低，进而容易出现破坏㊂１．整体上抬当基土均匀冻胀㊁渠道断面小㊁整体衬砌刚度大的时候，在基底法向的冻胀力㊁侧面切向的冻胀力作用之下，导致整体出现上抬㊂比如，Ｕ型混凝土渠道断面小㊁梯形渠道的渠坡太短，在上述这些情况下，就会比较容易出现整体的上抬现象，渠道衬砌在被整体的上抬之后，经过水流不间断的冲刷之下，就比较容易出现想塌陷㊁错位㊁淘刷等这些破坏的现象㊂２．鼓胀和裂缝裂缝是因为基土上不够均匀的水温，发生了不均匀冻胀的现象，衬砌体和基土二者之间，因为冻结力所产生的约束作用才形成的㊂冻胀的裂缝大体都会出现在，现浇的混凝土顺水流的方向上，冬季出现积水现象的时候，裂缝通常就会在一些水面的渠坡上产生㊂当预制的混凝土形成的切块，没有办法去适应温度的变化，进而出现收缩㊁变形的时候，在分缝的那些地方很可能就会发生开裂，在板与板之间很可能就会产生横纵向不一的各种裂缝㊂冻胀产生的变形一旦经过了逐年的累之后积，自然而然地就会一定出现砌体的鼓胀现象㊂３．突起和架空当冬季的渠道在行水的时候，在一些水面㊁冰盖上方的１ｍ－１．５ｍ的渠坡地带，混凝土的衬砌就会容易出现这种突起架空的现象，由板下地基㊁垫层冻所引起的，冰盖挤压力所产生的破坏还是次要的，只不过是让破坏的程度被不断地加剧而已㊂地下的水位高度中那些不同的渠段，在坡脚的一些范围之内或者渠的底部，经常性的就会有那种类似台阶状的隆起不断形成㊂４．滑塌产生的错位渠底的基土发生的冻胀现象比较严重的时候，坡脚处地带的那些混凝土的板就会发生鼓起的现象，接着慢慢地㊁逐渐地向上不断地延伸，所有的板之间就会出现那种错位㊁搭接的情况，经过水流不断的陶冲之后就会融化然后沉陷，上部融土中含有的水分，这时就会容易遭受地下伏冻土所造成的阻隔，基土和混凝土之间的相互摩擦力就会被不断地减少，进而混凝土板就会顺着坡到不断地下滑，然后就会都堆积到渠的底部，最后就导致衬砌全部都被破坏掉了㊂（二）浆砌石的衬砌浆砌石要比混凝土衬砌的厚度㊁整体性能好，冻胀比较小的时候还能出现整体的上抬㊂冻胀在破坏的形式上是和混凝土相类似的，诸如出现架空㊁局部发生隆起㊁不规则的裂缝等现象，浆砌石的衬砌之所以发生来了的现象，通常都是由于勾缝的砂浆在冻融的作用之下出现的㊂（三）沥青混凝土的衬砌沥青混凝土一般即使处在低温的条件下，依然还是会具有柔性的，对于冻胀在适应的能力上也很强㊂但是当被用到那些冻胀性很大的渠道当中时，也会由于变形太大㊁渠底冻胀的不均匀进而产生裂缝㊂沥青的混凝土发生裂缝主要是由于，施工的期间使用了不恰当方法所造成的，但是温度较低的情况之下，比较容易产生收缩裂缝，进而导致渠水入渗㊂另外在阳光中长期受到紫外线的照射，会出现老化的现象，进而让冻胀不均匀的适应能力被降低㊂（四）塑料薄膜的衬砌塑料薄膜的衬砌通常用，干砌石㊁混凝土的预制板㊁压实的土料等当作保护层㊂薄膜的作用是阻隔渗水，可以降低基土中的含水量，防止㊁减少冻胀不均匀㊂土料的保护层因为常年的冻融剥落进而变薄，渠道从梯形变成Ｖ型㊂其他刚性材料的保护层，在冻胀强的渠段，会发生上述的刚性衬砌破坏的情况㊂三㊁防治的措施（一）在施工过程当中对冷胀采取预防在正常情况之下，对渠道开展防渗工程的时候，在初期设计的阶段就应该，对渠道可能受到的霜冻破坏，进行非常充分的思考㊂相应的保护措施提前就应该设置好，比如制订出有效的防冻措施㊁引入防冻胀的破坏机理，避免发生冻胀进而过程造成不利的影响㊂相关的设计人员可以采取，通道顶升㊁地下通道㊁深埋隧道等，这些方法来进行分析，进而避免出现冻胀㊂（二）对渠道防渗的工程当中出现的冻胀予以解决施工人员在对渠道防渗的工程开始施工之前，可以采取一些方法，对那些不好的现象予以预防，比如对弧形底采取断开㊁破断㊁梯形等，进而确保施工能够顺利开展，让运河的防渗工程在实际运行的过程当中，避免出现霜冻㊁破坏的情况㊂通过这种事先预防的形式，在工程即使在寒冷的环境当中，耐腐蚀性依然能够保持较好的情况，让抗冻胀破坏的能力得到提升，进而让其在质量上得到保障㊂（三）对渠道防渗的过程进行科学的规划在工程的具体施工时，不仅仅要对安全㊁质量予以注意，还应该有一套科学的方案，用来做施工的可靠性支撑㊂因此相关的设计人员在施工的前期，就应该针对冻胀破坏，在可能产生的消极影响方面进行充分的考量，根据当地的地理环境因地制宜，尽量地去避免地下水区㊁沼泽等，那些对施工不利的地区㊂对海波㊁地质㊁环境等，这些方面进行考虑㊁分析，然后选择出区域环境相对优良的地点用来施工㊂（四）对隔热保温层进行设置规划在具体的施工过程当中，经常会见到的保温方式就是隔热保温㊂因此，在渠道防渗的工程当中，应该对隔热保温的材料，在其自身的作用上予以充分的利用，进而在整个施工过程当中，确保冻胀的情况不会出现㊂由此可以看出，在施工的过程当中，对隔热保温材料的使用，能够让冻胀破坏的现象得到消减，对冻胀土进行处理时换置的深度被大大减小㊂隔热保温的材料在通常情况下，会有以下特点：使用方便㊁质量轻㊁成本低等，在施工时对其进行使用，可以起到有利作用㊂因此隔热保温的设置，在渠道防渗工程的施工使用的比较普遍，也得到了大众的接受㊂四㊁结语综上所述，因为受到寒冷气候的影响，渠道的防渗工程会在一定的程度上发现破坏，进而导致渠道防渗工程，在防渗方面的作用受到影响，让渠道防渗工程实际的效益㊁利益被降低，维修管理的费用也会增加㊂文章分析了发生破坏的原因，并且对此给出了一些有针对性的建议㊂参考文献：［１］高英利．寒冷地区渠道防渗工程冻胀破坏及其防治措施［Ｊ］．水利建设与管理，２０１３，３３（３）：７５－７８．作者简介：沙勇，江苏山水国土资源开发工程有限公司㊂８２１。
北方灌区渠道防渗抗冻胀衬砌措施分析
【节水灌溉】北方灌区渠道防渗抗冻胀衬砌措施分析李 智1,李 娜2(1.内蒙古自治区水利工程质量监督站,内蒙古呼和浩特010020;2.中国灌溉排水发展中心,北京100000)〔摘 要〕 我国北方地区因气候寒冷,灌区输水渠道初砌体因受冻胀作用而破坏严重,影响了工程的使用,并造成巨大的浪费。
文章通过调查北方灌区内现有各级渠道的防渗防冻胀措施、冻胀破坏和老化失修情况,分析了造成渠道衬砌结构破坏的原因,提出适宜该灌区渠道的防渗防冻胀破坏衬砌措施。
〔关键词〕 北方灌区;渠道;冻胀破坏;防冻措施中图分类号:T V698.2+6 文章标识码:B 文章编号:1009-0088(2010)01-0078-031 渠道冻胀破损原因分析造成渠道渗漏和破损的原因是多方面的,有自然的原因,也有人为的原因,集中表现为渠道的老化失修和冻胀破坏,老化失修造成渠道渗漏,渠道渗漏加重冻胀破坏,冻胀破坏又加重了渠道渗漏和老化。
就北方地区而言,渠道冻胀破损原因有以下几个方面。
(1)气温和地温。
北方地区冬季气温低,冻结期长,具有冻胀条件。
如河套灌区1月份多年平均气温月在-11.7℃,极端最低气温可达-33.1℃,一般11月中旬土壤开始冻结,翌年5月中旬全部解冻,冻结期可达180d左右,属于寒冷地区,冻胀严重。
渠道基土地温整体上较大地地温高,由于其接受阳光辐射程度与渠道部位和走向有关,渠道基土地温分布特点是,南坡(一般称阴坡)地温一般比北坡(一般称阳坡)高,西坡地温一般比东坡高,渠底地温介于两者之间。
因此,渠道基土冻深与部位和走向有关,根据试验资料,大地、阴坡、渠底、阳坡的冻深之比为1∶0.91∶0.62∶0.48。
(2)土质。
北方灌区的土壤有粘土和壤土,以粉质壤土较多,其粉粒含量约占颗粒组成的50%～85%,属于冻胀性土质。
(3)地下水位抬高。
由于灌溉渗漏水的补给,地下水回升较大,低洼地带地下水多数接近渠底,甚至高出渠底,原设计渠道的防冻胀措施多采用板下铺设砂砾垫层,采用的是地下水低于冻深范围的措施。
谈渠道的防冻胀处理方法
谈渠道的防冻胀处理方法【摘要】近几年，我国水利部更多的关注水利渠道建设，相关人员调查了部分地区的水利渠道设计、运行情况。
通过分析发现，导致其出现冻胀破坏的原因是负温与土壤中土体颗粒和水的物理性质因素。
通常在设计渠道时要做预防冻胀处理，其方式的选择会影响到施工的难易与渠道的造价，甚至会关系到整个工程的质量，具有十分重要的意义。
文章简要介绍了渠道冻胀机理与几种防冻胀处理形式，为建设渠道提供参考。
【关键词】渠道；防冻胀处理；机理；形式渠道承担着排灌的重要任务，如果发生冻胀，不仅会使地面变形，渠道也很可能被破坏，因此在设计和施工环节应积极采取措施预防冻胀破坏。
现阶段我国在这方面的研究成果显示其防冻胀处理形式主要包括采用新型建筑材料、将渠基土体的基本结构改变以及改变渠道结构形式等。
只有在渠道的建设过程中不断探索，积累经验，使防冻理论更加完善，才能在渠道的实际施工中做到对冻胀破坏的预防。
1 渠道冻胀机理当渠基土受冻后其体积会发生膨胀，顶托衬砌，进而造成渠道冻胀破坏，渠道发生冻胀需满足以下条件：（1）所处地区气候寒冷，满足持续负温条件；（2）土壤中存在毛细水与自由水，同时其水位补给通道保持通畅；（3）土壤中的矿物质成分、土的颗粒组成等土壤本身的物理力学性质满足一定条件。
其中对渠道水分条件产生影响的情况有两种，第一是渠道渗水导致出现较大含水量，第二是偏高的地下水位导致出现较大的含水量。
在上述条件中，发生冻胀的必要条件和首要条件就是存在毛细水与自由水，相关资料显示，水同时存在于总、干渠道中。
由于灌区中上游与总干渠的上游地下水埋深不深，有较细的土壤颗粒，土壤中毛细水与自由水在受冻后体积膨胀，导致土体膨胀，顶托衬砌，进而渠道被破坏。
这种情况不仅在挖方渠道中会出现，它也普遍存在于半挖半填中的渠道中，因此在设计施工中必须重视毛细水的冻胀性。
总而言之，在寒冷地区建设渠道的一个难点问题就是冻胀破坏，它是由负温与土体颗粒与土壤中的水的物理性质造成的。
北方地区渠道防渗抗冻胀技术探讨
，
Hale Waihona Puke ２ ． ２ 膜 料 防渗
２ ０世纪 ６ ０ 年代以来 ， 我 国大量采用土工膜作为防渗材料 ， 取得 了较为理想 的防渗效果 。 复合土工膜的出现大大提高了膜料 自身的 结构强度 、 抗穿刺 、 抗滑等性能 ， 再 结 合 埋 铺 式 膜 料 防 渗 的方 法 ， 使 膜 料 埋 人土 料 等保 护 层 下避 免 了光 的 照射 ， 大 大延 长 了使 用 寿命 。 ２ － ３ 混凝 土 防 渗 近 年来 ， 混凝土衬砌渠道得到了广泛的应用与传播 ， 是 目前 主 流的渠道防渗措施 。它 的优点是 防渗效果好 ， 耐久性强 ， 糙 率小 ， 可 以减少沿程水头损失 ， 允许流速大 ， 强度高 ， 易管理维护。缺点是适 应 变形 能 力 差 。 ３衬 砌 渠道 抗 冻胀 措 施 的 发展 在我 国的北方地 区， 渠道 防渗工程容易受 到冻融破坏 ， 冻 害是 衬砌渠道破坏的最主要 因素之一 。渠床一旦开始了冻胀 ， 一般的衬 砌结构经过反复的冻结溶化 ， 衬砌断裂， 导致 防渗失效 。 因此在严寒 的北方地区渠道 防渗抗冻措施是否得 当至关重要。 受冻害威胁的渠 道， 主要是 因为渠基土发生冻胀 ， 防治渠道冻害主要有两种方式 ， 一 是 回避 冻 胀 ， 二 是削 减 冻 胀 。 在寒 冷 地 区 回避 冻 胀不 太 可 能 ， 必须 采 用有 效 的 措施 减 小 冻胀 量 ， 也 就是 将 渠 床 基 土 的最 大 冻 胀 量 消减 到 衬砌 结 构 允许 的变 位 范 围 内 。 ３ ． １合 理 的 断面 结构 形 式 目前 ， 在 Ｅ 方地 区， 衬 砌 渠 道 多 为梯 形 结 构 ， 此 结 构 受 到很 小 的 冻 胀 力 便 会 出现 鼓 胀 和 裂缝 ， 使 衬 砌 结 构 丧 失 防渗 效 果 。而弧 形 底 梯 形 断 面和 弧 形 坡 脚 梯 形 断 面 受 力 条 件 较 好 ，有 较 强 的 抗 冻 胀 能 力， 不 易 破 坏 。 在较 小 的斗 、 农渠 则 以 预制 Ｕ形 槽 为 灌 区的 最 佳 选 择， 其 受 力 条件 好 ， 便于施工。
浅谈冬季农田水利工程的冻胀破坏及防治措施
浅谈冬季农田水利工程的冻胀破坏及防治措施随着我国农田水利工程数量与日俱增，逐渐的暴露出诸多问题，其中动机的冻胀破坏问题显得尤为重要，必须要积极的结合先进的技术加以防范，才能够保证农田水利工程的质量和安全。
本文主要讲述了冻胀和盐胀的基本概念，冻胀对农田水利工程带来破坏的主要原因以及相应的防范措施。
标签：冬季；水利工程；防治措施随着我国农村经济的快速发展，我国农田水利工程得到了进一步的发展，农业作为我国社会经济的重要组成部分，必须要重视农田水利工程的质量和安全，及时的采取措施避免质量和安全事故的发生，才能够促进我国农村经济的可持续性发展。
一、冻胀与盐胀的概念由于受到外界因素的影响，进而就会导致土体内的水分超过一定的数量，冻结土层的体积就会不断的增加，从而导致土体出现膨胀的现象，即冻胀。
土壤冻胀主要因素包括了气温、含水量以及压力等诸多因素的影响。
冻胀的过程中会产生相应的冻胀力，进而出现形态变化。
土的冻胀力主要就是含水体冻结的时候就会导致土体内的水变成冰体，体积膨胀受到一定的约束。
比如我国新疆地区的冻胀现象比较常见，土壤的温度越低，冻胀就会越严重，从而会对农田水利工程的影响越大。
一般情况下，黏性土壤不能进行建筑物的垫层使用，土壤中具有一定的硫酸钠，如果硫酸钠超过设计规定范围，并且温度降到一定数值的时候，含盐浓度就会超过硫酸钠的溶解度，从而会结晶，进而改变了土壤的形态，即盐胀。
二、冻胀对农田水利工程造成破坏原因及存在的问题1、对渠道混凝土板衬砌的破坏预制混凝土受到冻胀之后就会出现诸多问题，比如延伸缩缝以及沉降缝错位等诸多问题，其主要原因就是因为外界水源的补给，冻结土壤中的水分就会不断的增加，冻胀受到土壤含水量的影响。
一般情况下土壤含水量越大，冻结变形就会越大。
大部分灌溉渠道在冬季停水期的时候处于无水的状态，水分主要就是由衬砌板底部下层的回归水补充，从而会逐渐的形成冰晶，导致土体内部的冰晶数量不断的增多，水分结冰导致体积不断的膨胀，受到水平方向挤压或者推力产生水平位移，最终会导致结构发生变化。
防止渠道冻胀的处理方式
防止渠道冻胀的处理方式
一、进行渠道激励
1.建立渠道激励机制，定期举行渠道激励活动，比如给渠道提供一定比例的折扣，让渠道有更多的动力去推广产品；
2.建立渠道奖励制度，对优秀的渠道进行奖励，比如提供一定的补贴，以激励渠道积极参与推广；
3.开展渠道促销活动，比如给渠道提供一定的折扣，让渠道有更多的动力去推广产品；
4.定期举行渠道激励活动，比如举办渠道推广活动，给渠道提供一定的奖励，以激励渠道积极参与推广；
二、开展渠道管理
1.开展渠道管理，比如定期对渠道进行考核，及时了解渠道的情况，及时发现渠道的问题，及时采取措施解决渠道问题；
2.建立渠道联系机制，定期与渠道进行沟通，了解渠道的需求，及时反馈渠道的意见，提高渠道的满意度；
3.建立渠道培训机制，定期对渠道进行培训，提高渠道的知识水平，提高渠道的服务水平；
4.建立渠道营销支持机制，定期为渠道提供营销支持，比如提供市场资源、技术支持等，以提高渠道的推广能力。
北方地区渠道衬砌工程抗冻胀设计及建议
冉 忠 明
１ ５ １
【 节 水灌 溉 】
北 方 地 区 渠 道 衬 砌 工 程 抗 冻 胀 设 计 及 建 议
冉 忠 明
（ 呼伦贝尔 市阿荣旗水 务局， 内蒙古 阿荣旗 １ ６ ２ ７ ５ ０ ）
［ 摘
要］ 从北方地 区近几年建设 渠道 防渗抗冻的实际情况 出发 ， 全面论述 了防渗抗 冻计算过程、
采 取对 粘性 土压实 或强夯 来提 高基 土密实 度 的抗 冻 措施 。在 渠道施 工 过 程 中按 照 施 工要 求 ， 分 层 辗 压
解 决 问题 的措 施 及 经验的 总 结 ， 对 下一 步北 方地 区渠道 防渗抗 冻 的 实施 奠 定 了良好 的技 术基础 。
（ 关键词 ］ 北方 ； 防渗 ； 抗冻； 措施
中图分类号 ： Ｔ Ｖ ６ ９ ８ ． ２ ６ 文章标识码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ９— ０ ０ ８ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ １ ５ １ — ０ ２
３ ． ２ 断面 形式 采 用
候， 全 年有 一半 是 冬 季 ， 气 温 变化 存 在 明显 的季 节 性 ， 多年平 均气 温 为 ２ ． ２ ℃， 多年 平 均 无 霜期 为 １ ３ ４ ｄ ， 最 大 冻 土深 为 ２ ． ７ ｍ。冬 、 春 季 地下 水 埋深 ２ ｉ ｎ ， 靠 近 河
（ ２ ） 对 于北 方 缺水 地 区水 稻 实 行 分 组 泡 田， 可 以 减 少泡 田期 用 水 量 ， 灌 区 面积 越 大 ， 减 少 的用 水 量 越 多， 水 的利用 效益 越 高 。 （ ３ ） 水稻 实行 分 组 泡 田 ， 可 以 减 小 灌 区 设 计 灌 水 率值 ， 从 而 降低 工程 规模 ， 减少 投资 。对 于 已建 枢纽 工
浅谈北方灌区渠道衬砌工程的冻胀防治措施
道衬砌工程冻胀的防治措 施 ， 显得非 常重要 ， 本 文着重介 绍了渠道衬 砌工程冻胀的特征、 防治原则、 防治措施 ， 希望能够 为读者
今后的工作需要提供 参考。
关键词 ： 灌区； 渠道 ； 冻胀 ； 防 治措 施 中 图分 类 号 ： Ｕ４ ５ ５ ． ９ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ３ — ６ ９ ９ ７ （ ２ ０ １ ７ ） １ ４ 一 ｆ ） １ １ ４ 一 Ｏ ２
１ １ ４ ２ ０ １ ７ 卑 带１ ４ 期 （ 慰 第５ ２ ３ 氍 珂 ）
水 利 水 电
Ｓｈ ｕ ｉ ｌ ｉ Ｓｈ ｕ ｉ ｄ ｉ ａ ｎ ’， ｒ
２ ． ２ ． ２与边坡 衬
在土 中时 ， 土壤压 实会 反而使冻胀加重。只有 当土壤干密度 达到一定值时 ，土 的冻胀性才会随土 的干密度增大 而减 小。 《 渠 系工程抗冻胀设计规范 》 （ ｓ １ ２ ３ — ２ ０ ０ ６ ） 根据有关试验成果 ， 规定 当采 用压密措 施防冻胀 时 ，应满足 土的压实 度不低于
Ｏ ． ９ ８ 、干 密 度 不 小 于 １ ． ６ ｔ ／ ｍ 和不小于天然干密度 １ ． ０ ５ 倍 三 项要求。
２ ． ８其 他 工 程 措 施
一
砌连接处 ， 存在着结构上 的约束 ， 而基土冻胀方 向不 同， 因而 在渠底 以上 １ ， ３ 坡长处常常发生较大的不均匀冻胀 ，使衬砌 板开裂破坏 。弧形渠底衬砌渠道可以有效改善衬砌 的不均匀
是渠线选择 。渠线应尽量避 开淤泥 、 软土层和高地 下
水位 区 ， 将渠底控制 在冻结层 以上 ， 渠底高 出地下 水位 的距
离不小于冻深和临界地下水深之和。渠线还应尽量避免经过 高冻胀性 土层 ， 尽 可能走砂砾石 地基或地下水埋 藏较深 的地 带； 二是断面设计 。由于渠道边坡是最易于冻胀破坏的部位 ， 在冻 胀地 区不宜采用窄深式渠道 。 ２ ． ２结构 性措施 根据近年来 的工程成果 和经 验 ， 总结出渠道衬砌工程 冻 胀 防治 的常见结构性措施有以下几种 。
北方灌区渠道衬砌工程的冻胀防治措施探讨
北方灌区渠道衬砌工程的冻胀防治措施探讨摘要：我国地域辽阔，纬度跨度大，我国北方冬季温度较低，灌区渠道衬砌工程面临的重大难题就是进行冻胀防治，以确保灌区运行稳定以及建筑物的安全，所以需要重点开展北方灌区渠道衬砌工程的冻胀防治研究工作。
为此本文主要分析渠道衬砌工程冻胀特点、防治原则，并在此基础上探讨其有效的冻胀防治措施，希望能够为开展渠道衬砌工程提供相关参考。
关键词:灌区;渠道:冻胀;防治措施我国位于温带和寒带地区较多，所以北方地区冬季温度较低，通常在零度以下，低温会导致渠道衬砌工程受冻胀影响，由冻胀破坏情况来看，地基土在冻胀情况下，基土会将冻胀力作用于上部砌块，底板出现往上的弯拉变形，渠破砌块会往内翻转架空，不但阻碍工程顺利运行，提高渠道衬砌工程冻胀维修难度，还会导致工程防渗透功能减弱，影响严重的甚至会导致防渗透功能消失。
渠道衬砌工程出现冻胀现象会带来严重经济损失，影响农业生产和人们正常生活。
因此冻胀防治是北方灌区渠道衬砌工程需要解决的主要问题，要求相关部门人员能够制定有效措施，消除渠道衬砌工程冻胀现象带来的危害，同时实施防治管理措施预防和治理冻胀问题。
防治冻胀问题首先要了解渠基土产生冻胀问题时的规律，研究分析在低温状态下基土产生的物理性质和渠道冬季时的工作特征。
设计工作者在进行渠道衬砌工程设计前需要进行实地调研，充分了解施工现场的信息，根据施工现场的情况制定有效的冻胀防治措施，最大程度降低低温对工程的影响，提高工程对冻胀问题的抵抗力，延长工程的使用年限。
一、渠道村确工程冻胀特征及防治原则（一）渠道衬砌工程冻胀的特征普通地基冻胀存在的问题与渠道基土面临的冻胀问题相似，但是渠道与其他工程存在明显不同之处就是渠道中存在大量水，所以渠道衬砌工程面临的冻胀问题也有自身的规律和特征。
例如冻胀不均匀问题，渠道中存在大量水，不同位置的水温度不同，导致结冻深度和冻胀程度存在差异，所以渠道中水含量影响渠道衬砌工程的冻胀情况。
浅谈混凝土渠道的冻胀及防冻措施
浅谈混凝土渠道的冻胀及防冻措施1.引言提高水的利用效率是节水农业的核心，提高水的利用效率主要包括提高渠系水利用系数、田间水利用系数和利用效率（单方水作物产能）这三方面。
我国目前农田灌溉的主要输水方式是渠道输水。
目前，我国渠系水利用系数仅为0.3～0.4，远低于发达国家的0.7～0.8。
冻胀破坏导致混凝土渠道的渗漏是寒区农田灌溉用水损失的最主要方面。
在寒区如果采取有效防冻胀措施，将我国渠系水利用系数提高到发达国家水平，则将极大提高我国农业用水利用率，同时能够有效节约大量水资源。
2 .寒区混凝土主要渠道冻胀破坏形式冻胀作用对混凝土渠道破坏主要表现在使混凝土衬砌板产生裂缝和横断面变形。
2.1混凝土衬砌板裂缝混凝土衬砌板在低温条件下收缩产生裂缝或混凝土内部水分在冻结成冰的时候体积膨胀导致渠道产生裂缝，或二者相互作用产生贯穿裂缝，使渠道中水流下滲严重，极大影响了混凝土渠道输水效果。
2.2横断面变形横断面变形主要由于渠床土的冻胀变位影响和冻胀力的作用所致，使一部分混凝土边坡和个别渠底产生隆起上鼓变形，而当气温回升渠床冻土融沉后，隆起上鼓的混凝土板很难依靠自重恢复原位，导致混凝土渠道架空或者滑塌，最终形成了渠道横断面的破坏和永久性变形，影响水流正常流动甚至无法正常输水。
3.冻胀破坏原因及影响因素3.1混凝土渠道冻融破坏原因3.1.1混凝土本身的冻融破坏首先由于渠道材料混凝土本身的特性决定的。
混凝土本身主要是受压构件，受拉强度远低于受压强度。
混凝土在冻融过程中自身主要受到了三种不同的破坏作用。
其一是混凝土面板在施工期水泥在水化过程产生大量的热，在凝固过程中温度会降低发生热胀冷缩；在混凝土渠道运营时遇到温度降低时也会因为热胀冷缩所作用发生收缩。
当收缩应力大于混凝土面板的受拉极限时就会产生裂缝。
其二是混凝土在凝固过程中水分蒸发形成孔隙，而内部孔隙的水分在温度低于其冰点时就会发生物理状态的变化，由液态水变成了固态的冰，而在此过程中水的体积发生膨胀，对约束其的孔隙壁产生压力，而混凝土内部产生拉应力。
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浅谈北方地区干渠渠道防冻胀措施
作者：郑洪涛等
来源：《农村实用科技信息》2011年第02期
我国北方冬季寒冷，尤其是东北地区，最大冻土层深达2m，一般地区也平均达1.5m左右，从而对于各种干渠渠道都存在不同程度的冻胀现象，因此，对渠道冻害的防治十分重要，现将渠道一般冻害类型、成因及防治措施进行分析及探讨如下。
1、干渠砼衬砌渠道的冻害类型
冻害破坏主要有以下三种类型：
1.1冻胀隆起型
干渠多数发生在距边坡底部1／3附近出现一条或几条纵向裂缝并垂直板面向外隆起。
预制板衬砌的渠道，其裂缝也都发生在距边坡底部1／3附近。
1.2冻胀隆起滑坡型
冻胀隆起滑坡型是干渠冻胀隆起型的发展，随着冻胀力的不断增加，裂缝相邻的两块砼板多绕接触类转动，伴随着这种转动，砼板不断隆起，隆起高度达10～25cm。
当这种转动一旦失去平衡时就发生错位，错位超过板厚时，上块板沿斜坡下滑落入渠底或插入下块板的后面造成这种破坏的另一个原因是当产生冻胀隆起型破坏之后，由于没有及时对冻胀破坏段进行整治，来年冬季负温期，在原已冻胀隆起的基础上累积加剧，终至产生错位滑坡。
1.3冻融流土滑坡型
干渠冻融流土滑坡破坏常发生在春季通水初期这是砼衬砌渠道遭受冻害的一种特殊表现形式危害极大。
在渠基土体的冻结过程中，由于大量水分(主要是农田地下水补给)向冻锋面聚积冻结，砼板与基土间形成冰晶夹层。
2、干渠渠道产生冻胀破坏的原因
造成干渠渠道冻胀破坏的原因比较复杂，与当地的气候变化、地形地貌、地层分布、岩陛结构、颗粒组成、物理力学性质、地下水埋深、毛细水上升高度等因素有关，但是主要是受土壤、水分和负温三方面因素的影响。
2.1渠基土层中各种形态水(即渠道渗漏水、地下水和地面补给水)的存在，在冻结过程，形成水分由暖土区的向冻结区迁移积聚，使基土中的起始含水量超过起始冻胀含水量。
2.2在负温作用下，首先在混凝土预制件与土层接触面间的空隙中产生冰晶体在毛细管作用力作用下，土体中的水体向冰晶体迁移，使冰晶体越来越大-；同时随着温度的降低，在土体空隙中也产生冰晶体，同样在毛细管作用力作用下，更深部位土体中的水分向上部迁移，使土体中的冰晶体会逐渐增大，从而破坏了土体原有结构，并形成冻土层，土体表层突起；随着气温的再降低再深入，冰晶体逐渐增大增多，炼土层的深度逐渐加厚。
渠道在砼衬砌的条件下，因初砌层约束了土体的冻胀变形而产生巨大的冻胀力刺砌层和冻土粘接在一起还会产生切向冻胀力。
在冻胀力的作用下衬砌面遭到破坏。
3、干渠冻胀的预防措施
一般情况土壤含水量小于塑限含水量加2％时，衬砌渠道不会有冻胀的危害，因此干渠的防冻措施主要以改变渠道基土性质、提高渠系防渗效果、减少渠基土壤水分补给等方法来实现。
3.1减轻土壤冻胀力的措施
3.1.1通过对干渠冻胀部位的土壤分析，我们发现减少渠床土壤水分可以减轻渠道冻胀，有关资料证明干渠土壤的冻胀主要由两部分组成：既原位冻胀和冰分凝冻胀，原位冻胀是指冻结锋面随地表气温的下降而向下部移动，在正冻土中的空隙水或已冻土中的未冻结水的原位冻结；冰分凝冻胀是指由于水的抽吸作用使水聚集在向下前进的冻结锋面后方并冻结形成分凝冰透镜体出现的冻胀现象。
因此在渠道泄过程中应该通过防渗措施截断预制件下部土壤的水分渗漏补给，使土体的含水量降低到极小的状态，预防冻胀现象的发生。
干渠防渗措施主要有土料防渗、衬砌防渗、防渗材料防渗等等。
3.1.2通过换置渠床土壤预防渠道冻胀。
一般认为造成渠道冻胀破坏的原因主要是土壤、水分、温度，因此在渠道工程设计中只要改变其中任意一方面的因素或两方面以上的因索都会使渠道不冻胀或减轻冻胀。
沙砾石替换土的作用是多方面的：第一可以阻止地下水的毛细上升。
第二可以阻止冻胀过程中温差作用下的水分转移聚流。
第三渗漏水可含蓄在沙砾石替换土内慢慢排出。
第四加强了渠道基础强度，使混凝土板受力均匀。
3.1.3避免渠道冬季输水以预防渠道冻胀。
干渠灌区冬灌停水日期一般在每年的11月份，渠道输水应比气温稳定通过零度日的时间提前7～10天。
春季开始输水日期不应早于气温稳定通过零度日的时间，最好在冻胀变形恢复，硷衬砌层的裂缝基本闭合之后。
3.2增强衬砌结构抵抗和适应冻胀变形的措施
3.2.1干渠首段预制混凝土板衬砌渠道对冻胀变形有较好的适应性，而且维修方便。
在采用现场浇筑混凝土扳衬砌渠道时应该在渠坡下部和渠底中部设变形缝，以适应土壤的冻胀变形。
3.2.2新材料的应用。
在强冻胀地区，可采用新型保温材料衬砌渠道，以适应土壤的冻胀变形。
为了提高渠基地温、消减冻深、冻胀量选用聚苯乙烯泡沫板做保温材料，从而提高了该段渠道的抗冻胀能力。
3.3加强渠道运行管理防治冻胀破坏。