对渠道冻胀破坏的产生的原因分析及如何处理
浅谈渠道冻胀破坏的防御措施
浅谈渠道冻胀破坏的防御措施我国作为历史悠久的农业古国之一，沟渠灌溉在中华文明的发展史上占据着重要地位，而渠道冻胀是寒冷气候灌溉区时常发生的渠基土冻胀现象，并且已经成为灌溉建设的一项技术难题。
渠道冻胀破坏是指灌溉区域渠基土由于气温较低发生的体积膨胀顶托衬砌，使已经建好的渠道遭到严重损害，与此同时也会大大降低渠道的使用寿命，削弱渠道的节水效果。
本文将会探讨渠道冻胀破坏产生的原因和提出这些问题的解决措施。
标签：渠道；冻胀破坏；原因；防御措施渠基土发生冻胀现象通常具备以下三个方面的条件：一是灌溉渠道处在持续负温条件的寒冷气候区；二是土壤中自由水和毛细水的大量存在，与此同时会有充足的水分补给通道；三是该灌溉地区自身的土壤物理特征。
目前受冻胀发生破坏的渠道主要处于灌溉区，并且以灌溉区的中下游地区为主。
这是因为中下游地区地下水较浅、土壤沙粒较细并且土壤中水分充足等满足了冻胀破坏的基本条件，一旦发生持续低温现象，土壤中的水份受涨导致渠基土膨胀而最终发生渠道冻胀现象。
一、渠道冻胀破坏产生的原因1、地下水对渠道衬层的冻胀在冬季气温降至O℃以下时，由于渠床土中含水量不同和土壤冻胀量不同将会造成断裂面上各点的冻胀面分布很不均匀，是渠道衬层发生破坏的根本原因。
实验一再证明：边坡衬砌层所受的冻胀力是平行于该衬砌层的切向冻胀力，该力大小及正负与渠床土壤含水量沿渠道横断面高度的分布直接相关。
当含水量分布为下大上小时，边坡衬砌层会受到横向的压力；当含水量分布为下小上大时，边坡衬砌层将会受到横向的拉力；当含水量分布为上下均匀一致时，边坡衬砌层基本就不会受到压力。
与此同时，如果渠道边坡衬砌层和其下的冻层之间存在一定约束力的话，则有很大的可能性出现冻胀力；如果此约束力解除，渠道就不会受到冻胀力的影响。
在上文的第一种和第二种的渠道水分布状态下，坡底和渠脚的冻胀程度会大于渠坡上部，就会有如下特点：一是渠底衬砌板的冻胀破坏会受到边坡的压迫，冻胀破坏表现为中部大两端小的格局，这样就会导致渠道中心出现裂痕。
关于对渠道冻胀形成机理与防治措施的几点思考
关于对渠道冻胀形成机理与防治措施的几点思考摘要：渠道是灌区灌溉系统组成的基本单元，交口灌区地处季节性冻土地区，渠道先后出现不同程度地冻胀破坏，影响了水利工程正常运行和效益发挥。
本文通过对交口灌区渠道冻胀破坏因素进行客观分析，并就防冻胀措施进行初步探索，为渠道管理运行提供借鉴。
关键词：水利工程；渠道；冻胀；防治1、灌区渠道现状和存在问题灌区属暖温带半干旱季风区。
春季少雨多风，气候干燥，气温回升快；夏季高温炎热，常有伏旱和局部暴雨；秋季降温迅速，气候温凉，多连阴雨；冬季晴冷干燥，风多而雨雪稀少。
根据交口抽渭管理局试验站气象资料分析，灌区多年平均气温13.4℃，以7月份温度最高，平均气温26.66℃，1月份最低，平均气温-0.68℃；极端最高温度为42.2℃，极端最低温度-15.8℃。
冻土期为12月至翌年2月，最大冻土层深度24cm。
渠道在运行过程中由于冻胀造成预制板滑塌、衬砌断裂等现象，已影响到灌区农业灌溉。
近年来交口灌区通过续建配套节水改造项目对渠道工程进行了改造，有效地改善了渠道工程现状，但是部分渠段运行一段时间后遇到冻胀破坏，致使部分渠道衬砌体失去了防渗减糙作用，增大渠道输水损失，降低渠道输水能力和渠道水利用系数，已经影响到灌区农业生产和经济发展。
2、渠道冻胀破坏的因素分析通过对渠道冻胀破坏分析，主要表现为：衬砌鼓胀裂缝、隆起架空、整体上抬、板位错块、严重部位造成衬砌破碎或滑塌。
经过对渠道各种形式之间以及其它运行渠道的运行冻胀情况、容易产生冻胀部位进行对比分析：衬砌（刚性）面冻胀破坏，与衬砌面下基础的冻胀位移量大小及其不均匀程度、衬砌结构抵抗或适应基础冻胀变形的能力等因素有关。
2.1渠床基础冻胀的不均匀性。
基础产生超出衬砌结构所能适应的不均匀冻胀是造成衬砌发生冻胀破坏的最基本因素。
一是渠基水分条件沿渠坡分布不同，不同的渠坡高度，距地下水位的距离不同，造成渠基含水量一在冻结过程中的水分补给条件不同，衬砌结构的砌（伸缩）缝止水效果差或被破坏，发生渗漏，造成基础局部含水量的增大，因此在渠床基础冻结时即发生不均匀冻胀；二是基础土质的不同，不同的渠段或不同的渠坡高度，由于设计或施工原因，砂砾石换基厚度不同或砂砾石中含砾多少不同，使基础排水通透性存在差异，造成渠基不同部位含水量不等而发生不均匀冻胀；三是受日照与遮荫不同，渠道断面各部位，由于日照与遮荫条件不同，形成不同的冻深，引发不均匀冻胀。
渠道冻胀破坏的原因分析及防治措施
渠道冻胀破坏的原因分析及防治措施在渠道的使用过程中，由于受自然气温的影响，地基土每年都处于冻融两种状态而造成渠道的冻胀破坏简称冻害。
不断的改善渠道冻胀破坏问题，可以有效的加强施工的质量，因此本文主要针对渠道冻胀破坏形成的原因以及对其进行有效的防护措施进行探讨。
标签：渠道冻胀；破坏原因；防治措施1、前言伴随季节的变化，一进入冬季北方地区就进入了寒冷季节。
对于建筑物施工过程在冬季普遍出现的问题就是冻胀问题。
渠道冻胀主要是因为渠基土其受冻体积膨胀顶托衬砌而形成，迫使已经修建的渠道受到影响。
这种渠道冻胀破坏在一定程度上使其使用寿命大大的减少。
2、渠道冻胀破坏的原因2.1土质问题土质在含水量，冷却温度以及其它条件相同时，不同的土质中水分迁移量是不同的。
在粘土特别是极细碎的粘土中，仅有轻微的水分迁移和冰析出而在粉质粘土中可发生最强烈的迁移和冻胀性，因此这种土壤为最具冻害的冻胀性土。
砾石土壤一般认为不具冻胀，但当有更细的充填物时，在冻结时水分迁移反而更剧烈。
2.2水质问题土壤中的水分包括结合水和自由水，自由水又分为重力水和毛细水，产生冻胀的是自由水，而不是结合水。
土壤的含水量是研究冻土内在规律的重要指标，冻土中水分是最活跃的因素，它随深度的不同和季节的变化而不断的改变。
从物理学中可知，液态纯水在标准大气压下温度达到0℃时便会冻结成固态的冰，体积增大9%左右，密度减小8%。
土中的原驻水的含水量不大时，土中水结成冰体积增大，只是降低孔隙率；只有当含水量超过一定界限时，产生土体膨胀，土冻结才能引起地表隆起，这个含水量叫做起始冻胀含水量。
2.3温度问题介質温度愈低，土中水分相变成冰愈多，冻胀愈强。
此外，作用在冻土上的荷载，会减弱水分迁移和冻胀作用。
土体密度大于1.6t/m3时，也可使冻胀明显减弱。
渠道衬砌工程冻害规律一般呈现为，阴坡比阳坡严重，冻结历时长的年份比冻结历时短的年份严重，衬砌体薄而整体性差的冻害更严重，有地下水或外围水补给水分的渠道冻害最严重。
探析渠道冻胀破坏成因分析及对策措施
探析渠道冻胀破坏成因分析及对策措施摘要：本文是基于新疆地区防渗渠道的主要冻坏类型，并综合应用案例调查、数据分析以及实地调研方法来分析渠道冻胀破坏的类型和成因，在冻坏机理的基础上分析发现，混凝土防渗渠道的冻胀破坏的出现并不是偶然和单方面的，并进一步从渠道的实际建设和防冻角度来提出对应措施。
关键词：新疆地区；混凝土防渗渠道；冻胀破坏；处理措施引言混凝土板衬砌结构是新疆地区水利建设中最主要的一种建设结构，混凝土板衬砌结构优势突出，结构简单、防渗效果显著。
新疆地区是我国较为特殊的一个地区，具有独特的地区特征，冬季天气恶劣，温度异常低，在这种特殊的天气情况下混凝土防渗渠道极容易出现冻胀破坏。
随着经济的发展，新疆地区的水利建设在不断增加，防渗渠道的冻胀破坏形式更加不容乐观，采取积极有效的措施来保护防渗渠道是研究热点问题之一，如何采取有效的防渗渠道来也是建立混凝土渠道的核心点。
一、混凝土防渗渠道冻胀破坏的主要类型析常见的混凝土防渗渠道冻胀破坏类型主要分三种，具体是指防渗渠道混凝土板的冻融破坏、渠道内水体结冰对混凝土板的破坏、渠道基土冻融对混凝土板的破坏。
下面对这三种常见的混凝土防渗渠道冻胀破坏进行分析。
（一）混凝土防渗渠道混凝土板的冻融破坏防渗渠道一般采用的都是薄板结构，这种薄板结构的渠道壁的厚度一般，厚度范围在6—15cm，而防渗渠道的建筑材料的选择也较为普遍，一般是砂石水、水泥、外加剂等材料混合制成。
因而，在防渗渠道的实际建设和应用中很难避免水化作用，渠道管壁上容易出现中空，再加上水流冲击的作用，中空部位往往会出现积水情况。
新疆地区地理位置特殊，天气恶劣，异常寒冷会使得渠道管壁中空的部位因为结冰而出现膨胀，冰的密度大于水的密度，渠道管壁内部受到了挤压，这就改变了渠道原来的结构，挤压严重时，会导致管壁的直接破裂，出现渠道冻胀破坏，一次挤压可能不能造成渠道的破坏，但在多个冬季作用下，挤压破坏的威力积少成多，慢慢的对防渗渠道造成破坏。
渠道衬砌板冻胀破坏性裂缝处理技术
渠道衬砌板冻胀破坏性裂缝处理技术摘要：南水北调工程提高了水资源的利用率，对于缓解水资源紧缺发挥了重要作用，其中南水北调中线水源已经成为京津和沿线许多城市的主要水源。
但由于设计、施工、管理维护方面的因素,部分衬砌渠道出现裂缝、错位、滑塌和鼓起、翘起等各种冻胀破坏现象,使渠道糙率增加,未能达到预期的防渗效果，影响渠道正常输水。
为确保“工程安全、供水安全、水质安全”，结合中线工程常态化通水情况，本文将针对渠道衬砌冻胀破坏性裂缝处理技术展开相应分析，以供参考。
关键词：渠道；衬砌板冻胀破坏性；裂缝；处理；技术当长距离调水总干渠渠坡衬砌板在冻层保温和对渠坡冻胀变形的限制作用影响下,渠底衬砌板一般不发生冻胀破坏，但由于衬砌板自重和冻胀切应力的联合作用,渠坡与基土脱离,使衬砌板结构破坏，破坏主要发生在水面附近冻胀变形较大处。
1渠道衬砌板冻胀破坏机理与类型分析1.1冻胀破坏机理渠道衬砌板的冻害主要是由砌体下土体的冻胀引起的，土体冻胀具有多向性，当侧向相互平衡以后，就会形成垂直向上的现象。
对土颗粒位移的热效应及对流迁移理论分析而知，寒冷地区地表土层由于气温年周期波动产生反复冻结和融化，导致土体坡面再造。
这种再造现象突出表现在三个方面：一是由于水分迁移引起分凝冰层出现，导致土体冻胀：二是伴随水分迁移产生溶质迁移，引起土层中高浓度带出现，导致土层中融弱层的产生：三是内外应力作用下土颗粒位移，引起冷生剖面的变化，导致土体性质改变及部分不良物理地质现象出现。
冻害发生后冻结缘的厚度随冻结时间的变化而变化，在有结构联系体系内，根据水分迁移原理和冻土中冰水平衡原理，一方面在温度梯度引起的未冻水势梯度作用下，冻结体系中未冻水源不断地从高温端向低温端迁移。
另一方面冻结体系内不同位置处的温度，使该处具有与该温度相对应的未冻水含量，对于迁移未冻水到该处将以冰的形式出现，体积增大，当体积增大受到约束则产生膨胀力。
一旦剪应力大于材料抗剪强度，则产生剪切破坏，并在该处形成分凝冰层，这就是土体中分凝冰层和土体冻胀的形成机理[1]。
甘州区盈科干渠工程冻胀破坏的原因及防治措施
冻胀地段采用拆除 、 置换等措施 ， 而对轻微冻胀 、 一般冻 胀段采取在老渠上套建新渠 、 抬高渠底高程的措施 ， 渠底
“ 渠基换填措施” 的规定 ， 经计算工程冻胀量为 ９ ７ ｍ 超 ．ｃ ， ８ 过混凝土砌体的允许冻胀量指标 ，采用砂砾垫层料换填
措施 ， 换填厚度 ： 阳坡 ５ｃ ， ０ ｍ 渠底 ８ ｅ 阴坡 １５ｍ。 ０ｍ， １ｃ 换填 的砂砾垫层料选用质地坚硬、 新鲜 ， 没有风化剥落的天然
砂砾 石 ， 粒径 范 围为 ５ ６ｍ 粒 径小 于 ０１ ｍ 的颗粒 含 ￣０ ｍ， ． ｍ
级配最佳配合比作为施工混凝土配合 比，每立方米混凝
土 中 ：水 泥 用 量 ２ ６ ｇ５ ２ ｒ 石 ５０ ｇ２ ～ ０ ｍ 石 ４ ｋ ，～ ０ ｍ ａ ５ｋ ，０ ４ ｒ ａ
突击施工， 垫层 、 砌石均存在质量不合格 问题 。 ３ 灌水方式缺乏科学性 ． ２
一
１２ｋ ， ６ ４ｇ砂率 ２ ％）水 １５ｇ 水泥采用普通 硅 １５ ｇ砂 ５ｋ （ ８ ， ３ｋ； 酸盐水泥 。防渗层采用等厚板 ，渠底厚 ０１ｍ，渠坡 厚 ． ５
３５ 灌溉 回归水不能及时排出 ．
因 干 渠 渠 床 中地 层 岩性 颗 粒 细 小 ，砂 壤 土 、轻 壤
土 、 质壤土渗透 系数小 ， 粉 仅为 ０１ ０２ ／ ， 干渠南 ．～ ． 天 故 ｍ 岸耕地 回归水不 能及 时下渗至粗 颗粒地 层或排走 ， 在
临界值 ，且垫层石厚度在 ０２ ０３ ． ． ～ ｍ之间 ，远达不 到规 范 的要求 。故在灌溉水人渗和渠水 渗漏至垫层石后不 能及时排走 ， 导致垫层石饱和 ， 在气 温下降后产生冻胀
现浇混凝土渠道施工期冻胀原因及预防措施
2021.12科学技术创新现浇混凝土渠道施工期冻胀原因及预防措施贾清顺（河南省河川工程监理有限公司，河南郑州450016）作者简介：贾清顺（1964-），汉族，学历：专科，研究方向：项目管理、新技术应用、施工安全、绿色建筑、成本控制。
摘要：渠道混凝土施工的过程中需要重点加强防冻胀控制，这样才能保证整个工程的安全性能。
鉴于此，本文具体分析渠道混凝土出现中场破坏率原因并且以案例为基础，对其进行分析，而后阐述如何进行冻胀的预防和控制，以供参考。
关键词：渠道；混凝土；冻胀破坏；防冻措施中图分类号:TV52文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2021)12-0125-021工程案例某河灌渠，渠首位置在该河的中游，上游流域面积达到了2019平方公里，灌区的设计灌溉面积达到了7200平方公里，可以对6800平方公里的面积进行有效灌溉。
近期对该灌渠进行拓展和改建。
其中，混凝土现浇衬砌渠道长76.7km ，沿河新辟梯形明渠，渠底宽9.1~13.5m ，渠内坡1∶2.25，外坡1∶2.0，渠道纵坡1/18000，采用全断面现浇混凝土防渗衬砌。
本灌渠各部位置受到差异辐射量，其中在阴坡位置、阳坡位置、以及渠底部分的冻土层的深度也不相同。
其变形图如图1所示：注：虚线为冻胀变形后状态图1梯形砼衬砌渠道破博示意图2混凝土渠道衬砌结构发生冻胀破坏的判断准则判断混凝土渠道衬砌结构发生冻胀破坏的准则依据几点：第一，判断在混凝土衬砌的填缝处所承受的各方向的剪力作用是否超过所混凝土填充材料的剪力标准值范围；第二，是否产生一些过大且不可恢复的变形受力而致使渠道混凝土结构的冻胀破坏；第三，混凝土渠道衬砌板所受到的最大弯矩位置的拉应力是否超过所混凝土的拉应力标准值范围。
以上几点主要取决于基土冻胀量h 的大小。
3案例分析在施工过程中发现2号段和5号段区域出现了冻胀上浮的情况，主要是一些浇注成型的渠底混凝土板，并且出现了渠底衬砌板抬高，抬高的最高处甚至可以达到三厘米，一些混凝土板纵向缝错台的问题，个别区域的渠底衬砌板出现了隆起、裂缝等现象，并且产生了大量的纵向裂缝，宽度可以达到一毫米。
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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对渠道冻胀破坏的产生的原因分析及如何处理阿布都沙拉木.阿布都热西提新疆水利厅头屯河流域管理处
摘要：本文通过对某案例进行大量的技术数据分析，指出了渠道冻胀破坏的原因,并采取了相应的防治措施，保障了灌区渠道运行的安全性，减少了水的渗漏损失，提高水的利用率。
关键词：渠道;冻胀;措施;
Onｃｈannelfrostheavingdamagｅreasonsanalysisandｈowtodeaｌwith
AbudｏuｓaｌadｗoodenwAｂdouGｅcｉｔｙ
XｉｎｊiａnｇDepartmenｔｏfwａterrｅsoｕrcesofＴoｕｔｕnRiｖeｒRiverB ａｓｉｎMaｎaｇeｍenｔOfficｅ
Abstract：Basｅdonacaseofmａssiveｔｅchnicａｌdaｔaanalysis,pｏｉnted ｏｕtｔｈｅcｈannｅｌfrｏｓtｈｅａvingdamaｇｅreason，aｎｄtakecorｒｅｓpondinｇmeａsures，proｔｅctthechannｅlｏｐｅｒationsafeｔy,rｅduceｔheｗａtｅrleａkagelｏｓs,improvｅtheｕtｉlｉzａtｉoｎraｔeofwater.
Ｋeywoｒds：channeｌ;frostｈｅaｖe;measures；
一、工程概况
某灌区始建于上世纪７０年代初期，建成大中型泵站38座，小型泵站１02座，装机容量635６7kw.总干渠1条，干渠5条,总长度1７8。
85km。
设计流量１2m3/ｓ，加大流量１4．40ｍ3/s,总扬程529m,设计灌溉面积2.03万hm2。
灌区之间，气候干燥、降水少、蒸发量大、昼夜温差大、日照时间长、无霜期较短，属于典型的干旱、半干旱大陆性气候.据气象站多年观测资料统计表明：灌区年平均气温8.８℃,年平均最高气温３7。
４℃，年平均最低气温－27．４℃。
年平均风速为１.2m/ｓ，最大风速22m／s。
最大冻土深度1.1m，地表冻结期每年约５个月。
二、现状及破坏情况
1湿陷性黄土渠基是产生冻胀破坏的重要因素
灌区渠道位于湿陷性黄土高原区,该区黄土主要由颗粒组成，颜色呈棕黄、灰黄或褐黄,具有大孔隙和垂直节理特征。
渠基在一定渗水压力下产生湿陷而冻胀。
工程自1971年运行以来，因湿陷冻胀破坏设施引起的工程事故比较多,平均年直接经济损失为6０万元。
渠道因冻胀造成的衬砌面的变形、裂缝乃至渠道滑坡,降低了防渗作用，严重影响了渠道运行的安全性、水的利用率及工程的效益。
2灌区渠道冻胀破坏的现状
1)总干渠冻胀破坏情况。
经过多年对总干57。
2km渠道进行观测及试验发现,工程完好的为３6。
6km，有明显裂缝的为６。
5kｍ，渠道下部隆起的有7．6km，滑坡６.5ｋm.
2)干渠冻胀破坏情况。
经过多年对灌区白塬、三场塬、关川三条干渠总长106.3３ｋm渠道进行观测发现，遭受破坏为76．77km，占渠道全长的7２。
2％。
三、灌区渠道冻胀的特点和规律
1不同的渠道断面形式冻胀变形的程度不同
对梯形断面渠道的冻胀数据分析发现：梯形渠道在两旁坡脚底以及坡面上部冻胀量比较小,而渠底的中位和坡面的下部冻胀量较大，坡面靠近坡脚处冻胀量最大。
一般在坡面底部第一层预制块被推移跌叠，造成与第二层预制块的灰缝脱落，被冻结的基土消融后从灰缝中流出.渠底部分中间预制块隆起,混凝土的抗剪强度不足使灰缝部位推移错位。
因此，我们将渠道断面形式由梯形渠底改为弧形渠底,观测后弧形断面冻胀变形均匀，坡面变形程度为梯水利建设形渠的1/4，灰缝的变形是原来的１／5,渠底基本没有变形。
2不同的防渗衬砌形式冻胀破坏程度不同
1).砂砾垫层厚度与冻胀数据分析。
在整个冻融期内混凝土块衬砌的混凝土面及基土的分层冻胀、融化变形、土壤水分、冻结深度、衬砌表面的温度等数据，分析研究表明:当垫层厚度为阳坡2０cm~40cｍ、阴坡30ｃm～60ｃm之间，每增加1５cm,冻胀就减少1cm。
当阳坡衬砌面垫层厚度为３0ｃｍ～６0cm、阴坡4０ｃm~８0cm,砂砾石垫层每增加15ｃｍ，冻胀减小0.５cｍ。
另外,混凝土块衬砌比现浇的渠道土壤中含水量高,冻胀量大，恢复较快。
２).采用不同的防渗抗冻衬砌结构应用实例。
在灌区干渠段选择了2６0０m 渠道共有6种不同类型分8个断面进行比较,实践证明,深挖方地段砂砾垫层具有较好的防冻胀效果，但其抗渗性能比较差,不宜在高填方渠道使用。
而用砂砾垫层，再增设防渗材料,效果较好。
近年来,我们采用在深挖方地段采用砂砾垫层削减冻胀，再铺设塑料布或复合土工膜，用M１0砂浆衬砌混凝土块的渠道，防渗和防冻效果显著；在高填方区采用了原土翻夯５0cm，再铺设塑料布或复合土工膜，用2ｃm~4cｍ砂浆垫层衬砌混凝土块的渠道运行近4年,没有明显的冻胀变形.
四、原因分析
1冻融循环形成冻胀破坏
纯净水的冰点为0℃,而地基中水由于土壤含有盐等矿物质的影响水在—3℃冻结。
土壤冻结时体积约增大9％,因而会产生冻胀。
灌区每年冬灌结束在１1月
下旬，一般平均气温在-5℃～—７℃之间,当渠道排空时，土壤中所含的大量水分自然地从高压区流向低压区。
所以，渠道基土中的水分逐渐向渠道内渗透。
但是由于温度低，混凝土表面结冰，形成了一个封闭层使土壤中的水分无法正常排出。
从而冰冻层每天以2.5ｃm～4．5cm的速度向土壤深层渗漏。
每年的1月份,冰冻层可达30cm~65cm。
2月份上旬，气温最低，冻胀层比较稳定,厚度约为78cm～11０cm。
因为土壤在冻结时，水分向冻结面运动，在土壤中形成了含水量较低的区域相对冻胀量占总冻胀量的10％。
从2月中旬开始,气温开始回升，开始融化。
此时因冻胀混凝土受到拉力，当混凝土的抗拉能力小于冻胀力时,灰缝被拉裂脱落.在冰融时，水分随裂缝向外渗透。
基土中下层还未解冻,不能吸收多余水分，导致大量水分集中在土壤深度为４0cm之上的区域，这样基土在这个区域内抗剪强度很低，基土形成滑坡面.在水、泥、混凝土块的自重作用下,从滑动面向下滑，导致混凝土衬砌面被破坏。
2渠道的冻胀破坏主要因素
从灌区渠道试验结果中分析得出渠基冻胀破坏与以下四种因素有关。
一是土壤颗粒的大小以及颗粒间级配。
灌区的土壤性质为粘土、亚粘土、沙土,均属于冻胀类型.因颗粒大小不同,吸收水分的能力不同，吸水能力与冻胀能力成正比。
颗粒间级配与冻胀力成反比.二是土壤的含水量。
土壤的含水量越高，冰冻体积就越大,冰冻的破坏力越强。
从观测结果中得出当土壤含水量大于１2%～17％时，冻胀破坏尤为突出.三是气温因素。
气温对冻胀的影响也很大，由于冬灌结束时气温很低，土壤中的水分不能及时下渗,全部冻结成冰。
四是基土所受的负荷.基土所受的负荷越大，向外排水的能力就越大,冻胀破坏也就明显.
五、防治措施
1采用现浇混凝土防渗抗冻渠道现浇混凝土渠道自重大、刚度强、结构性能好、抗渗能力强，从而降低基土的含水量，有效地防止了冻胀的破坏。
但是容易在应力集中的部位产生裂缝、维修难度大、维修养护费用高。
这种方式适用于高填方、地基稳定地段。
2采用浆砌石防渗抗冻渠道灌区的冻胀破坏区主要集中在表层下4０ｃm的范围，而砌石厚度一般在３0cｍ～40cm。
这种防渗抗冻衬砌方式具有工程整体性较好、抗冻能力强的特点.在工程运行中使用寿命较长.
3采用弧形渠道断面结构形式梯形段面的渠道由于存在折角而受力不均匀，易在渠道中部、坡脚３0ｃm处发生冻胀，渠道底部隆起。
采用弧形断面的渠道，由于拱形的作用可以有效地防治冻胀，而且弧形渠道的受力比较均匀，过水断面水力条件好，适应黄土地区灌区渠道改造。
4选用适当的防渗抗冻措施
1)渠道基础夯实防渗抗冻。
基土翻夯50ｃm处理，使夯实土方干容重1.５t/m３以上，有效地增强基土的粘聚力，降低持水度,上铺防渗膜，提高抗渗性,减少基土的含水量.
2)防渗抗冻材料的特点。
油毡或者玻璃丝布具有良好的防渗效果，但是幅宽太小，施工不方便,容易老化;聚乙烯薄膜使用方便，防渗效果好，使用寿命长,但是表面光滑，糙率小，衬砌不方便;复合土工膜使用方便,防渗效果佳，是防渗抗冻的最佳选择材料。
3）选用适当的防渗衬砌技术措施。
近年来,随着科学技术的发展,我们逐步改变了渠道防渗抗冻技术措施，主要采用渠道断面结构形式由梯形改为弧形断面，复合土工膜作为防渗体，M10砂浆衬砌混凝土块，取得了良好的防渗抗冻效果.
4)换基处理。
在深挖方地段和回归水较多的地段，应在复合土工膜下用厚度30cm砂砾石做换基处理，增强材料抗冻性。
5加强工程管理，减少渠道冻胀破坏在渠道工程建设管理中,要保证工程质量，确保防渗层的整体性。
混凝土块之间的勾缝要密实，沥青砂浆伸缩缝处理达到设计要求。
在渠道工程运行期间要勤检查，发现有裂缝或者空洞要及时修复,采取相应的技术措施进行处理。
在灌溉管理中,冬季灌溉期间,合理调度，提早结束冬灌，有效避免冻胀破坏。