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淺談渠道防滲工程中的技術(shù)措施
[日期：2009-02-09]  來(lái)源：項目管理網(wǎng)   作者：   發(fā)表評論(0)打印



    摘要：2003年我院對某預制砼板防滲干渠的破壞情況進(jìn)行了調查，調查結果如下。陽(yáng)坡：基本無(wú)凍脹破壞問(wèn)題，混凝土板基本完好，僅個(gè)別混凝土板因質(zhì)量差而產(chǎn)生斷裂酥散，水管處已將破損板替換維修。 

    關(guān)鍵詞：渠道防滲技術(shù)措施 

    2003年我院對某預制砼板防滲干渠的破壞情況進(jìn)行了調查，調查結果如下。陽(yáng)坡：基本無(wú)凍脹破壞問(wèn)題，混凝土板基本完好，僅個(gè)別混凝土板因質(zhì)量差而產(chǎn)生斷裂酥散，水管處已將破損板替換維修。渠底：有輕微凍脹破壞問(wèn)題，渠底基本平整，局部有凍脹隆起；因混凝土板因質(zhì)量差，而產(chǎn)生斷裂酥散的比例約30~50%陰坡：凍脹破壞問(wèn)題較嚴重，現場(chǎng)勘察測量，有較明顯的凍脹隆起現象的渠段有5620m，局部段已影響到干渠運行穩定，需改造重建。 

    我區屬寒冷地區，灌區內部渠基土又多為凍脹土，地下水含鹽量又較高。所以在對渠道進(jìn)行砼面板防滲設計中，如何有效避免渠道砼板的破壞問(wèn)題，成了灌區節水改造是否成功的關(guān)鍵。結合本區實(shí)際，本文將對渠道砼面板產(chǎn)生坡壞的類(lèi)型、原因及修復措施進(jìn)行分析介紹，以期對以后的渠道防滲設計有所幫助。 

    1.渠道砼面板破壞的類(lèi)型 

    通過(guò)對我區大量砼板雙防防滲渠道坡壞現象的分析，按其破壞狀態(tài)大致可分為以下兩種：一種是砼面板破裂，翹起，滑落，嚴重的渠道邊坡塌陷，在此類(lèi)破壞過(guò)程中，砼本身的強度、抗凍、抗滲等指標改變很小或沒(méi)有發(fā)生改變，僅是砼面板的整體結構受到破壞，這種破壞我們稱(chēng)之為凍脹破壞；另一種情況是砼面板表面受到侵蝕，主要是砼與土壤水中的酸類(lèi)、鹽類(lèi)等發(fā)生化學(xué)反應，然后慢慢向由外向內發(fā)展，最后板局部或整個(gè)砼板產(chǎn)生酥松，直到砼完全失去強度，我們稱(chēng)之為渠道砼面板的侵蝕破壞。兩種破壞形式雖不相同，但最后都將導致渠道節水功能的下降。另外，隨著(zhù)渠道斷面輸水糙率不斷變大，渠道的過(guò)水能力也會(huì )大大降低，嚴重的會(huì )導致整個(gè)渠道喪失輸水功能。因此，在存在凍脹土的寒冷地區以及地下水對砼具有侵蝕性的地區，渠道防滲設計如果對以上問(wèn)題考慮不足，勢必會(huì )影響到整個(gè)工程效益的發(fā)揮，從而造成國家財產(chǎn)的損失。 

    2.渠道砼面板破壞的原因 

    2.1渠道砼面板凍脹破壞的原因 

    渠道砼面板發(fā)生凍脹破壞的原因是渠基土發(fā)生凍脹，渠基土的凍脹與以下幾個(gè)因素有關(guān)：1）寒冷地區的氣溫是否長(cháng)期低于0℃；2)基土中是否存在凍結的主體：水份；3）基土的物理性質(zhì)，主要包括土的顆粒組成等。以下針對這幾個(gè)因素做一論述。 

    2.1.1各因素間的相互關(guān)系 

    我們知道渠基土中含有土壤水，這些土壤水主要是由土粒子間填充的自由水和吸附在粒子周?chē)氖`水組成，自由水的的多少與粒子間空隙的大小有關(guān)，束縛水的多少與土粒子總的表面積有關(guān)。針對渠道砼面板基土來(lái)說(shuō)，因為其多為夯實(shí)土，粒子間隙小，所以其含水量的大小主要與粒子周?chē)`水有關(guān)。而束縛水的多少又與基土的性質(zhì)有關(guān)，即土質(zhì)組成顆粒越細，其顆粒的比面積就越大（比面積為1g土體中所有土顆粒的表面積之和），粒子所吸附的水份也就是基土的含水量就越多。這樣，當氣溫長(cháng)時(shí)間處于0℃以下時(shí)，基土中水份就會(huì )結冰，根據水在結冰時(shí)體積增大0.09倍的性質(zhì)，基土的體積也將增大，這將給其上的砼面板產(chǎn)生向上的推力，如果該力足夠大，將引起砼面板在該力方向上的位移，或使板體本身發(fā)生破裂，翹起，滑落，嚴重的將導致渠道邊坡塌陷。 

    2.1.2凍脹基土中的水份遷移原理 

    另外，因為在不同土顆粒表面吸附水之間存在著(zhù)電位差，當氣溫長(cháng)時(shí)間低于0℃時(shí)，在該電位差和毛管水表面張力的共同作用下，土顆粒表層的活躍水分子將會(huì )順著(zhù)溫度梯度方向向土壤水凍結峰面遷移，如果基土水份有充足的補給源，基土凍結鋒面將會(huì )產(chǎn)生更為嚴重的凍脹。因為常規凍脹量一般為原來(lái)體積的10%～50%，而在水份遷移的情況下，凍結鋒面上的凍脹量可達到原來(lái)體積的數倍。在重力作用下，凍土水分垂直遷移以及毛細管水上升高度都有一定的范圍，該范圍的大小與土質(zhì)有關(guān)，在此不再論述。 

    理論分析和工程實(shí)踐證明，粒徑大于0.1mm的基土因其所含水分較少，在其結冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹力較小，不足以對砼板產(chǎn)生破壞；當基土粒徑在0.1mm～0.05mm之間時(shí)，破壞較大，而當粒徑在0.05mm～0.002mm時(shí)，基土凍脹破壞最強。按照土質(zhì)的分類(lèi)，粘土的凍脹破壞最強，其次依次降低的是粉質(zhì)土、亞粘土和亞砂土。 

    3.對于預制砼防滲層的維修措施 

    對于混凝土防滲層的維修一般有以下幾種情況： 

    3.1現澆混凝土防滲層的裂縫修復 

    當混凝土防滲層發(fā)生裂縫后，如果防滲層仍大致平整，無(wú)較大錯位，裂縫較小的情況，可以運用過(guò)氯乙烯膠液涂料粘貼玻璃絲布的方法，進(jìn)行修復。而對于裂縫較大者，可采用填筑伸縮縫的方法修復。對于大型渠道裂縫又較大的，可采用填塞與粘貼相結合的方法修復。具體做法如下： 

    1.清除縫內、縫壁及縫口兩邊的泥土、雜物，保持清潔、干燥。 

    2.縫壁涂刷冷底子油 

    3.將煤焦油填料或焦油塑料膠泥填入縫內，填壓密實(shí)，保持表面平整光滑。 

    4.填好縫1-2天后，沿縫口兩邊涂刷5cm寬的過(guò)氯乙烯涂料一層，隨即沿縫口兩邊粘貼3-4cm寬玻璃絲布一層、再涂刷涂料一層、粘貼第二層玻璃絲布，最后涂刷一層涂料。在運用此方法中，要注意涂料要涂刷均勻，玻璃絲布要粘平，不能有氣泡。 

    3.2預制混凝土防滲層的修復 

    3.2.1混凝土防滲層砌筑縫的修復 

    預制混凝土渠道包括板和U型槽，其砌筑縫多采用水泥砂漿縫。砼板防滲渠道的砂漿填縫一般有以下缺點(diǎn)：1.砂漿強度1混凝土防滲層砌筑縫的修復 

    預制混凝土渠道包括板和U型槽，其砌筑縫多采用水泥砂漿縫。砼板防滲渠道的砂漿填縫一般有以下缺點(diǎn)：1.砂漿強度低；2.施工擠壓不實(shí)；3.不能與砼板緊密結合，勾縫的砂漿容易脫落，有的從勾縫中 

    中長(cháng)出了雜草，甚至有些小型填方渠道襯砌完后，試放水發(fā)生垮渠等破壞情況，能保持完好的工程基本很少。造成放水垮渠原因，除了土方渠道質(zhì)量不好外。本人認為襯砌部分勾縫的漏水是主要的原因。為了保證工程質(zhì)量，建議對砼預制板改用方形或長(cháng)方形，塊的大小應便于施工為宜，厚度8~10cm為好，板縫留10cm~15cm用高標號砼填塞，人工機械都能施工，要求搗出漿與砼板能緊密結合，使襯砌段形成整體，基本達到現澆的質(zhì)量。對于舊渠防滲層砌筑縫的修復也可以這樣處理：鑿除縫內水泥砂漿塊，將縫壁、縫口沖刷干凈，用與混凝土板相同標號的水泥砂漿填塞，搗平抹平后，保濕養護不得少于14天。 

    3.2.2混凝土防滲層表層的修復 

    混凝土防滲層表層損壞，如剝蝕，孔洞等，可采取水泥砂漿修補，有條件時(shí)可采用噴漿法修復。 

    （1）泥砂漿修復方法：首先必須全部除掉已損壞的混凝土，并對修補部位進(jìn)行鑿毛處理，沖洗干凈，然后在工作面保持濕潤的狀態(tài)下，將拌和好的砂漿用木抹抹到修補部位，反復壓平，用鐵抹抹光后，保濕養護不少于14天。注意如果修補部位深度較大時(shí)，可在水泥砂漿中摻和適量的礫料，作用是可以減少砂漿干縮和增強砂漿強度。 

    （2）噴漿修復方法：如果條件允許，可以采用此方法。方法是將水泥、砂和水的混合料用設備經(jīng)高壓通過(guò)噴頭噴射到修復部位。 

    3.3混凝土防滲層的翻修 

    3.3.1舊板拆除，重新鋪筑： 

    混凝土防滲層如若損壞嚴重，例如破碎、錯位，滑坍等的情況下，應拆除損壞部位，處理好地基土重新鋪筑。在鋪筑時(shí)要特別注意新舊混凝土的結合面處理好。方法是結合面鑿毛沖洗后，需涂一層厚2cm的水泥凈漿，才能開(kāi)始鋪筑新混凝土，同樣鋪筑好的混凝土要注意保濕養護。

    3.3.2舊板不拆，加鋪新板： 

    現混凝土板不拆除，在其上整平后加鋪新板。 

    3.3.2.1.現澆混凝土方案： 

    把舊混凝土凍脹隆起的部分壓平后，在上面鋪設保溫板（聚苯保溫板），然后鋪一層塑料薄膜，完成后在其上再鋪筑素混凝土。苯板和現澆混凝土的厚度通過(guò)計算得出。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是比較適合渠道現狀，較美觀(guān)。缺點(diǎn)：工期長(cháng)，施工質(zhì)量較難控制，不適應工程在干渠輸水間隔期施工，工期短的要求。 

    3.3.2.2預制混凝土板方案： 

    把舊混凝土凍脹隆起的部分壓平后，在上面鋪設保溫板（聚苯保溫板），然后鋪一層塑料薄膜，砂漿找平后，鋪筑混凝土板。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是混凝土板可集中預制，混凝土質(zhì)量易控制，集中鋪砌，適應工程在干渠輸水間隔期施工，工期短的要求。缺點(diǎn)：混凝土板尺寸固定，難以適合渠道現狀尺寸。

    4.工程實(shí)例 

    對于已建成并交付使用的渠道防止凍害是一個(gè)非常難的問(wèn)題，再采取加深基礎，換砂等方法都不可行。采用保溫材料覆蓋如稻草等還要保證干燥、不被人為破壞、風(fēng)刮走，要經(jīng)常維護，年復一年，很麻煩。采用聚苯板對受凍害渠道進(jìn)行防凍壞處理，經(jīng)過(guò)實(shí)驗是可行的。兩種方案中的聚苯板的選擇為：1.要選擇重質(zhì)聚苯板，抗壓強度不得小于2kg/cm2。2.聚苯板得厚度選擇可以根據實(shí)際基礎埋深與規定最小埋深之差選定。一般為10：1，即：每10cm埋深差量選1cm厚保溫板。依據是：一般濕土的導熱系數為0.2~0.5w/m&＃8226;k，聚苯板的導熱系數為0.03~0.05w/m&＃8226;k。經(jīng)過(guò)多種方案比較決定采用舊板不拆，加鋪新板的方法修復渠道。 

    
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