浅谈混凝土衬砌渠道内积水表层冻融破坏及防治措施

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1、58水利建设与管理·2010年第2期纛潺凝毫键硼I慕遘积水表层冻融爱国潼鳓张灵瑛(山西省汾河灌溉管理局太原030002)【摘要】本文通过混凝土衬砌渠道内积水表层经过冬季冻融的观测，介绍了冻融破坏对混凝土衬砌渠道的影响，对混凝土冻融破坏机理进行了分析，并提出了防治措施。【关键词】混凝土衬砌渠道积水表层冻融破坏防治措施冻融破坏是我国东北、西北和华北及高山寒冷地区渠段设计为混凝土加土工膜衬砌结构，梯形断面，每水工混凝土建筑在运行过程中产生的主要病害。本文通5m设一道横向伸缩缝。根据试验要求，将500m试验过在灌区新建混凝土衬砌实验段渠道内积水表层一个渠段设计为弧脚梯形断面

2、，按不同混凝土防渗厚度、冬季冻融对混凝土衬砌渠道破坏程度的观测，对混凝土有无土工膜及~8@10钢筋网、施工形式等分为l3个冻融破坏机理进行了分析，提出一些混凝土冻融破坏的区域。根据实际情况，分两年施工完成。2007年完成了防治措施。的部分结构型式的施工，当年投入运行；2008年将观1混凝土衬砌渠道实验段不同结构区域划分及施测设备按要求分别埋设在不同结构的13个区域内，工时间并且按照有关工序进行施工，完成后也于当年投入运结合近年汾河灌区节水工程，在一坝灌区西干渠行。表1为500m试验段13种混凝土防渗结构型式混凝土衬砌渠道500m实验段进行冬季冻融观测，该情况。表15

3、00m试验段13种混凝土防渗结构形式结构种类123456789101l1213防渗长度(m)152525252525252525145259025混凝土厚度m)8101010101212121220151515加二布一膜有有有无无无无有有有有有有加th8@lO钢筋网有有无有无无有无有无无无无2007年实施长度5l515151515151515l251575152008年实施长度1010101010101010l020101510备注’第11种：底部现浇坡部为248cmX49cmxl5cm预制板第13种：底部现浇坡部为49cmx4Ocmxl5em预制板2混凝土衬砌实验

4、段渠道内积水表层冻融破坏观测天，运行了两个年份，经过了两个寒冷冬季的正常运行；混凝土衬砌实验段运行情况为：2007年完成的渠2008年完成的渠段，运行了一个年份，经过了一个寒冷段，其早春浇、晚春浇、夏浇和秋冬浇每年行水100余冬季的正常运行。通过一个冬季的仔细观测比较，发现张灵瑛，浅谈混凝土衬砌渠道内积水表层冻融破坏及防治措施59混凝土衬砌实验段渠道内积水表层一定范围内冻融破2-2深水层(水层厚度50～60cm)表层冻融破坏现象坏的程度不同。在实验段，为观测方便，在第1种结构处打堰，使其水2．1浅水层(水层厚度l015cm)表层冻融破坏现象深达到50～60cm’然后

5、进行定期观测。整个冬季50～60em在实验段进行了定期观测，渠底水层厚度10～15era水层也几乎全部结冰，其表层附近冻融破坏现象随阴阳时，整个冬季几乎全部结冰，其表层附近冻融破坏现象坡、工程运行时间长短等条件下也不同。分别反映在阳坡随阴阳坡、工程运行时间长短等条件而不同。分别反映坡面距渠底50～60cm即结冰表层上下8em范围内冻融破在阳坡坡脚即结冰表层上下lOom范围内冻融破坏较坏较严重，破坏形状特征也是部分表面混凝土剥蚀、酥松严重，破坏形状特征为部分表面混凝土剥蚀、酥松剥剥落，但结冰表层l5cm以下未发现有冻融破坏现象，渠底落，渠底没有发生破坏；工程运行时间长

6、即2007年实没有发生冻融破坏；工程运行时间长即2007年实施的渠施的渠段水层表层冻融破坏较严重。而阴坡结冰表层段水层表层冻融破坏较严重。而阴坡结冰表层附近冻融破附近冻融破坏现象较轻，大部分未出现冻融破坏，只有坏现象较轻，大部分未出现冻融破坏，只有少许渠段在水少许渠段在水层表层附近出现轻微的表面混凝土剥蚀层表层附近出现轻微的表面混凝土剥蚀现象；工程运行时现象；工程运行时间短即2008年实施的渠段水层表层间短即2008年实施的渠段水层表层冻融破坏也较轻。表2冻融破坏较轻。为500m试验段13结构水层表层冻融破坏比较情况。表2500m试验段13结构水层表层冻融破坏比较结

7、构种类1234567891Ol112l3防渗长度(m)152525252525252525145259025阳坡冻融破坏长度(m1617151361281311955325阴坡冻融破坏长度(m)588736579363153浅水层冻融破坏面积(m2)2．254．641．83．62．64426．249．41．6深水层冻融破坏面积(m2)1．823．52．81．42．7232．9201．271_23混凝土冻融破坏机理分析不断扩大，发展成互相连通的裂缝，使混凝土的强度逐吸水饱和的混凝土在冻融过程中，遭受的破坏应力主步降低，最后甚至完全丧失。从实际中不难看出，处在要由两