防冻胀措施范文

防冻胀措施范文（精选7篇）

防冻胀措施 第1篇

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素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,砼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板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

泵房防冻措施 第2篇

为了加强安全生产管理，切实做好冬季防寒、防冻工作，防止各类事故发生，提前做好防范措施；乳化液泵站是我车间重要的生产设备之一，为了防止泵房停电，取暖设施无法正常使用，导致泵站管路结冻，影响我车间正常的生产任务，特制定如下方案：

1、如果室内停电，导致没有暖气的情况下，应及时将蓄水池进液阀门关闭，打开排液阀门将蓄水池里的水排空以防结冰；其次将乳化液泵站管路里所有水排空，以防管路结冻，设备无法正常使用。在存水没有放尽时，包机人不得离开；存水放净后，各排水阀门均应保持开启状态，并将“无水”标志牌挂在该设备控制开关的明显处，以防有人误操作，导致设备损坏。

2、在停用、长期不使用或是泵房停电停暖的情况下，可以对泵体和管路做一些防冻保养；泵体外表可以用棉被或布料裹缠，管道上缠绕棉絮或棉布料等。

3、泵房负责人应在泵房里配备相应的防冻门帘和窗帘，在相对室内温度低的情况下可使用；对于没有通风要求的室内要将窗户紧闭。

4、在安装泵房的室内选点悬挂温度计，随时检查室内温度变话情况。

液压支架车间

防冻胀措施 第3篇

1 北岸干渠砼衬砌渠道的冻害类型

根据我们现场调查, 冻害破坏主要有以下三种类型:

1.1 冻胀隆起型

北岸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, 坡脚的第一块砼板与第二块砼板间的裂缝首先裂开向上隆起。

1.2 冻胀隆起滑坡型

冻胀隆起滑坡型是北岸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

北岸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。在春季冻融时, 土体中的冻晶融化, 融解后的土体含水量增加, 土体处于饱和状态, 大量水分沿砼板裂缝流出, 下滑力增加, 土层软化, 土层中粘聚力c和内磨擦角Φ值骤降, 发生剪切性流土滑坡。

2 北岸干渠渠道产生冻胀破坏的原因

造成北岸干渠渠道冻胀破坏的原因比较复杂, 我们认为与当地的气候变化、地形地貌、地层分布、岩性结构、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。北岸干渠渠道冻胀破坏的原因:

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 基土属于冻胀类土, 特别是湿陷性粘土。

2.3 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, 冻土层的深度逐渐加厚。渠道在砼衬砌的条件下, 因衬砌层约束了土体的冻胀变形而产生巨大的冻胀力, 衬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。由于渠道断面各部位接受太阳辐射不均匀, 各处温度也就不同, 土壤的冻深和冻胀量也不同, 一般渠底和阴坡的冻胀量大于阳坡。同时, 受渠床的渗漏和地下水上升毛管水的补给影响, 使渠床下部土壤的含水量高于上部, 也增加了下部土壤的冻胀量, 因此渠道的冻胀破坏以渠底和渠坡下部最为严重。

3 北岸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, 因此北岸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。我们将北岸干渠冻胀的预防措施归纳为以下三类:

3.1 减轻土壤冻胀力的措施

3.1.1 通过对北岸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试验资料证明, 北岸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。因此在渠道设计过程中, 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。北岸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。另外, 在条件允许的条件下, 通过抬高渠底高程, 使渠底高出地下水位的距离不小于冻土层深度与上升毛管水强烈补给高度, 也可以降低土壤含水量防止冻胀。

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素, 都会使渠道不冻胀或减轻冻胀。北岸干渠0+880-22+925段渠道工程, 通过置换渠床土壤以达到预防渠道冻胀的目的, 即用砂砾石置换冻胀性强的渠床土壤, 置换厚度大于冻土深度的60%。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。

北岸干渠灌区冬灌停水日期一般在每年的11月份, 此时新疆巴州地区已进入冬季, 造成部分渠道冻胀破坏。根据我们运行管理的经验, 巴州地区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, 砼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 北岸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板衬砌渠道时, 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。北岸干渠16+500-22+925段, 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, 运行至今只出现个别渠道边坡板发生冻胀破坏。

3.3 加强渠道运行管理防治冻胀破坏

运行管理对防治渠道冻胀破坏有一定的影响, 北岸干渠灌区内部, 冬灌对砼衬砌渠道相当不利。北岸干渠实践表明冬灌越晚冻胀愈加严重, 因此, 适当提前冬灌时间是很有必要的。冻胀破坏的地方, 往往是冻胀现象一年比一年严重, 对冻胀破坏和裂缝的处理要及时。排水设施要保持畅通, 严密监视山洪、降雨、融雪和灌溉退水的出路, 及时采取措施排除。

管理单位人员要熟悉所管理衬砌渠道的发展变化情况, 对冻胀现象应做系统的多年观测和记载, 详细记录冻胀渠段的水文地质变化、土壤、当地气温地温冻胀发展变化以及所采取的处理措施和效果等。有了若干年这种详细记载的宝贵资料, 就可以总结出系统而有客观规律的资料, 从而采取有效的防治冻胀的措施。应当指出, 观测资料的积累、整编和分析, 应作为衡量一条渠道管理水平的主要标志之一, 为作好这项工作, 渠道运行管理单位应配置一定的观测设备、仪器和人员。

总之, 对渠道冻胀问题, 要根据具体情况具体分析, 采用相应的措施。

参考文献

防寒防冻措施与计划 第4篇

一、目的为了防止冬季气温低、积雪等对设备和人身造成损害，确保人员及设备在冬季时的安全、稳定运行，杜绝不安全事件的发生，结合我矿生产系统系统及设备运行的情况，特制定本措施。

二、要求

1、明确任务，落实责任。将每一项防寒防冻工作任务细化量化到人，做到工作有分工、实施有重点、管理有成效。

2、重点突出，措施到位。重点对矿区驻地供暖设施及管道进行深入排查，针对防寒防冻薄弱环节，制定整改计划，落实责任。

3、强化管理，防控结合。列出了防寒防冻重点部位，指定相关负责人和检查人，加强监督和管理。制订了防寒防冻重大问题汇报制度和特殊天气防寒防冻应急预案，设置应急抢险队伍，为及时处置突发事件提供技术及人员保障。

三、适用范围

红沙泉一号露天煤矿基本设施、筛分厂主筛分系统设备、矿区车辆。

四、组织机构

组长：严新建

副组长：徐全耀、毛远征、杨明玉、杨宗奎、解大江

成员：李超、戴琳、白晟华、蒲重军、郭启文、吕瑛、门红兵、王立江

五、防寒、防冻专项措施实施计划

根据红沙泉露天矿地区的气候特点，防寒防冻措施执行时间为每年的12月至次年的3月。

1、每年9月份开始启动防寒防冻工作，查找和解决易使设备受到冻损的隐患；10月20日前针对检查发现问题制定整改计划并发布执行。

2、防寒防冻物资需求计划应列入各专业11月份物资需求计划，由运销站落实全部的防寒防冻物资应在11月15日前到货入库。

3、防寒防冻物资应在11月20之前发放及安装完毕。

5、每年11月20日前，矿相关部门应组织完成全部防寒防冻工作整改计划，由矿组织对整改完成情况进行检查，并根据检查结果提出考核意见。

六、防寒防冻主要措施

1、认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，做到不冻坏一台设备，一个阀门，一根管子；人员不出现任何摔伤、冻伤事件。

2、成立以矿长为组长，副矿长、总工程师、矿长助理为成员的责任主体，形成安全过冬的组织体系，深入宣传发动，全员参与，使全矿人员充分认识到防寒、防冻工作的重要性。

3、冬季抢险救灾应听从防寒、防冻领导组的统一指挥，如矿长不在，当班值班矿长为防寒、防冻第一负责人，在当班矿长的指挥下，协调进行设备防寒、防冻工作，各部门主要负责人对总指挥要求的防寒、防冻工作应当立即进行落实，执行完毕后应当加强巡回检查，发现异常及时汇报并联系处理。

4、组织全矿相关人员对矿区所有设备、管道等进行彻底清查，对存在隐患的部位采取措施，重点抓好防寒、防冻措施的落实工作。

5、各部门针对本部门的实际情况做好冬季危险源排查工作。

6、各部门确定冬季寒冷天气下设备运行的风险程度，根据风险的大小

做好防寒、防冻物资的需求量计划，积极筹备，保证防寒防冻物资到位。

7、要求各主要单位人员必须深入生产一线，及时掌握、分析和解决因冬季天气寒冷给安全生产带来的问题。

8、要求设备维护单位根据所维护设备的实际情况，制定出详细的设备冬季防寒、防冻措施，认真组织实施，定期对员工进行冬季安全操作规程教育。

9、矿生产指挥中心应通过各新闻媒体，及时了解天气的变化趋势，对寒流、降温、雨雪天气做好预报，指导工程施工的安排和调度，以便于合理安排施工，并提前做好预防准备工作。

10、冬季恶劣天气导致人员伤亡、设备损坏时，如需启动应急预案，矿生产指挥中心应及时通知各单位人员做好应急准备，各部门应急抢险人员应随时待命，接受矿总指挥统一安排部署工作。

11、矿生产指挥中心对防寒、防冻措施执行的情况、发现的异常情况等，应当在工作安排落实记录本上详细记录。

七、现有设备防寒、防冻计划

（一）矿区基本设施及人员防寒、防冻计划

1、入冬前检查所有建（构）物门窗、孔洞，确保门窗开关灵活，孔洞封堵严密；对矿区所有管道及设备没有保温而可能冻坏的部位进行保温处理，并及时增发放职工冬季劳保用品，防寒棉袄、棉裤及时到位。

2、入冬前对生活区采暖系统进行全部检查，组织专业人员对生活区供暖管线及设备裸露易冻部位，采取用保温棉和工业毡包扎的方法进行保暖，杜绝冻坏设备和跑、冒、滴、漏的现象。投运正常后，试天气变化情况正

式投运。

3、入冬前对所有消防设施进行一次检查，露天的消防管路冬季来临前要采取防冻措施。

4、冬季路面易结冰，员工检查或进行检修作业时要注意防滑，严防摔倒跌伤。下雪后根据道路情况及时组织相关施工单位将运输道路路面积水、雪清理干净，防止运输设备发生意外。对已结冰的部位采取防滑措施。

5、机电设备部进入冬季前检查整理、整改矿区供电线路，制定文明用电相关规定，保证冬季用电安全。

（二）矿区筛分厂主筛分系统设备防寒、防冻计划

1、冬季应对主筛分系统及时跟换冬季皮带，保证冬季生产不受影响。不发生因跟换皮带不及时发生皮带断裂的情况。

2、主筛分系统设备裸露易冻部位冬季采取防寒、防冻处理，保证设备运行正常。

3、为防止冬季寒冷天气对主筛分系统设备造成损坏，冬季应对设备进行了统一的整备安排，更换冬季油，并安排相关单位在入冬前对主筛分系统进行一次定检，从而有效地保证设备冬季的实动率。

4、集控室设备仪表冬季前进行检查，对须要进行冬季保护的集控设备增加保护装置。

5、要求主筛分系统运行人员要认真进行岗前设备检查，特别是加强对易冻设备的监视与分析，发现设备异常，及时采取措施。

（三）矿区车辆防寒、防冻计划

1、入冬前应对矿生产指挥车辆、洒水车、吊车及时跟换冬季油和冬季

配件，保证冬季车辆行驶安全。

2、对矿属车辆冬季统一更换冬季防滑轮胎，确保车辆冬季行驶车辆不打滑，排除车辆行驶潜在危险。

3、车辆应加强冬季保养，并有冬季停车房，对需加水、加油润的滑部件应勤检查，勤更换，防止冻裂车辆零部件，并将此列为每日的巡查重点，做好跟综监测工作。

红沙泉生产指挥中心

衬砌防渗渠道防冻胀技术综述 第5篇

1 衬砌防渗渠道的冻害类型

1.1 渠道防渗材料冻融破坏

由于渠道防渗材料含有一定的水分, 当渠道防渗材料处于负温度的环境条件下时, 其内的水分冻结成冰, 致使防渗材料的体积发生膨胀。这种膨胀产生应力, 当应力超过材料强度时, 会导致渠道防渗材料产生裂缝, 材料的吸水性增大, 在第2个负温周期中, 结冰膨胀破坏作用加剧。冻结、融化循环和应力如此反复循环, 最终导致拌制不良的混凝土冻酥, 结构完全破坏。

1.2 渠道中水体结冰

负温期渠道通水时, 其内水体冻结, 冰层加厚使渠道边坡衬砌体产生冰压力, 破坏衬砌体。或者冰推力将砌块推上坡, 使衬砌体发生破坏性变形。

1.3 渠道基土冻融

引起渠道衬砌破坏的原因主要是基土冻胀, 基土冻胀量大小与气温、地温、冻深、土壤水分等因素有关。在渠道衬砌条件下, 冻胀力是由于衬砌层约束土体的冻胀变形而产生的[6]。衬砌层和冻土粘结在一起, 还会产生切向冻胀力。渠道断面各部位的温度因受太阳辐射不均而有差别, 最终导致土壤冻深和冻胀量存在差异。渠底和阴坡的冻胀量大于阳坡的冻胀量。由于渠床渗漏和地下水上升毛管水补给, 渠床下部土壤的含水量高于上部, 导致下部土壤的冻胀量增加。当衬砌材料的抗拉和抗剪应力小于冻胀力时, 就会产生冻胀破坏。

2 衬砌防渗渠道冻胀破坏的形式

2.1 混凝土防渗

2.1.1 鼓胀及裂缝。

冻胀裂缝多出现在尺寸较大的现浇混凝土板顺水方向, 这是由于混凝土板尺寸过大, 不能适应温度收缩变形, 进而产生纵向或横向裂缝。裂缝一般在渠坡坡脚以上1/4~3/4坡长、渠底中部。冬季, 当渠道积水或输水时, 一般在水面附近的渠坡上出现裂缝。若缝间止水材料对低温变形无法产生适应性时, 在分缝处发生开裂。当混凝土板与基土一起冻结时, 混凝土板会因冻土出现冻胀裂缝而可能被拉断。冬季, 当渠内存水且结成较厚冰层时, 冰面附近渠坡含水量较高, 水分补给充分, 导致较大的冻胀量[7,8]。但当冰层一侧限制混凝土衬砌板的冻胀土上抬时, 裂缝或折断可能出现在混凝土衬砌板的冰缘线受弯处。

2.1.2 隆起架空。

混凝土衬砌板隆起架空产生在地下水位较高渠段, 一般出现在坡脚或渠底中部, 有时也顺坡向上形成多个台阶状, 由渠床基土距地下水近, 冻胀量大, 而渠顶冻胀量小导致的。

2.1.3 冻融滑塌。

一是渠坡基地处于融化期, 发生大面积滑坡, 该滑坡推开坡脚混凝土板, 导致上部衬砌板塌落下滑;二是由于冻胀隆起架空, 破坏坡趾支撑, 导致衬砌板垫层失衡, 基土融化时, 上部板块顺坡向下滑移、错位, 互相穿插。

2.1.4 整体上抬。

渠深约1.0 m的较小渠道, 基土冻胀不均匀性较小, 如小型混凝土U形槽和地下水埋藏较深、衬砌体下没有垫层的渠道可能整体上抬。此外, 砌石防渗破坏形式与混凝土相似, 往往还由于勾缝砂浆受冻融作用而开裂[9,10]。

2.2 膜料防渗

2.2.1 铺埋式衬砌。

该类型衬砌的膜料保护层常表现冻害[2,3,4]。土料保护层常因逐年冻融剥蚀变薄, 渠道由规则梯形发生不规则的变形, 甚至膜料外露遭到破坏。刚性保护层效果良好, 但在强冻胀土区, 也可能出现类似刚性材料的冻胀形式。

2.2.2 外露式膜料衬砌。

其易受机械作业破坏或老化。在冻胀性土区, 由于渠坡的反复冻融, 融土蠕动下滑, 使薄膜鼓胀, 无法复位。

2.3 沥青混凝土防渗

低温下, 虽然沥青混凝土对变形有一定的适应性, 但基土冻胀量大时仍可能受到破坏。沥青混凝土温度收缩系数大, 在低温下易产生收缩裂缝, 若不加处理就给渠水入渗造成通路。此外, 沥青混凝土在自然条件作用下, 存在自然老化问题, 会降低适应冻胀能力。

3 衬砌防渗渠道冻胀破坏的防止措施

3.1 回避冻胀

规划设计渠道衬砌工程时, 通过埋入式、置槽、架空渠槽等措施, 避开易导致较大冻胀量发生的自然条件, 或在冻胀性土区, 避开冻胀对渠道衬砌工程的作用。

3.2 消减冻胀

通过置换渠床基土、隔热保温、化学处理、防渗排水等, 将最大冻胀量削减到衬砌结构允许变位的范围内。比如挡土墙隔热层铺设;纵、横向沟 (管) 组合式排水形式。

3.3 优化结构

合理设计渠道断面和衬砌结构的尺寸和形式, 使其具有削减、适应、回避冻胀的能力。冻胀地区在优化结构方面的具体措施如下:一是梯形渠道干支渠宜采用柔性材料, 当采用刚性材料时, 阳坡可以采用混凝土板形式, 阳坡和底坡可采用混凝土槽结合铺设保温板的形式。二是斗农渠等小型渠道可以采用刚性材料的U型断面结构。三是用混凝土和钢筋混凝土材料衬砌要有足够的断面尺寸伸缩缝、变形缝。刚性材料新型伸缩缝止水材料焦油塑料胶泥, 已列入我国《渠道防渗技术规范》, 用橡塑质止水材料代替, 施工方便, 造价更低。

此外, 为防止渠道防渗材料冻融破坏, 应注意选择适宜工程材料, 改善材料性质, 改进施工工艺等。为防止渠道中水体结冰破坏, 应研究低温下渠道水体成冰规律, 从热工设计、工程布局上解决。

参考文献

[1]木拉提.斯依提汗.严寒地区膨胀岩地带防渗渠道结构防护设施[J].中国水运:下半月, 2011 (8) :258-259.

[2]许庆祯, 孙波.混凝土渠道防渗冻害的成因及防治措施[J].农村实用科技信息, 2009 (2) :71.

[3]陈军.混凝土渠道防渗冻害产生的原因分析和防治维修[J].西部探矿工程, 2006 (2) :223-224.

[4]董永仲.混凝土渠道防渗冻害产生的原因分析和防治维修[J].水利建设与管理, 2007 (3) :64-65.

[5]宋广强.浅谈混凝土防渗渠道冻害破坏及防治措施[J].内蒙古水利, 2011 (2) :170-171.

[6]张广周.灌区混凝土防渗渠道冻害成因及预防措施[J].内蒙古水利, 2011 (1) :145-146.

[7]杜彦明.浅论农田灌溉防渗渠道衬砌施工技术[J].民营科技, 2011 (6) :70.

[8]杨少俊.混凝土防渗渠道破坏的修复方法[J].农家科技, 2011 (7) :13.

[9]陈雯龙.新疆混凝土防渗渠道冻胀破坏成因分析及防冻胀措施[J].水利技术监督, 2011 (3) :45-47, 55.

寒区衬砌渠道防渗防冻胀技术 第6篇

新疆地区目前各类的输水渠道总里程数大约为32.6万公里, 但其中采取防渗措施的渠道只有11.8万公里, 只占到了渠道总里程数的36.2%, 由此可以看出, 渠道防渗节水潜力巨大。灌溉渠道在输水过程中会有一部分水量渗漏到渠基土中, 不仅造成严重的水量损失, 而且致使地下水位抬高, 加重灌区土壤盐碱化, 同时导致渠道衬砌体发生冻害、变形、侵蚀等一系列问题。根据有关资料, 土渠在行水期间会有40%~70%的水量被渗漏掉。于是, 渠道防渗工程技术应运而生, 它适用于所有的灌溉渠道[1]。渠道防渗衬砌后渠系水的利用率达80%以上, 一般亩均节水可达80~200m3。

在北方寒区, 冻害是衬砌防渗渠道面临的难题之一。由于我国季节性冻土区分布较广, 约占国土面积的一半以上, 北方大部分地区的土层会出现冬季冻结春季融化的现象[2], 新疆地区的冻结期在每年的十一月份左右开始, 冻融作用一直持续到翌年的三月底左右, 历时五个月左右。在此期间, 衬砌的防渗渠道由于冻胀、消融作用, 以及刚性衬砌体自身质量轻、抗拉强度低、适应拉伸变形或不均匀沉陷能力差而引起的破坏最为突出[3]。冬季时期, 没有采取抗冻胀措施的渠道往往会出现不同程度的冻害现象, 加之时断时续通水的影响, 使冻害呈加剧发展状态, 给渠道“雪上加霜”。冻害不仅影响了工程的正常运行, 增加了工程管理维护的难度和费用, 也影响了防渗效果, 有的甚至完全丧失了防渗的作用, 造成大量水资源的严重浪费。

1 渠道产生冻害的原因及冻胀机理

冻胀是指含有一定量水的土体在负温作用下发生冻结时, 土中水可能会向土体温度较冷的方向移动 (即水分发生迁移现象) , 引起土体空隙中所含冰的积累, 当冰的积累量超出土体内空隙所能容纳的能力时, 土体体积发生的膨胀现象[4]。因此, 冻胀的发生必须同时具备三个条件:较低的温度、水分和具有冻胀敏感性的土质。在冻胀过程中三个条件相互制约、相互影响。

在寒区, 冬季气温都要降低到零摄氏度以下, 负温对于衬砌防渗渠道产生冻胀破坏、冻融破坏和冰冻破坏三种类型的冻害。冻胀破坏是指渠基土冻胀和融沉对衬砌结构的破坏, 冰冻破坏是指冬季输水渠道水体结冰对衬砌结构的破坏, 冻融破坏是渠道衬砌材料内部孔隙水的冻融导致衬砌板的破坏。

研究表明渠道发生冻害的基本条件是负温、土质和水分, 负温是基土发生冻害的外因, 土质和水分是基土发生冻害的内因。同时搞清楚渠道衬砌体冻胀破坏的机理, 更能针对性的提出防治措施。

2 渠道防冻胀技术措施

冻胀破坏的三个基本条件中, 只有三个条件同时具备, 衬砌渠道才发生冻胀破坏, 因此, 只要控制其中一个条件就能防止和减轻冻胀危害。从寒区常规的气候条件来看, 外部温度不达到负温是不可能的, 因此需要采取保温措施使内部不达到负温;防冻胀处理常用的方法是切断冻土地基在冻结前、后的水分补给, 改变渠基土体的基本结构也是保证土体非冻胀性的一种方法[5]。

2.1 改善渠基土质

一般在工程施工中, 常利用换土法、压实法、化学灌浆处理法和土工加筋法等来改善渠基土质。换土法是利用砂、石等不冻胀性的土体换填原渠基中一定范围内的细颗粒土体, 换土法的换填工程量大, 换填层厚度一般不小于土体冻胀深度, 适用于地下水位在土体冻深线以下、土体含水量和冻胀量均较大的渠道。压实是利用压碾工具对粘性土质进行强夯或压实, 使土壤颗粒重新排列组合, 降低土体的孔隙率和透水性、抗渗性和隔温性能, 有效阻碍土中水分的迁移, 削减土体的冻胀能力。化学灌浆处理法是使用灌浆设备将化学材料注入地层中, 使渠基土体固结, 阻塞土壤毛细管管路, 使水分难以发生迁移, 工程造价高、施工复杂。土工加筋法:在土中铺设拉筋, 以达到改善整个土工系统力学性能的目的的一种土工加固方法。当基土发生冻胀时, 加筋材料就会随之发生拉伸变形, 其自身的抵抗能力会约束土体的冻胀变形。

2.2 改善水分条件

通过采用“上防”和“下离”的方式, 使渠基土体内的含水量和地下水位能够降低。“上防”, 就是采用如土工膜料、砌石、混凝土或是沥青混凝土等防渗材料, 以达到能阻断渠基土地下水源对冻结区的水分补给、降低基土的含水量和地下水水位的工程目的;“下离”就是将渠床冻结层中的重力水亦或是渠道周围的渗水, 排泄出渠体[6]。

2.3 改善温度条件

在渠道施工过程中, 可以在渠道衬砌体下选择铺设一些具有隔热保温性能的材料, 使土体温度能够保持在一个较高的数值范围内, 土体不致受冻。对防止渠道发生冻胀破坏, 这是一项很有效的工程技术处理措施。可在渠道基土中适当铺设一些具有隔热保温性能的材料, 如炉渣、石蜡渣、泡沫水泥、玻璃纤维、膨胀珍珠岩保温板或是聚苯乙烯保温板等。

3 结束语

随着国家对大型中型灌区续建配套与节水改造投资的增加, 新疆地区在渠道防渗抗冻技术及其工程应用方面, 取得了长足的进步, 特别是在渠道防渗防冻胀新材料的研制与开发, 比如膨润土防水毯、雷诺护垫、改性沥青混凝土、改性PP纤维混凝土等新材料新技术在实际工程中的使用取得了很好的效果。另外, 作为设计方应充分调查、弄清渠道所在地的自然条件、渠道施工和运行条件以及当地土质冻胀变形的情况, 因地制宜、按照相关工程防渗抗冻胀设计规范要求所提供的依据进行设计。

参考文献

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防冻胀措施 第7篇

友联灌区位于甘肃省河西走廊高台县中部, 处在祁连山和合黎山的交接平原地带, 控制灌溉面积33.49万亩, 是河西走廊重要的商品粮基地。经多年建设, 目前基本形成了“引、蓄、提、排”相结合, “渠、路、林、田”相配套的较为完整的灌排体系。

二、灌区渠道防渗防冻胀技术措施与应用

友联灌区水资源紧缺, 为了节约用水, 提高水的利用率, 渠道防渗是灌区迫切需要解决的主要问题。但灌区地下水位、地质条件多样化, 在灌区内输水明渠渠道主要的防渗措施为刚性衬砌渠道, 但刚性衬砌冻胀破坏现象严重。随着灌区节水改造项目的全面实施, 灌区大量的渠道进行高标准衬砌, 渠道的防渗抗冻胀技术措施成为工程建设的关键。

㈠渠道的防渗抗冻胀措施

友联灌区工程中常采取的渠道防渗措施为刚性衬砌。防冻胀技术措施主要有防渗措施、置换措施、保温措施、适应措施、优化结构等。

1. 防渗措施。

渠道防渗主要采取刚性衬砌, 利用当地丰富的混凝土原料:沙子、卵砾石和水泥。对输水渠道进行砼现浇或预制砼砖衬砌, 渠道高标准衬砌以后, 经灌溉及输水测量试验, 渠道输水能力大幅提高, 缩短输水时间, 提高灌溉效率, 起到防冲、减淤、防坍塌、稳定渠床及保障输水安全作用, 减少了渠道输水渗漏损失, 大大提高了渠系水的利用系数, 减轻了渠道维护运行管理的投入, 提高了渠道的质量和使用寿命[1]。

2. 置换措施。

用非冻胀性土置换冻胀性土是目前最常用的抗冻胀措施[2], 具有设计施工经验丰富、已被大家接受的优点。但渠道线长、置换工作量大, 从经济上考虑, 这种方法一般只适用于当地或附近有较丰富的非冻胀性土的地方, 而且应保证置换层在冻结期为不饱和水并防止在使用期间不受大量的细颗粒污染。因此对渠道开挖高程低于地下水位的渠段, 置换层在冻结期因被水浸泡而失效, 置换法在这种渠段不宜采用。

3. 保温措施。

负温是渠道产生冻胀破坏的外因, 在渠道刚性衬砌体下面铺设一层受力变形小、隔热性能优良的保温材料, 便可削减或消除渠床基土在冬季的冻胀变形, 避免渠道冻胀破坏[3]。

友联灌区在渠道上使用的新型保温材料是聚苯乙烯泡沫板。聚苯乙烯泡沫保温板在工厂集中生产, 质量容易控制, 埋在地下不受污染, 不易变质, 几乎适用于任何地质条件, 虽然保温板长期浸泡在水中隔热性能会降低, 但此种地质条件下的渠道已具有排阴功能而无衬砌必要。

4. 适应措施。

对于地下水位较高的地段, 采用柔性衬砌可避免渠道的冻胀破坏, 或采用容许法向位移大的衬砌形式可减轻渠道刚性衬砌体的冻胀破坏[4]。友联灌区主要采用的是透水衬砌方式。方法有预制异型砖衬砌法和干砌块石衬砌法两种。透水衬砌能够适应一定的变形, 解决了高地下水位地区渠道冻胀破坏问题, 但没解决渠道渗漏问题, 不适应节水的要求, 在缺水地区不应将透水衬砌当做一种新型的衬砌形式而加以推广运用。

5. 优化结构。

友联灌区在近年来的节水工程中, 干支渠道断面大多采用弧梯形断面形式, 斗农渠断面多采用“U”型渠槽的断面形式, 与梯形断面相比, 弧形断面、弧底梯形断面具有较大的容许法向位移, 采用这两种断面形式有效地减轻了渠道的冻胀破坏[5]。

㈡技术措施的应用情况

在各种抗冻胀措施中, 置换措施虽然应用最广泛, 但渠道受田间回归水影响时置换层易被细颗粒淤塞而缩短工程寿命, 在非冻胀性土缺乏的地区采用这种方案工程造价也相对较高。经应用和试验, 衬砌体下铺聚苯乙烯保温板防冻胀效果优良, 是新兴的抗冻胀措施, 具有适应面广、投资适中、施工方便、使用寿命长的优点, 与置换法相比工程造价相当时宜, 优先采用。在非冻胀性土缺乏的地区与置换法相比保温板方案在经济上也具有明显的优越性, 易进行全面推广[6]。

用砼异型砖透水衬砌技术作为地下水位较高的渠道的衬砌方案实施后, 具有好多益处:一是输水速度加快, 提高了水的利用率;二是抗冻胀效果明显, 衬砌体冻胀变形量在允许范围内, 能保持渠道衬砌的规则断面;三是对地下水二次回归进行了有效利用;四是发挥了排水治理盐碱地的作用, 同时延长渠道使用寿命。在高台县今后水利工程地下水位较高的渠道中可大量采用, 能有效防止渠道冻胀破坏, 降低工程造价。

通过以上技术的应用效益明显。2002年以前, 灌区内输水渠道大部分为土渠运行, 渠道输水渗漏损失大, 干渠水的利用系数为83.6%, 支渠水的利用系数为86.2%, 斗渠水的利用系数为86.4%, 农渠水的利用系数为81.2%, 田间水的利用系数为89.6%, 灌溉水的利用系数仅为45.3%, 截至2010年, 随着黑河流域综合治理项目和灌区节水改造等项目的实施, 对渠道采取了防渗防冻胀技术处理, 渠道输水损失大大减少, 灌溉效率明显提高, 干渠水的利用系数提高到85.2%, 支渠水的利用系数提高到87.9%, 斗渠水的利用系数提高到88.6%, 农渠水的利用系数提高到83.8%, 田间水的利用系数提高到90.5%, 灌溉水的利用率2010年达到50.3%, 节水效益显著, 灌溉运行管理效益提高。

综上所述, 渠道抗冻胀问题在高地下水位地区是一个较为突出的技术难题, 措施采取得正确与否直接决定着渠道的造价和工程寿命。造成渠道冻胀破坏的因素很多, 可采取的抗冻胀措施也较多, 应因地制宜, 结合各地区的地质条件、资源条件、经济条件, 在各种抗冻胀措施中, 选择投资适中、施工方便、使用寿命长的结构型式及技术措施, 促进工程建设和管理效益的提高和发挥。

摘要：防渗抗冻胀技术是渠道设计建设的重点和难点, 通过渠道防渗防冻胀措施对比, 指出各种措施需配合使用, 起到增加工程建设和管理效益的目的。

关键词：友联灌区,渠道,防渗抗冻胀技术

参考文献

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[4]孙治平, 王海燕.宁夏引黄灌区混凝土衬砌渠道冻害防治[J].农业科技与信息, 2008, (18) .

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