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工程实践水利工程中衬砌渠道渗透问题及改善措施2010年第3期

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水利工程中衬砌渠道渗透问题及改善措施

丁进军

(新疆兵团农十四师224团，新疆和田848116)

【摘要】本文从冻胀破坏、地下水反渗破坏和衬砌渠道施工质量三个方面出发，讨论了引起衬砌渠道渗透问

题的机理及关键因素，并针对不同的因素提出了若干改善措施，只有不断地改善衬砌渠道中存在的各种渗透问题，才可以保证渠道的防渗使用。

【关键词】衬砌；渠道；渗透

【DOI编码】10.3969/j.issn.1008-1305.2010.03.021

【中图分类号】TV554+.14【文献标识码】B【文章编号】1008-1305(2010)03-0067-03

1引言

当前，越来越多的水利工程渠道均采用现浇衬砌渠道，这种处理措施使得渠道的防渗效果增强、使用寿命加长，同时该措施施工质量便于控制、使用材料较为普遍，因此衬砌渠道在渠道防渗加固方面深受青睐。然而，在实际工程运行过程中，存在较多不利因素对衬砌渠道造成破坏，导致渠道渗透问题，严重影响了渠道的正常运行。

2造成渠道渗透因素分析

2.1冻胀破坏

衬砌渠道的冻胀破坏主要是由于冻胀应力的不均匀分布，而引发渠道衬砌混凝土面板被破坏导致渠道渗透。造成冻胀应力的不均匀分布的因素有以下几个方面。

(1)持续负温环境。在某些北方寒冷地区，冬季输水停止后，混凝土板下基土处于饱和状态，经过冬季低温冷冻后，土壤中自由水结冰导致基础体积膨胀，混凝土底板被抬起；当气温升高时土壤水中的冰融化，体积减小混凝土板也随之下降；再遇低温土壤水再次结冰，再次膨胀推动混凝土板鼓起，如此反复，当混凝土板自重分解的滑力大于混

凝土板与土壤间的摩擦力时，混凝土板开始脱离板缝下滑，从而造成衬砌板破坏。

(2)渠道基床土属于冻胀性土壤。土在冻结状态时，基床有较高的承载力和较小的压缩性，甚至无压缩性，但冻融后承载力大大减弱，压缩性增高，导致基床产生不均匀变形，渠道混凝土衬砌结构板将可能被破坏而引发渠道渗透问题。

(3)土壤中存在通畅的水分补给通道。土壤中自由水和毛细水的存在是冻胀发生的先决条件，当土体中自由水和毛细水的补给充足时，一旦气温下降至零度以下，土体中的自由水和毛细水的体积受冻膨胀，引起土体膨胀，顶托衬砌，破坏渠道。

2.2地下水反渗破坏

渠道发生反渗破坏的主要原因是土壤内摩擦角发生变化使得渠道混凝土板与土壤的附着力大大减小，混凝土板发生严重变形或隆起，导致整个渠道衬砌板大面积坍塌，渠坡土壤流失严重。反渗发生的原因是渠道灌溉或大雨后，渠道两岸土壤随之饱和，地下水位急剧上升，当渠道正常输水运行，渠

作者简介：丁进军(1979年一),男，助理工程师。

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内水位高，流量大，渠道短时间内不会发生破坏；但当渠道停止放水，渠道水泄空后，水位急剧下降，此时，土壤两侧地下水位差较大，使得侧水压力加大，若渠道未设置截渗沟，则土壤的水分开始通过混凝土板向渠道反渗，渠道底部排水孔排水不畅，不能及时排出的水必然会对混凝土板产生一定的压力，从而导致混凝土板发生位移或破坏，引起严重的渠道渗透问题。

2.3衬砌渠道施工质量问题

2.3.1地基处理不当引发衬砌渗透

不同类型的土壤具有的特殊性质将对衬砌渠道带来不同程度的破坏，例如，对于湿陷性黄土来说，其受水浸湿后土壤结构迅速破坏而发生显著下沉的特性，将会直接影响渠道的使用寿命；由砂壤土、粉细砂、中砂等组成地基土，当发生地震时，饱和的砂土极易产生液化而导致地基失稳；冻胀土的冻结作用带来的影响是，一方面由于冻结作用，产生冻结力使土壤颗粒牢固地黏结在一起，在冻结层里的胶结冰和分凝冰与土壤颗粒相互排列形成各种冻土构造，将导致基土整体滑移破坏；另一方面由于冻胀土中水的冻结融化给基土带来不均匀的冻胀应力，导致混凝土衬砌结构破坏而造成渗透问题；而对于盐渍土来说，土壤含盐量的增高，将导致地下水含盐量急剧增高，冬季停水期间，低洼地段的盐分随地下水渗出，使混凝土板长期处于含盐量较高的环境，混凝土受到严重的侵蚀作用，从而使得混凝土板强度降低，最终将导致混凝土板发生破坏。因此，渠道地基处理时要针对不同类型的土壤采用不同的地基处理方法，若没有严格按照不同类型土壤地基处理方法及地基处理相关规范施工，则必然会给渠道防渗混凝土衬砌工程带来隐患，从而使渠道工程衬砌发生不同方位的沉陷位移