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水电抗寒防冻技术措施

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水利工程冻胀及防治对策

来源:    发布时间:2008-02-01    点击量:

黑龙江省是一个冬季比较寒冷的省份,受冬季寒冷的影响。水利工程的混凝土面板往往出现裂缝、翘起、剥落等现象,从而降低了结构强度,缩短了工程使用寿命,江川灌区渠首及配套建筑物便是个典型的实例。现结合本人多年工作经验,谈谈对水利工程冻胀破坏的防治对策。

一、冻胀形成原因

土壤冻胀受土质、气温、土壤温度、含水量、压力及土壤结构等多方面因素的影响,冻胀时产生了冻胀力,发生形态变化,土的冻胀力是土体中的水分冻结时变成了冰,其体积膨胀时受到约束而产生的一种力。根据对江川灌区渠道及配套建筑物冬季观察,当冬季气温越低时,冻土深度越大,冻胀越严重,渠道中混凝土面板的变形愈大,断裂破坏愈严重。但是在砂砾石土质中,由于不存在薄膜水,冻结时很少发生水分迁移,故不产生冻胀。

二、冻胀对混凝土的破坏及存在问题

由于灌区渠道在冬季停水期处于无水状态,水分主要由混凝土底板下层的水分补充,入侵混凝土后形成冰晶,使体积膨胀,受水平方向挤压或推力产生水平位移,迫使结构发生改变,从而导致预制混凝土或现浇混凝土面板.经冻胀后沿伸缩缝、沉降缝错位,甚至导致局部断裂、翘起,而没有经过护砌的土渠,到了春季,气温回升,土壤水分融化解冻后,边坡往往出现坍塌,影响了渠道供水的正常运行。渠道中一些水闸等配套设施,由于其混凝土护坡往往是直接浇筑在原坡土层上。从而导致其护坡常常出现水平和横向冻胀裂缝。

三、预防对策

在工程施工前.应对地质状况进行勘测.对底板及护坡底部进行换填夯压。有条件的地方,对护坡以下回填60~80cm砂砾石垫层,尤其对渠道底部应做彻底的砂砾石换填处理, 换填深底在100-140 cn3,以防止冻害的发生。冬季停水期间应将渠道中的水排空. 上游水闸止水严密,减少冻胀,对于水闸等配套建筑物基础深度必须达到冻土深度以下,以18N 20 m为宜,避免冻土对建筑物整体结构稳定性形成危害。同时施工单位要严格按照设计单位的图纸施工.以保证水利工程设施的使用寿命。