浅谈渠道防渗工程中的技术措施和方法

2003年，预制混凝土板防渗干渠损坏调查结果如下。阳坡:基本无冻胀破坏，混凝土板基本完好，仅部分混凝土板因质量不好而破碎散落，损坏的板已在水管处更换修复。渠底:有轻微冻胀破坏问题，渠底基本平坦，局部有冻胀；由于混凝土板质量差，混凝土板破碎、散落的比例约为30~50%。阴坡:冻胀是一个严重的问题。据现场勘测测量，有5620m渠段存在明显冻胀现象，部分渠段已影响干渠稳定运行，需进行改造。
如果施工区域在寒冷地区，灌区内的渠基土多为冻胀土，地下水含盐量高。因此，如何在混凝土板防渗设计中有效避免混凝土板在渠道中的损坏，成为灌区节水改造成功的关键。结合该地区的实际情况，对渠道混凝土面板边坡破坏的类型、原因及修复措施进行分析和介绍，以期对今后的渠道防渗设计有所帮助。
1。渠道混凝土面板破坏的类型
基于对这里大量混凝土面板双防渗渠道边坡破坏现象的分析，按其破坏状态大致可分为以下两种:一是混凝土面板开裂、倾斜、滑移，渠道边坡坍塌严重。在这样的破坏过程中，混凝土本身的强度、抗冻性、抗渗性等指标变化很小或没有变化，只有混凝土面板。另一种情况是混凝土板表面被侵蚀，主要是混凝土与土壤水中的酸、盐发生反应，然后由外向内慢慢发展。最后，部分或全部混凝土板退化直至混凝土完全失去强度，称为渠道混凝土板的侵蚀破坏。虽然两种破坏形式不同，但最终都会导致渠道节水功能的下降。此外，随着航道断面输水糙率的增大，航道的输水能力将大大降低，严重时会导致整个航道输水功能的丧失。因此，在有冻胀土的寒冷地区和地下水对混凝土有腐蚀性的地区，如果在渠道防渗设计中对上述问题考虑不够，就会影响整个工程效益，从而造成国家财产的损失。
2。渠道混凝土面板损坏原因
2.1渠道混凝土面板冻胀原因
渠道混凝土面板冻胀原因是渠道地基土的冻胀，与以下因素有关:1)寒冷地区气温是否长期低于0℃；2)地基土中是否有冻结的主体:水；3)地基土的物理性质，主要包括土的颗粒组成等。以下是对这些因素的讨论。
2.1.1各种因素之间的关系
我们知道，渠基土中含有土壤水，主要由填充在土壤颗粒之间的自由水和吸附在颗粒周围的结合水组成。自由水的多少与颗粒间空间隙的大小有关，结合水的多少与土壤颗粒的总表面积有关。对于渠道混凝土板的地基土，其含水量主要与颗粒周围的结合水有关，因为它大多是颗粒间隙较小的压实土。结合水的多少与地基土的性质有关，即土颗粒越细，颗粒的比表面积越大(比表面积是1g土中所有土颗粒的表面积之和)，颗粒吸收的水分越多，即地基土的含水量。这样，当温度长时间低于0℃时，地基土中的水就会结冰。根据水在冻结时体积会增加0.09倍的性质，地基土的体积也会增加，从而给其上的混凝土面板一个向上的推力。如果受力足够大，会造成混凝土面板在受力方向的位移，或者面板本身开裂、倾斜、滑动，严重的会导致槽坡坍塌。
2.1.2冻胀地基土中水迁移的原理
另外，由于不同土粒表面的吸附水之间存在电位差，当气温长期低于0℃时，在电位差和毛细水表面张力的共同作用下，土粒表面的活性水分子会沿着温度梯度的方向向土水的冻结峰迁移。如果有足够的地基土水供应源，地基土就会冻结。因为常规的冻胀一般是原体积的10% ~ 50%，但在水迁移的情况下，冻结前沿的冻胀可达原体积的数倍。在重力作用下，冻土水的垂直运移和毛细水的上升高度有一定的范围。这个范围的大小和土质有关，这里就不讨论了。
理论分析和工程实践证明，粒径大于0.1mm的地基土含水量少，所以冻结时产生的膨胀力小，不足以破坏混凝土板；当地基土的粒径在0.1 ~ 0.05mm之间时，破坏较大，而当粒径在0.05 ~ 0.002mm之间时，地基土受到冻胀破坏。按土质分类，冻胀破坏的是粘土，其次是粉土、壤土、粘质粉土。
3。预制混凝土防渗层的养护措施
混凝土防渗层养护一般有以下几种情况:
3.1现浇混凝土防渗层裂缝修补
当混凝土防渗层出现裂缝时，如果防渗层仍大致平整，没有大的错位和小的裂缝，可采用粘贴过氯乙烯胶涂层玻璃纤维布的方法。对于裂缝较大的，可以通过填充伸缩缝的方式进行修补。对于裂缝较大的大型通道，可采用填塞和粘贴相结合的方法进行修补。具体方法如下:
1。清除缝内、缝壁和缝两侧的污垢和杂物，并保持清洁干燥。
2。用冷底子油
3涂抹接缝壁。用煤焦油填料或焦油塑性水泥填缝，并压紧，保持表面平整光滑。
4。填缝1-2天后，沿缝两侧刷一层5cm宽的过氯乙烯涂料，然后沿缝两侧贴一层3-4cm宽的玻纤布，再刷一层，再贴第二层玻纤布，最后刷一层。在应用这种方法时，要注意涂布均匀，玻璃纤维布要粘平，不能有气泡。
3.2预制混凝土防渗层的修补
3.2.1混凝土防渗层的砌体接缝修补
预制混凝土渠道包括平板和U型槽，砌体接缝多采用水泥砂浆接缝。混凝土防渗渠道砂浆填缝一般有以下缺点:1。砂浆强度低；2.虚假施工挤压；3.不能与混凝土板紧密结合，勾缝用的砂浆容易脱落，勾缝中长出一些杂草，甚至衬出一些小的填充通道，试水时出现塌渠等故障，能保持完好的工程很少。排水渠道坍塌的原因不仅仅是土方渠道质量差。我认为内衬勾缝渗漏是主要原因。为保证工程质量，建议预制混凝土板采用正方形或长方形。板的尺寸应便于施工，板的厚度宜为8~10cm。板缝宜为10cm~15cm，用高标号混凝土填充，可采用人工机械施工。要求捣固后的泥浆能与混凝土板紧密结合，使衬砌断面形成一个整体，基本达到现浇质量。老渠防渗层砌体接缝的修补，也可以这样处理:将接缝内的水泥砂浆块凿除，将缝壁和接缝冲洗干净，用与混凝土板同标号的水泥砂浆填塞。捣固整平后，湿养护不应少于14天。