如何控制渠道砼的破坏与修复

【摘要】水泥砼渠道在长期的使用过程中，不可避免地会发生破坏现象，本文分析了破坏的种类、原因，并提出了修复措施。

【关键词】渠道；破坏；措施

许多渠道防渗工程是采用砼面板结构的，在长期的使用过程中，由于砼所处的环境恶劣，气候多变，往往会造成严重破坏情况，给水利工程带来极大的隐患，我们通过大量的调查分析，总结砼面板破坏的类型、原因，并根据情况提出了解决措施。

一、破坏的种类

根据调查分析，我们一般可以把防渗渠道的破坏分为两种：

1.冻胀破坏

砼面板虽然被严重破坏，但砼本身的强度、抗冻、抗渗等指标改变很小或没有发生改变，仅是砼面板的整体结构受到破坏。破坏现象表现为：砼面板破裂，翘起，滑落，严重的渠道边坡塌陷。

2.侵蚀破坏

侵蚀破坏相对于冻胀破坏更为严重，此种破坏使砼完全失去了强度。这是由于砼被土壤中的酸类、盐类等长期作用而使表面受到侵蚀，然后慢慢向由外向内发展，最后板局部或整个砼板产生酥松，直到砼完全失去强度。

以上两种破坏形式虽不相同，但最后都将导致渠道节水功能的下降。另外，随着渠道断面输水糙率不断变大，渠道的过水能力也会大大降低，严重的会导致整个渠道丧失输水功能。在我国西北地区，实际破坏的主因往往是冻胀，而侵蚀破坏较少。

二、冻胀破坏的原因

所谓冻胀破坏，其根源在于渠基土发生冻胀。而渠基土发生冻胀是内因与外因共同作用的结果。

1.内因：渠基土的含水率较高，且变化范围较大；基土的比表面积大使其易发生冻胀破坏。

2.外因：气温长期低于0℃；

3.内外因的相互作用

土壤中水的存在形式：自由水与束缚水。自由水存在于土壤颗粒之间的空隙；束缚水是吸附于土壤颗粒周围受到土粒拘束的水，其含量与土粒的总表面积有关。对于渠道基土来说，因为其多为夯实土，粒子间隙小，所以其含水量的大小主要与粒子周围束缚水有关。而束缚水的多少又与基土的性质有关，即土质组成颗粒越细，其颗粒的比面积就越大，粒子所吸附的水份越多，渠基土的含水量就越大。当气温长期处于0℃以下时，基土中水份就会结冰，根据水在结冰时体积增大0.09倍的性质，基土的体积也将增大，而基土是受砼面板束缚的，束缚与冻胀形成相互作用力，砼面板受到长期的冻胀应力而发生位移直至破裂，翘起，滑落，严重的会导致渠道边坡塌陷。

4.水份迁移原理分析

不同土颗粒表面吸附水之间存在着电位差，当气温长时间低于0℃时，在该电位差和毛管水表面张力的共同作用下，土颗粒表层的活跃水分子将会顺着温度梯度方向向土壤水冻结峰面迁移，如果基土水份有充足的补给源，基土冻结锋面将会产生更为严重的冻胀。因为常规冻胀量一般为原来体积的10%～50%，而在水份迁移的情况下，冻结锋面上的冻胀量可达到原来体积的数倍。在重力作用下，冻土水分垂直迁移以及毛细管水上升高度都有一定的范围，该范围的大小与土质有关。

理论分析和工程实践证明，粒径大于0.1mm的基土因其所含水分较少，在其结冰时产生的膨胀力较小，不足以对砼板产生破坏；当基土粒径在0.1mm～0.05mm之间时，破坏较大，而当粒径在0.05mm ～0.002mm时，基土冻胀破坏最强。按照土质的分类，粘土的冻胀破坏最强，其次依次降低的是粉质土、亚粘土和亚砂土。

三、预制砼防渗层的维修

1.现浇混凝土裂缝的修复

当混凝土防渗层发生裂缝后，如果防渗层仍大致平整，无较大错位，裂缝较小的情况，可以运用过氯乙烯胶液涂料粘贴玻璃丝布的方法，进行修复。而对于裂缝较大者，可采用填筑伸缩缝的方法修复。对于大型渠道裂缝又较大的，可采用填塞与粘贴相结合的方法修复。具体做法如下：

⑴清除缝内、缝壁及缝口两边的泥土、杂物，保持清洁、干燥。

⑵缝壁涂刷冷底子油

⑶将煤焦油填料或焦油塑料胶泥填入缝内，填压密实，保持表面平整光滑。

⑷填好缝1-2天后，沿缝口两边涂刷5cm宽的过氯乙烯涂料一层，随即沿缝口两边粘贴3-4cm宽玻璃丝布一层、再涂刷涂料一层、粘贴第二层玻璃丝布，最后涂刷一层涂料。在运用此方法中，要注意涂料要涂刷均匀，玻璃丝布要粘平，不能有气泡。

2.预制混凝土的修复

⑴砌筑缝的修复

预制混凝土渠道包括板和U型槽，其砌筑缝多采用水泥砂浆缝。砼板防渗渠道的砂浆填缝常出现的问题：砂浆强度低；施工挤压不实；不能与砼板紧密结合，勾缝的砂浆容易脱落，有的从勾缝中长出了杂草，甚至有些小型填方渠道衬砌完后，试放水发生垮渠等破坏情况，能保持完好的工程基本很少。造成放水垮渠原因，除了土方渠道质量不好外。本人认为衬砌部分勾缝的漏水是主要的原因。为了保证工程质量，建议对砼预制板改用方形或长方形，块的大小应便于施工为宜，厚度8~10cm为好，板缝留10cm~15cm用高标号砼填塞，人工机械都能施工，要求捣出浆与砼板能紧密结合，使衬砌段形成整体，基本达到现浇的质量。对于旧渠防渗层砌筑缝的修复也可以这样处理：凿除缝内水泥砂浆块，将缝壁、缝口冲刷干净，用与混凝土板相同标号的水泥砂浆填塞，捣平抹平后，保湿养护不得少于14天。

⑵表层的修复

水泥砂浆修复法：首先必须全部除掉已损坏的混凝土，并对修补部位进行凿毛处理，冲洗干净，然后在工作面保持湿润的状态下，将拌和好的砂浆用木抹抹到修补部位，反复压平，用铁抹抹光后，保湿养护不少于14天。注意如果修补部位深度较大时，可在水泥砂浆中掺和适量的砾料，作用是可以减少砂浆干缩和增强砂浆强度。

喷浆修复法：将水泥、砂和水的混合料用经高压喷射到修复部位。

3.混凝土防渗层的翻修

⑴旧板拆除，重新铺筑：混凝土防渗层如若损坏严重，例如破碎、错位，滑坍等的情况下，应拆除损坏部位，处理好地基土重新铺筑。在铺筑时要特别注意新旧混凝土的结合面处理好。方法是结合面凿毛冲洗后，需涂一层厚2cm的水泥净浆，才能开始铺筑新混凝土，同样铺筑好的混凝土要注意保湿养护。

⑵旧板不拆，加铺新板：现混凝土板不拆除，在其上整平后加铺新板。

现浇加铺：把旧混凝土冻胀隆起的部分压平后，在上面铺设保温板（聚苯保温板），然后铺一层塑料薄膜，完成后在其上再铺筑素混凝土。苯板和现浇混凝土的厚度通过计算得出。此种方法的优点是比较适合渠道现状，较美观。缺点：工期长，施工质量较难控制，不适应工程在干渠输水间隔期施工，工期短的要求。

预制加铺：把旧混凝土冻胀隆起的部分压平后，在上面铺设保温板（聚苯保温板），然后铺一层塑料薄膜，砂浆找平后，铺筑混凝土板。此种方法的优点是混凝土板可集中预制，混凝土质量易控制，集中铺砌，适应工程在干渠输水间隔期施工，工期短的要求。缺点：混凝土板尺寸固定，难以适合渠道现状尺寸。

结束语

通过以上对水泥砼渠道面板的破坏尤其是冻胀破坏的分析和解决，可以满足一般水利工程的需要。但随着环境的日益恶劣，破坏的情况会不断发展变化，我们必须进一步研究探索，提高防冻防腐技术，保证砼渠道的使用功能和水利工程的安全。