為解決混凝土預(yù)制板防滲渠的凍害影響，近年來我們對(duì)伊犁河谷墾區(qū)農(nóng)業(yè)團(tuán)場(chǎng)防滲渠進(jìn)行了全面的調(diào)查，查找凍害成因并制訂了相應(yīng)的防凍措施。
??????? 一、凍害原因
??????? 伊犁河谷墾區(qū)農(nóng)業(yè)團(tuán)場(chǎng)屬寒冷地區(qū)，防滲渠渠底、渠幫的土方基礎(chǔ)面與預(yù)制板之間有水而凍結(jié)。水的體積膨脹，造成渠底斷裂，渠幫的預(yù)制板變形、斷裂。春季凍土融化，預(yù)制板不能完全復(fù)位，預(yù)制板表面及四周板縫的微小孔中水分凍結(jié)、融化，凍融反復(fù)交替，造成預(yù)制板表面及四周剝蝕。
??????? 造成凍脹的因素主要有三個(gè)方面，第一是土質(zhì)：一般粘性土壤凍脹量最大，砂性土壤最小。粘性土壤粒徑為0.05－0.1毫米的土凍脹較輕，以0.02－0.05毫米的土凍脹性最強(qiáng)。粒徑再小的粘土，因土粒間隙小而透水性不良，凍脹性反而小。從滲透系數(shù)方面，10-3－10-6厘米/秒的土壤能夠凍脹，大于或小于這一范圍的土壤難以凍脹。第二是水分：土壤凍結(jié)過程中，土壤含水量、地下水位高低，以及有無外部水源補(bǔ)給與其凍脹程度有關(guān)。土壤中含水量大，地下水位接近凍脹面，水分轉(zhuǎn)移條件充分，凍脹性較強(qiáng)；無水源補(bǔ)給，使土壤中孔隙水凍結(jié)，一般凍脹不大。第三是低溫：一般負(fù)溫總量（冬季日平均負(fù)溫的總和）大，土層凍結(jié)深度就大。負(fù)溫總量也就大。負(fù)溫隨時(shí)間變化不同，對(duì)凍深和凍脹發(fā)展過程的影響也不同。當(dāng)氣溫緩慢下降，負(fù)溫持續(xù)時(shí)間較長時(shí)，未凍結(jié)區(qū)水分不斷向凍結(jié)區(qū)遷移積蓄，形成土層中冰夾層時(shí)，土層的凍結(jié)度就大，凍脹就嚴(yán)重。若氣溫驟降，冷卻強(qiáng)度大，表層凍結(jié)面迅速向下發(fā)展，土層毛細(xì)管被冰晶體堵塞，水分來不及遷移，凍脹也就小。季節(jié)性凍土解凍后，使土粒間冰的粘聚力消失，造成土體結(jié)構(gòu)破壞，對(duì)防滲渠造成破壞。
??????? 二、凍害現(xiàn)狀
??????? 1．水泥勾縫開裂、脫落
??????? 預(yù)制板防滲渠在使用中，雨水、雪水從渠堤滲入，預(yù)制板砂石墊層及土壤中積聚水分，冬季凍脹引起預(yù)制板鼓脹，、變形，造成預(yù)制板之間的勾縫開裂、脫落。
??????? 2、渠幫板鼓脹、滑脫
??????? 渠水從預(yù)制板勾縫損壞的縫隙中滲入到預(yù)制板后砂石墊層中，并將泥沙帶入墊層，使墊層中泥沙沉積，泥沙中積存有一定的水分，冬季凍脹造成預(yù)制板鼓脹、滑脫。而渠道上口處的預(yù)制板與砂石墊層及土壤接合部位常有鼠、蟻打洞筑穴，雨水、雪水滲入，將導(dǎo)致預(yù)制板凍脹、凍裂。
??????? 3．渠底混凝土板斷裂
??????? 由于渠底變形、凸凹不平，凹處存水，冬季結(jié)冰，冰壓力與板后凍土壓力形成剪力，混凝土板在受剪力作用下斷裂損壞。同樣，水進(jìn)入渠底砂石墊層中也會(huì)引起渠底凍脹，產(chǎn)生斷裂、變形、凸凹不平。
??????? 4．閘室底板斷裂、鼓脹，閘墩傾斜、斷裂
??????? 由于水滲透到閘室混凝土板下，將泥沙帶入閘底板下的砂石墊層中，泥沙中含有一定的水分，冬季凍脹使閘底板斷裂、鼓脹變形，閘墩傾斜、斷裂，閘門啟閉困難。
??????? 5．混凝土板表面剝蝕
??????? 由于冬灌或雨水、雪水致使入冬前混凝土板表面微小孔隙中含有一定水分，冬季結(jié)冰，春季晝?nèi)谝箖?，凍融交替，?dǎo)致混凝土板表面產(chǎn)生剝蝕。
??????? 三、防凍措施
??????? 1．渠床換填處理法
??????? 對(duì)于易吸收水分、凍脹性強(qiáng)的土質(zhì)，可以采用換填法處理渠床，如在預(yù)制板邊坡及渠底處換填砂石料，換填深度約為凍結(jié)深度的2/3，砂石顆粒為0.5－5厘米。在凍深較厚的地區(qū)換填的墊層下應(yīng)有暢通的排水設(shè)施，以更好地發(fā)揮抗凍效果。