水利工程凍害防治技術研究
1 工程實踐
1995年愛輝區宋集屯灌區干渠溢流堰工程，堰體為薄壁型，堰體長為12m，消力池寬7m，下設20cm墊層，末端水流束窄。設計中設計者按著嚴格的規范要求，充分考慮了凍脹的要求。結構計算正確，堰體基礎底面位于凍深以下，堰前防凍措施也得到了考慮，可經過兩年的凍融之后，堰體出現多道裂縫。消力池底板中間出現隆起，高度達14cm。
2005年也是在宋集屯灌區：在位于二支溝與干渠的交叉處，修建交叉建筑物，建筑物上部為渡槽，下部仍為薄壁堰，堰體長為11m，其它結構型式和尺寸，與上一個建筑物基本相近。設計中在吸取過去經驗的基礎上，在消力池底作換基處理，換基材料為砂礫料，換基深度為lm。堰體不再簡單地按擋土墻進行結構計算，而是在此基礎上用雙向板進行結構驗算。經過五年的凍融考驗，堰體和消力池的結構是穩定的。
2 案例分析
兩個個案的不同工程結果，基根本的關鍵點就是設計施工中如何面對凍土問題。凍土的研究我國最初是借鑒原蘇聯的經驗，吸收他們的理論和方法。當前在凍土領域處于領先地位的國家也沒有在求證凍脹力普遍的數學模型上取得實質性的進展。大都用兩腿走路，理論不放的同時，更加投入于措施的研究，可是由于沒有統一的方案，因而在工程實踐中設計者和施工人，會忽略凍土問題的某些方面。案例一明顯是忽略了法向凍脹力影響，以為簡單的措施能見效果的，通過作者在案例二中的實踐，可以認為，在有約束的擋土墻的結構計算時，不應簡單地做單向分析，應雙向考慮。同時考慮下墊面條件做換基處理，而不是簡單做個墊層了事，而換基深度應在了解場地土壤類型和地下水埋深的情況下做選擇，根據作者的經驗，寒區特別是高寒地區，根據土壤性狀和地下水情況，數值大約在0.5m～2m之間，以砂礫料為最好。雙向板的考慮主要是加強結構的整體性，利于抗擊凍脹力，換基是可以容納和分散水分遷移，從而從結構和外部措施上緩解凍脹的破壞。
3 結論
從我國的情況看，不考慮理論上問題，單就抗擊凍害的措施來說，仍然沒有走出H·A·崔托維奇定下的原則，那么我們就在他的“結構物土的部分及其地基的抗凍脹改良措施，目的在于減少或完全消除凍作用;加強基礎與結構物的抗凍脹穩定性措施，旨在保證天然狀態和特殊制備的土凍脹時建筑物的穩定性。”因此在這個原則下，根據作者多年的實踐和觀察，在理論上沒有獲得突破的情況下，減少凍害的破壞是當前首要研究方向，本文僅從個體結構上想說明普遍情況，是不現實，只能從局部的成功范例上做些參考性結論。就農田水利而言，受凍害影響的只有溝渠和配套建筑物，溝渠為線性構筑物，空間跨度大，覆蓋下墊面條件復雜，也只有在進行節水改造時，才會涉及顯性的凍害防治問題。土溝渠凍害發展很慢，趨于隱性，長期表現為脫坡、冰丘冰錐發展等，目前流行的作法是對土溝渠主要實施疏導的辦法來防治。而想精確解決凍害對渠系節水改造工程的損害問題很困難，那么從整體上以高造價運用物理的、化學的方法，來實現目標實在是無奈之舉。作法還有待深入研究，比較可靠的方法是全線高滲透墊層+抗凍性防滲材料+硬化保護層+局部土體替換。
就單個構造物而言事情就相對容易一些，首先深入了解建設地點地質資料，按照淤泥土、粘性土、亞粘土，砂質土，結合地下水的侵人情況和地表水的滲入情況，分別選擇0.5—2m換基深度進行換基，處理好基礎。對于擋土的構造物，既使按照一些經驗公式考慮法向凍脹力，在超過5m的跨度上還是會出現凍脹的影響的，時有裂縫發生，明智的作法是按雙向板進行結構驗算，荷載可適當按當前有一定參考價值經驗公式來考慮問題，是適宜的。
參考文獻
【1】H·A·崔托維奇著，張長慶，朱元林譯.凍土力學【M】.北京：科學出版社.
【2】史海濱，田軍倉，劉慶華.灌溉排水工程學【M】.北京：中國水利水電出版社.
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