浅谈水工建筑的冰冻破坏及防治

第１　２卷　第３期　２０１　２年　３月　中　国水运　ＶｏＩ　１　２　Ｍａｒｃｈ　Ｎｏ　３　２Ｏ１２　Ｃｈ　ｉ　ｎａ　Ｗａｔｅｒ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　浅谈水工建筑的冰冻破坏及防治　杨　刚　（新疆额河建设开发管理局“６３５”　纽管理处，新疆阿勒泰８３６００６）　摘要：我们必须根据混凝土所处的环境不同、位置不同和冰冻破坏程度的不同等综合选用不同预防措施与方法，　这样才能达到比较好的效果。水库建筑物的防冻防冰害的问题是很多地区与水利单位必须进行科技探索的重要施工　准则，随着科学施工技术的不断进步工程管理工作的不断细化与深入。文中论述了水工建筑的冰冻破坏的原因及破　坏肜式，探讨了如何进行防治的措施。　关键词：水工建筑；冰冻破坏；防治　中图分类号：ＴＶ６９８　冰冻破坏对混凝土的破坏　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—７９７３（２０１２）０３—０１４８—０２　一、通常因为水工建筑物破坏原因的不同，可分为冰拨破坏　冰推破坏、和动冰撞破坏三种。　１冰拨的破坏　冰冻破坏常发生在混凝土建筑物，表现为强度降低，层　状脱落，表面酥松，影响到建筑物的使用。冰冻破坏之所以　会发生在混凝土建筑物七，是由于渗水孔隙存在于混凝土内　ｌ邗，水又仔在于孔隙中，这些水在结冰时体积会膨胀，膨胀　产牛压力，作用在毛细管壁或孔隙上。同时，在冻结过程中，　护坡破坏一般与冰层在一起，库的水位线上升的时候时，　齿墙与护坡板（块）被拔起，松动和旋转。库水位线下降的　时候，由于护坡与冰块相互冻结在一起，护坡由于受到向冰　冷水还可能出现在孔隙中迁移，使渗透压力产生在混凝上中，　在管壁　ｋ也有作用，在混凝上冻结过程中出现这两种压力，　面下降的弯矩。故导致护坡板翘起，齿墙向库内出现倾斜现　象。库水位线下降快的时候，使冰拔现象越来越严重，特别　是当护坡板（块）尺寸非常小的时候，整体性差比较差表面　粗糙的预制板、块石护坡等，其冰拔破坏更加严重。　２冰推的破坏　消失在融化过程中，如此周期性的作用，会使微裂缝产生在　孔隙壁卜，并逐渐增多扩展，降低强度，混凝土表面开始剥　落甚至整体破坏。　二、冰冻破坏对混凝土的影响因素　在水位变化不大的环境下，土坝的护坡推的破坏是由冰　层膨胀产生的静冰压力将起造成的。在我国较寒冷地区如东　北、西北的多数水库，不同程度上的存在或出现这种现象。　冰推破坏与护坡的结构形式和坝坡土的冻胀压力大小有关。　当冰层与坝坡间的冰推力大于坝坡抗冰推强度时，护坡即破　冰冻破坏对混凝土的影响因素是作用于多方面的。一是主　要材料性质的影响，如水泥中不同矿物成份和水泥的品种对混　凝１－的耐久性都有较大的影响，比如对骨料的影响，除了骨料　本身的质量会影响混凝土的抗冻性的以外，骨料的吸湿性和渗　透性也决定了混凝土的抗冻性，由于强度与湿度的变化，针状　物岩石体积的变化会产生，这将对已硬化的水泥砂浆和混凝土　表面产生损坏，同时骨料的化学性能直接影响混凝上的耐久性　坏。当坝坡与冰层间的动结力小于坝坡的抗冰推强度时，冻　结面被剪开。冰层顺坡进行延伸，逐渐形成爬坡，此时不会　产生对护坡大面积的破坏。因此冰推的破坏形式如Ｆ。　能；■是外加剂对建筑物的影响，在混凝土施工过程中可以掺　入减水剂或引气剂来改善混凝上内部的结构，改善混凝土缓冲　冻胀的作用町以通过内部孔隙结构来改变，用以提高混凝土的　抗冻性，大大降低冻胀应力；三是施工时工艺对建筑物的影响，　与混凝土的耐久性有密切关系的主要有，配合比、硬化条件、　混凝　的施Ｊ二等，同时单位用水量在混凝土中的比例是对混凝　十：抗冻性产生影响的重要因素。最不利的工作条件是混凝土　的表面、【作缝部和边角处，所以如何处理好在混凝土表面　（１）在结冰初期的时候，由于冰面以上护坡较短和护坡　面板相对比较薄，护坡没有与坝的土体冰结在一起的时候，　冰推作用促使护坡板沿垫层出现滑动现象。　（２）护坡整体性差（如块石护坡）或护坡板块不平整，　冰推后通常会呈现局部隆起的现象。若为小块砼板，则沿水　面附近的几块砼板在受到冰推之后，由于受到上部护坡的阻　拦出现隆起架空的现象。　（３）冻结较大、冰层厚、冰压力较大的时候，护坡的抗　冰推能力强，冻士与护坡一起沿冰冻界面整体进行上推的时　加Ｉ：情况、模板种类、工作缝和性质对耐久性也会产生很大　的影响；四是防止受水位变化对建筑物的影响，寒冷季时需　采取有力的措施来防止水位变化会时对混凝上产生的严重冰　冻破坏；五是施工质量的严格控制，直接影响建筑物的抗冻　性，　此施ｊ二时混凝土质量的好坏很重要，不允许出现麻面、　候，上部常会出现隆起脱空的现象。　３．冻冰出现冲击性破坏　在初春解冻时主要会发生这种现像，库内水面冻裂成冰　块，冰块会在在水力与风力作用下涌向坝坡，大量的冰块补　被风力和水力推上坝坡甚至超过坝顶，所以导致防浪墙和坝　坡被冲击破坏。　蜂窝，力求表而光滑，密实。　三、水工建筑物在冰冻时的破坏形式　收稿日期：２０１２—０１—１５　作者简介：杨　刚（１９７８一），额河建管局“６３５”枢纽管理处工程师，毕业于西北农林科技大学。　第３期　杨刚：浅谈水工建筑的冰冻破坏及防治　１４９　四、水工建筑物冰害的防治　１．建筑物周边结冰的预防措施　（１）预防措施。首先在混凝土施工过程中必须根据情况　的不同，选择含有矿物成份不同与性能不同的外加剂、骨料、　水泥，从材料方面来保证混凝土耐久性能；其次严格根据混　凝土的配比与制作规定，根据当地结构类型与环境条件的不　同对混凝土的配比情况进行参数的确定，这样做主要是为了　降低混凝土的水灰比例，水泥水化所需要的水分一般为其重　量的百分之二十五左右，若水量不断增加，多余的水就会出　现游离析出，因此出现孔隙，这样饱和后容易受到冻胀性破　坏；最后我们可以人为的对建筑物混凝土构件及周围环境条　件进行优化，从而减少与改善混凝土冰冻的不利因素。　（１）挠动水面防冻法　主要方法包括：调节水位法、压力充气法、加热法、压　力充水法等。　压力充气法主要通过压缩的空气使表层与下层之间出现　强制对流现象，这样能有效预防建筑物周边出现水冻结情况。　压力充水法主要是采用潜水泵将库内温度升高的水抽上　来，用管道上穿有小孔的部位设置在建筑物周边然后进行喷　射，这样能够挠动和加热建筑物周边的水体有效预防结冰的　情况出现。　（２）加热防冻的方法：有电热法、热风法和热水法　（２）治理措施。第一，水泥砂浆的修补方法主要适用于　轻微表层破坏的修补；第二，预缩砂浆修补方法主要适用于　高速水流区混凝土表面损坏的修补；第三，喷浆的修补方法　主要适用于混凝土冰冻破坏化较为严重的部位；第四，环氧　材料的修补方法，一般有环氧混凝土、环氧基液、环氧砂浆　等，这种材料都有较高强度与抗渗、抗蚀的能力，并与混凝　土的结合力较强，但是由于施工工艺非常繁琐、价格高、材　电热法：是使物体被电热管等电红加热器，部接或直接　加热，加热效果好，设备简单是它的优点，其适用于底部和　闸槽侧壁，也有其明显的缺点，如外露时易损坏，易断裂。　热风法：是将热风送到加热部位，通过喷风管上的大量　小孔使其加热，此法维修容易，防冻效果好是其优点，其适　用于闸门底部、槽侧边和背面。也有其明显的缺点，如用电　量大，设备费用高。　热水法：是将热水（汽）通过管道通至需要防冻部位。　其明显的缺点是需要锅炉及较长保温管道传送热量所以在传　送过程中损失大，费用较高。　２．防止冰冻对整体的混凝土破坏　料配比要求严格，此法必须与其它修补方法配合进行使用，　这样可以增加效果。　综上所述，我们必须根据混凝土所处的环境不同、位置不　同和冰冻破坏程度的不同等综合选用不同的预防措施与方法，　这样才能达到比较好的效果。水库建筑物的防冻防冰害的问题　是很多地区与水利单位必须进行科技探索的重要施工准则，随　着科学施工技术的不断进步工程管理工作的不断细化与深入，　将会有更多更好的工程施工管理经验值得我们运用和推广。　对于混凝土冻破坏的预防措施，通过结合施工过程中的　实际情况，总结出了如下几条：　…。…●…’…‘…●…－…●…。…。…。…　…＿…‘…。…。…＿…。…●…●…●…。…＿一　（上接第９６页）　虽不参与分红，但红利应从水价调整等方　面让利于民，使项目区从中获益。　队，要保证２４ｈ有专人值班，接到报修电话要在２４ｈ内及　时进行维修，保证工程正常供水。　②加强水费计收及管理。采取抄表和收费分开管理的办　法，杜绝不良现象发生。供水公司要加强财务管理，明确水　费开支范围和审批权限。要建立严格的工程折旧费、维修养　护费、承包费、租赁费管理和使用制度，保证资金安全和专　款专用。　（３）水质化验。在农村供水管理办公室内要建立水质检　测中心站，供水公司要定期对所管辖范围内的供水工程进行　水质化验，确保水质达到国家饮用水标准。　４．水源保护　饮用水水源保护是维持农村供水工程正常运行的基础。　③建立有力的约束监督机制。供水管理办公室要采取不　本次供水工程以深层岩溶水为供水水源，水源保护区按一级　保护区进行规划，即以水源井中心向外３０ｍ的范围为水源保　护区。同时还要采取以下措施：一是加大宣传力度。对于水　源地范围内的群众，要积极进行国家有关法规的宣传教育，　增强环保意识，转变思想观念，使水源地从源头上得到保护；　定期监察制度，对供水工程运行情况和资金管理状况进行调　查，发现问题及时处理，对造成损失的追究责任人的相关经　济和其他责任。　３．服务体系　（１）技术培训制度。农村供水工程是一个涉及众多学科　的系统工程项目，参与的人员较多，技术人员和管理人员水平　二是要利用供水管理办公室设置的水质检测中心站，定期进　行水质化验，确保供水质量符合要求。　三、结语　参差不齐。为提高整个工程的管理水平，需要对不同层次的人　员，采用不同的培训办法。对农村供水管理办公室和供水公司　的主要技术和管理人员采取到省内、省外考察的办法，学习其　建好用好工程，人是关键。应加强对各类人员的培训，　重点培训设计施工及运行管理人员，提高他们的业务素质和　它省市在农村供水工程管理方面的经验和做法，使他们开阔眼　界，开拓思路，解放思想，在饮水工程项目管理中具有超前意　识，能够取得良好的效果。对公司的一般管理人员和供水协会　的人员采取聘请大学教授、科研单位专家讲课的办法，进行培　训，针对农村供水工程的特点，从规划设计、施工及管理方面　进行系统的讲课，提高他们管理供水工程的水平。　（２）技术服务制度。供水公司要成立供水工程维修服务　责任心，注重新技术的推广应用，选用新方案、新材料。重　点推广微机控制变频恒压技术，同时引进先进的管理方法和　管理模式，以提高工程建设和管理水平。　运用各种媒体和舆论工具，大造声势，广泛发动，提高　全社会对农村饮水工程建设的重视。进一步加大先进典型的　宣传力度，总结和推广农村饮水安全工程建设的好做法、好　经验，推动农村饮水安全工程持续健康发展。