水工建筑物防御凍脹措施

水工建筑物防御凍脹措施襯砌渠道

1) 排水措施

當(dāng)凍融層或置換層下不透水或弱透水層較薄，深層地下水埋深大于工程設(shè)計(jì)凍深時(shí)，可在渠底每隔10～20m設(shè)一眼盲井，使凍融層或置換層與地下水連通 當(dāng)渠床的凍融層有排水出路時(shí)，可在工程設(shè)計(jì)凍深底部設(shè)置縱橫向排水暗管，把渠床凍融層中的重力水或渠道旁滲水排出渠外 對(duì)冬季輸水的襯砌渠道，當(dāng)渠側(cè)有旁滲水補(bǔ)給渠床時(shí)，可在最低運(yùn)行水位以上設(shè)置反濾排水體，排水口設(shè)在最低行水位處，將旁滲水排入渠內(nèi)，避免浸濕渠床。

2)隔水措施

當(dāng)?shù)叵滤盥袂覠o(wú)旁滲水補(bǔ)給時(shí)，可在襯砌體下鋪設(shè)聚乙烯薄膜或土工膜; 襯砌體與膜料間可用25號(hào)水泥砂漿做過(guò)渡層。

水工建筑物防御凍脹措施板型基礎(chǔ)

無(wú)防滲要求的板型基礎(chǔ)排水措施與襯砌渠道相同 。隔水措施主要是土工膜封閉法，這是一種消除地基凍脹的有效方法，是將天然地基進(jìn)行開(kāi)挖晾曬脫水至塑限含水量后回填，回填時(shí)利用土工膜進(jìn)行隔層封閉處理而形成的一種人工地基。封閉平面范圍是沿基礎(chǔ)平面輪廓線(xiàn)向外加大0.5m 回填土料每隔層土厚0.3～0.5m，含水量宜低于0.8倍塑限含水量，干密度不低于原基土天然干密度的1.05倍。各封閉層必須保證嚴(yán)密不透水；基礎(chǔ)側(cè)面應(yīng)采取削減切向凍脹力措施。

水工建筑物防御凍脹措施擋土墻

1）排水措施

在滿(mǎn)足滲徑要求的條件下，擋土墻應(yīng)設(shè)置排水孔。一般排水法: 排水孔部位應(yīng)設(shè)置反濾層，墻后土為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)和有地下水時(shí)，宜在凍前地下水位以下設(shè)置斜臥式或水平式排水體，并與排水孔連通。特殊排水法: 當(dāng)回填土的凍脹性屬Ⅲ類(lèi)以上時(shí)，在自墻體前地面工程設(shè)計(jì)凍深范圍內(nèi)的墻后回填土中，自墻頂起每隔50～100cm厚土層下，設(shè)一層20cm厚的卵石排水層，排水層宜用土工布作反濾并與集水井管連通，集水井直徑30cm。

2）隔水法

隔水回填要求同板式基礎(chǔ)，隔層封閉范圍同置換法范圍相同。

有些建筑物利用抗冰結(jié)構(gòu)不經(jīng)濟(jì)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，可采用人工破冰法、機(jī)械破冰法、機(jī)械排冰法、塑料布引滑法、加溫法保溫法等。

1.破冰法

當(dāng)建筑物前水面結(jié)冰達(dá)到一定厚度時(shí)，在建筑物前的冰面上開(kāi)鑿一定寬度的水槽，每當(dāng)水槽內(nèi)水面上結(jié)冰達(dá)到一定厚度時(shí)就破冰取出冰塊，使冰層在水槽內(nèi)自由伸縮，消除冰層的冰推力對(duì)建筑物的危害 水槽內(nèi)水面允許結(jié)冰厚度應(yīng)根據(jù)建筑物承受推力大小而定。

2.塑料布引滑法

在土石壩上游壩坡上鋪塑料布使冰與壩坡不能凍結(jié)在一起，當(dāng)冰體熱脹變形時(shí)冰體就沿著塑料布上爬，這樣就削弱了冰推力對(duì)土石壩上游壩坡的危害，削弱冰推力程度取決于護(hù)坡型式光滑度穩(wěn)定性。

3.加溫保溫法

阻止建筑物與水面結(jié)冰，消除冰壓力。常用的方法有熱空氣法、熱水法、熱油法壓力水射流法壓縮空氣吹泡法聚苯乙烯泡沫塑料板保溫法。

負(fù)氣溫是產(chǎn)生土體凍脹的主要影響因素之一 。保溫措施是利用保溫材料或利用水層改變負(fù)氣溫與土體的熱交換條件，減少土的凍結(jié)深度或改變基土或回填土溫度場(chǎng)的形狀，從而達(dá)到削減或消除土體凍脹的方法。

地基土質(zhì)是決定地基凍脹敏感性的內(nèi)部因素; 而水分溫度和壓力條件則是決定地基凍脹敏感程度的外部因素。影響凍脹敏感性土質(zhì)條件主要包括地基土的物理化學(xué)成分土的顆粒組成和土的密度 消除地基土凍脹的措施主要有物理學(xué)法換填法和動(dòng)力法。

水工建筑物防御凍脹措施置換法

對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)板型基礎(chǔ)擋土墻等結(jié)構(gòu)均可采用置換法削弱或消除地基凍脹 當(dāng)?shù)鼗蚋浇休^豐富和適宜的非凍脹性土?xí)r，可采用非凍脹性土置換渠床基礎(chǔ)下及擋土墻后的凍脹性土 。當(dāng)置換層有被淤塞危險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)設(shè)置反濾層; 當(dāng)置換層飽水時(shí)，要有通暢的排水出路 置換平面范圍應(yīng)沿基礎(chǔ)輪廓線(xiàn)向外加大50cm 置換的地基在凍結(jié)期內(nèi)必須有通暢有效的排水條件 。對(duì)擋土墻在滿(mǎn)足滲徑要求的條件下，可采用非凍脹性材料做墻后回填土。

水工建筑物防御凍脹措施動(dòng)力法改良地基

動(dòng)力法改良地基是利用強(qiáng)大的動(dòng)力預(yù)先將地基土高度壓密，使地基的孔隙率壓縮到最低限度，極大地降低土的含水量和滲透系數(shù)，并使凍結(jié)時(shí)的水分遷移幾乎不可能發(fā)生，從而減小或避免地基凍脹。

常用的有強(qiáng)夯法和壓實(shí)法強(qiáng)夯法是使數(shù)十噸的重錘，從幾十米的高處自由落下，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí) 一般采用50～800t m的沖擊能使土中出現(xiàn)沖擊波和很大的應(yīng)力，造成土中孔隙壓縮或土體局部液化，夯擊點(diǎn)周?chē)a(chǎn)生裂隙，順利地逸出孔隙水，使土體迅速固結(jié)壓實(shí)法是用碾壓機(jī)械壓實(shí)土體，提高地基黏性土的密度。

水工建筑物防御凍脹措施物理化學(xué)法改良地基

1) 人工鹽漬化改良地基

在地基土中加入適量的可溶性無(wú)機(jī)鹽，提高孔隙水鹽分濃度，使土壤鹽漬化，從而降低土的凍結(jié)溫度，抑制水分遷移，把凍脹性土改良為非凍脹性土。

2) 摻入增水劑改良地基土

在土中加入增水性物質(zhì)，使土顆表面活性收斂，凍結(jié)時(shí)就可以避免水分遷移，從而減少或消除地基凍脹，達(dá)到改良地基凍脹的目的。

3) 凝固加固法改良地基土

采用膠凝材料或聚合劑將高度分散狀態(tài)的地基土膠結(jié)成固狀態(tài)或聚合成大的團(tuán)粒狀態(tài)的堅(jiān)實(shí)地基，不僅可以提高地基承載力，而且能從根本上消除地基的凍脹性。

超標(biāo)準(zhǔn)洪水防御措施力保堤防不決口的防御措施

（1）加強(qiáng)堤防搶護(hù)，強(qiáng)迫河道超泄。利用堤防的設(shè)計(jì)超高或臨時(shí)搶修子埝，加大河道、分洪道的泄洪能力。1998年長(zhǎng)江中游300多千米江段水位超過(guò)堤防設(shè)計(jì)水位，為了防止洪水漫溢決口，投入解放軍、武警部隊(duì)官兵30多萬(wàn)人和數(shù)百萬(wàn)干部群眾緊急加高加固堤防，搶護(hù)各類(lèi)險(xiǎn)情6000多處，搶修子埝628km，確保了長(zhǎng)江干堤的安全。

（2）運(yùn)用蓄滯洪區(qū)滯納超額洪水，減輕堤防的防守壓力。在充分利用超泄還難以安全度汛，仍威脅重要堤防安全時(shí)，要主動(dòng)扒開(kāi)兩岸大堤之間的洲灘民垸、行洪區(qū)行洪，或啟用蓄滯洪區(qū)分洪，甚至主動(dòng)放棄不太重要的堤段以蓄滯超額洪水，使重點(diǎn)堤段不決口，確保重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象的安全。

超標(biāo)準(zhǔn)洪水防御措施力保水庫(kù)不垮壩的防御措施

水庫(kù)垮壩一般會(huì)對(duì)下游地區(qū)造成嚴(yán)重災(zāi)害，所以水庫(kù)永久性建筑物的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)比較高，且有明確規(guī)定。由于土石壩遭遇洪水漫頂就可能垮壩失事，混凝土壩、漿砌石壩壩基壩身穩(wěn)定遭遇破壞也會(huì)垮壩失事，所以保壩措施主要是設(shè)法加大下泄流量并對(duì)工程出現(xiàn)的險(xiǎn)情進(jìn)行搶護(hù)。

（1）設(shè)法加大泄洪流量。根據(jù)洪水預(yù)報(bào)，首先提前開(kāi)啟全部泄洪設(shè)施加大泄洪流量。如仍不能控制水位的上漲，對(duì)土壩、堆石壩的水庫(kù)可在主壩兩側(cè)選擇山凹或副壩臨時(shí)破口泄洪；對(duì)地基堅(jiān)固的重力壩，也可考慮壩頂泄水，但應(yīng)事先作好壩頂溢洪的準(zhǔn)備，保護(hù)壩體安全。

（2）加強(qiáng)水庫(kù)的搶險(xiǎn)。對(duì)水庫(kù)大壩、泄洪建筑物等出現(xiàn)的各類(lèi)險(xiǎn)情要及早發(fā)現(xiàn)，有針對(duì)性地采取相應(yīng)措施及時(shí)搶護(hù)，特別是臨時(shí)加高、加固土石壩頂防浪墻，以防洪水漫壩頂，以及滲漏、管涌、裂縫、滑坡等險(xiǎn)情的搶護(hù)等，確保壩體安全。

超標(biāo)準(zhǔn)洪水防御措施堤壩失事后的應(yīng)急措施

（1）堵口復(fù)堤。為控制堤防決口造成的災(zāi)害，應(yīng)根據(jù)不同情況及時(shí)采取平堵、立堵或混合堵的方法進(jìn)行堵口復(fù)堤。1998年長(zhǎng)江九江堤決口后，經(jīng)迅速在口門(mén)上游側(cè)沉船、拋石搶筑圍堰，在決口處搶筑鋼木土石組合壩進(jìn)行封堵；在口門(mén)下游側(cè)修筑第二道圍堰，僅用8天就堵口成功。

（2）搶筑臨時(shí)防線(xiàn)，限制淹沒(méi)范圍。堤壩失事后，在可能的條件下要利用自然高地、渠堤、河堤、路基等迅速搶筑臨時(shí)防線(xiàn)，盡最大努力控制淹沒(méi)范圍，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

（3）組織居民緊急轉(zhuǎn)移。對(duì)將運(yùn)用蓄滯洪區(qū)、洲灘民垸及堤防決口、水庫(kù)垮壩洪水的流經(jīng)路線(xiàn)、淹沒(méi)范圍和洪水到達(dá)時(shí)間等，要迅速做出分析判斷，發(fā)布洪水預(yù)報(bào)和警報(bào)，通知各級(jí)政府或防汛指揮部采取一切緊急措施，使洪水可能泛濫區(qū)域的居民和重要物資在洪水到來(lái)之前，盡可能轉(zhuǎn)移到安全地區(qū)。國(guó)家有關(guān)部門(mén)應(yīng)調(diào)遣通信設(shè)備、交通工具等，幫助居民撤出洪泛區(qū)，并為被洪水圍困的居民，空投救生設(shè)備和生活必需品，并做好災(zāi)民安置、救濟(jì)和衛(wèi)生防疫工作。