冻害破坏：特征与预防

目前护坡和衬砌的形式很多,一般常用预制混凝土板、现浇混凝土板、干砌石、浆砌石、沥青混凝土等。尽管它们在冻害破坏形式上有差异但是它们都有很多共同之处。

1.产生裂缝

无论什么形式的护坡和衬砌结构,由于受冻胀及不均匀冻胀和冰压力作用,都出现了不规则的裂缝。对于堤防 (渠道)衬砌,裂缝出现在堤 (渠)坡的中、下部和堤 (渠)底。裂缝呈纵向即平行于堤渠走向,裂缝宽度长度大小不等,裂缝宽度小的几毫米,大的可达几厘米。裂缝长度大的可达数十米。同时阴坡与阳坡的裂缝也有差异,阴坡的裂缝多于阳坡。春季冻土融化后裂缝也不能恢复原位,经过几年多次的冻融循环致使衬砌结构失去抗冲防渗的作用。由于堤渠渗水,水流的淘刷使衬砌下淘空,致使衬砌物塌滑、塌坑,最后致使全部衬砌破坏。

2.隆起

伴随着裂缝的产生,在冻胀及冰推力的作用下,衬砌结构的接缝处开裂,衬砌被鼓起、松动、错位。在严重的冻胀情况下,预制混凝土板首先在临近坡脚处向外鼓起,鼓起高度有的可达10～12cm 左右,然后逐步向上发展,有时会形成数个台阶的形式。同时各块混凝土板间产生搭架、错位等现象。当错位超过板厚时,上块板往往沿坡滑下,有的落在渠底,而靠近堤(渠)底的第一板往往向前撅起或与底板脱离而直立,整个衬砌结构破坏,导致淘刷、滑塌。衬砌结构滑塌又可在基土融化期大面积滑坡的情况下发生。(www.xing528.com)

土坝坝坡的最大隆起部位常发生在冬季库水位以上1.5～2.0m 的坝面,隆起的高度有的达30cm 左右,有时在冰推力作用下而使混凝土板或块石局部推起或整体上推,甚至有的沿坝坡向上推起数米,有的形成冰爬坡现象,沿着坝坡爬升高度达数米(图8.1)。

图8.1　堤坝衬砌冻害不同破坏形式示意图

有的土坝护坡齿墙在冬季冰层与坝面冻结后会被拔起或旋转。