摘要:农田水利工程对促进农业发展起着积极作用。农田水利工程在温度比较低的季节时常会出现冻胀破坏，严重影响了水利工程农田灌溉等方面功能的发挥。但是，如果优化农田水利工程设计，切断冻土地基水分补给，改善施工步骤和修补措施等，加以有效预防与治理，工程冻胀破坏问题能得到有效缓解。
关键词:农田水利工程；冻胀破坏；防治
农田水利工程与国家粮食安全息息相关，对农业经济发展有着直接的影响。而冻胀破坏是农田水利工程最易出现的问题，不仅会影响工程效益的正常发挥，而且会降低农田水利工程的使用寿命，并对工程运行安全构成威胁。为此，笔者结合自身的实践工作经验，对农田水利工程的冻胀破坏原因做出了分析，并提出了相关的预防性措施。
1农田水利工程冻胀破坏原因
农田水利工程冻胀破坏主要是由土壤中的水及土体颗粒物理性质和负温导致的，如冬季外界温度降低时，土体中水分会发生冻结，从而引发冻土现象。冻土的深度会随着负温越来越大，使土壤出现冻胀现象，这样在约束力的影响下冻土的形态就会发生变化。显然，渠道中的基土也会在受冻的情况下出现膨胀，这就会加大农田水利工程渠道混凝土板的变形程度。通常，农田水利工程冻胀破坏多发生在灌区中下游部，而这主要是因为下游土基埋设比较浅显，因此在外界气温降低的情况下更易发生体积膨胀。由此可以看出，农田水利工程冻胀破坏由以下3个条件构成：寒冷气候区域的持续负温条件；土壤本身的物理性质，包括土的颗粒组成、土的矿物质成分等；在土壤中存在自由水和毛细水，并且这些水分与渠道交互渗透。这3种因素的合并致使农田水利工程发生冻胀破坏，不仅严重影响了农田水利工程自身效益的发挥，而且缩短了农田水利工程的使用寿命，因此今后必须对此加强防治。
2农田水利工程冻胀破坏防治措施
2.1优化农田水利工程设计
在经常伴有寒冻天气的特殊地区，农田水利工程容易出现冻胀破坏。对此，可以通过改变冻土的性质或者结合对冻胀规律的分析，提升农田水利工程的抗冻能力。但无论采取哪一种方式，从源头入手，整体考虑当地的温度情况及地下补水情况，从而优化农田水利工程设计，是十分必要的。例如，在一字型的水闸渠系建设过程中，在进行工程设计时重点应放在水平防渗上，从而缩小工程的断面，以有效避免冻胀现象的发生。在对基础结构部位进行设计时，则可以设置一些防水层，同时还可以设计反拱底板，利用反拱底板的抗压性对冻胀力形成很好的抵制。此外，在农田水利工程设计中，设置变形缝也是一种可行的方式，这样可以避免沟渠物在冻害的影响下受到破坏，并促使内部结构的稳定性得到提升。在有条件的情况下，可以在农田水利工程中使用柔性连接管进行连接，并采用固定连接的方式，以有效防止农田水利工程出现冻胀错位的问题。
2.2切断冻土地基水分补给
农田水利工程冻胀破坏的主要原因是土壤中的水及土体颗粒在负温的情况下发生物理性质改变，由于土壤中有自由水和毛细水的供给，在外界温度不断下降的情况下会使土壤发生冻胀。对此，如果能切断冻土地基的水分供给，就可以避免农田水利工程出现冻胀破坏。如果可以切断地基的水分供给，可以采用高填或排水措施，但在这个过程中施工人员一定要把握好土壤中毛细水的作用及土壤自身的物理性质。毛细水往往上升至地下水面以上2～3m的平面上，会对渠基产生冻胀破坏。因此，切断细颗粒土壤中的水分这种方式是行不通的。这就可以从改变土壤结构的角度来考虑，通过换填土的方式来改变土体结构，如施工人员可以在农田水利工程兴修的过程中换填一些颗粒比较大的土地，从而替换土壤中原有的细颗粒土，并确保换填的土质与冻土的深度基本是平齐相等的。这样由于土壤的性质发生了改变，切断了地基土中的水分供给，就会极大地减弱农田水利工程冻胀破坏的现象。
2.3改善施工步骤和修补措施
在农田水利工程中，有效的施工程序和修补措施也可以避免出现冻胀破坏现象。例如，在冬季施工过程中，挖好基坑后应立即进行浇筑，若是不能及时进行浇筑，必须覆盖相关的保温材料，这样才能避免基土出现冻胀问题。如果在施工过程中昼夜温差较大，尤其是在低于3℃时，则可以在混凝土材料中加入一定剂量的防冻剂，以有效减少混凝土材料中的水分，从而起到一定的抗冻效果。如果农田水利工程已经出现了冻胀损坏现象，可以通过相关措施进行修补。例如，可以采用喷浆防渗的方式，即在冻胀破损的位置将混凝土板以超高的速度注入，从而起到一定的修复作用。或者使用环氧材料对冻胀位置进行修补，此种材料抗渗性能、抗腐蚀能力较强。但需要注意的是，使用环氧材料修补，要严格确定材料的配比，这样才能提高农田水利工程的防冻能力提供保障。近年来，我国在农田水利工程建设方面取得了长足的进步，这也在很大程度上带动了我国农业经济的发展。而在一些特殊地区，由于经常伴有寒冻天气，易使农田水利工程受到冻胀破解，不仅影响了工程效益的有效发挥，而且易引发安全问题。对此，一定要结合当地的实际情况，从农田水利工程冻胀破坏原因出发，制定针对性的防治措施，从而最大限度地减少冻胀破坏损失。
作者:何桂莲 单位:甘肃省引大入秦工程管理局