东雷抽黄灌区渠道冻胀渗漏的原因及对策

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1、东雷抽黄灌区渠道冻胀渗漏的原因及对策东雷抽黄灌区渠道冻胀渗漏的原因及对策1东雷抽黄灌区概况东雷抽黄灌区是陕西省利用黄河水源修建的多级高扬程大型电力提灌工程，总设计灌溉面积6.80万hn)2,有效面积5.58万hin2,渠首设计引水流量40m3/s,属大(2)型灌区。工程于1975年8月动工兴建，1979-1982年相继投入运行，共设东雷、新民、南乌牛、加西4个提水灌溉系统和新民、朝邑2个滩地灌排系统。灌区建成总干渠1条，干渠8条，退水渠2条，支渠73条，总长506.206km；修建各类渠系建筑物1670

2、座，建成各级抽水站28座，总装机功率11.627万kW。灌区建成至今，累计渠首引水量57.96亿m3,斗口用水28.98亿m3,灌溉农田241.53万hm2•次，显著改善了灌区农业生产条件，加快了产业结构调整，对灌区农业生产、农民增收和区域经济发展做出了巨大贡献。2灌区自然、水文、地质及地基土冻胀量、冻胀级别情况东雷抽黄灌区位于陕西省关中东部，位于东经109。53,〜110°227、北纬34。437〜35。14’,海拔349〜635m,地貌类型主要属渭北黄土嫄区，当地属干旱半干旱季风气候,年积温3894

3、.2°C,平均气温13.1°C,历年最高气温42°C,最低气温-26°C,年内7月温度最高，多年平均为26.9°C,1月气温最低，多年平均为-0・6°Co由于受大气环流、纬度和地形的影响，该地区长期干旱少雨，素有“十年九旱”之说。蒸发量因受大陆性气候影响显著而大于降雨量，蒸发明多年平均为1500mm,降雨量多年平均仅542mmo根据灌区地质资料，灌区表层土壤属上更新统风积层黄土，颗粒以粉土为主，呈浅黄褐色至灰黄色，自然干容重1・52g/cm3,孔隙比0.79,孔隙率43.8%,在2kg/cm2压力下相对

4、下沉系数为0.089,根据《湿陷性黄土地区建筑规范(GBJ25-90)》规定，湿陷系数大丁0.02,自重湿陷量大15cm,属自重湿陷性黄土。灌区嫄下工程位于黄河一级阶地，土质为细粒土质砂土，部分地方地下水埋深0.5~1.0m,其余多为明水；嫄上地下水埋深一般在100m以下。根据多年对冻土深探查并根据“屮国北方季节冻土区标准冻深线”查知，灌区冻土深度0.5-0.6m；根据嫄上、嫄下土质和地下水位情况及《“渠系工程抗冻胀设计规范”(SL23—2006)》“粉土冻深与冻胀量关系曲线”、“细粒土质砂、含细粒土砂

5、冻深与冻胀量关系曲线”知，垢下基土冻胀量h二6.5cm,嫄上基土冻胀量h二2cm。根据灌区土冻胀量和规范查知，塘下地基土冻胀级别为III级，嫄上地基土冻胀级别为II级⑴。3原设计渠系工程衬砌及防冻抗渗情况灌区工程修建于20世纪70年代，初始设计吋，对干、支渠大部分进行了桧衬砌，以提高抗冻防渗能力，原设计断面多为梯形，边坡系数1.00-1.25,采用100号殓预制板衬砌，厚80〜60mm,板缝为梯形缝，采用1：3水泥砂浆勾缝；斗渠多为100号栓现浇，厚50mmo渠道冻胀变形缝内夹1：1：4沥青砂浆板条。经

6、30余年灌溉运行，工程设施老化、冻胀破坏严重，特别是渠道衬砌老化、空鼓、破损严重。灌区建成至今未对渠道衬砌进行专业的冻胀量、渗漏量检测，但经观察和灌溉配水量测，发现冻胀破坏和渗漏有以下不同现象。(1)渠道现浇衬砌情况。①高填方渠段渠基填土压实开挖成型后，采用150号殓现浇衬砌，现浇板规格为2.0mX2.0m,厚10cm,板缝夹沥青油毛毡2层，缝底填沥青油毛毡1层宽20cm,冃每4m设1道冻胀变形缝，变形缝采用平板止水橡胶；渠堤外侧排水较好,现使用30年之久，基木没发生冻胀破坏。②嫄上干、支渠在高填方渠段

7、，采用100号殓现浇衬砌，现浇板规格为l.OmXl.Om,厚80nun,每4m设1道冻胀变形缝，变形缝内夹1：1：4沥青砂浆板条，渗水冻胀严重。③嫄下总干渠底板采用100号轮现浇衬砌，现浇板规格为4.0mX4.0m,厚100mm,冻胀变形缝采用1：1：4沥青砂浆板条填塞，冻胀渗漏特别严重。(2)渠道栓预制板衬砌情况。①在填方渠段，排水设施较好且两侧农田不灌溉情况下，衬砌板老化、空鼓、错位、勾缝脱落等冻胀破坏现象较轻。②在挖方段，两侧耕地冬灌后，渠堤土含水量增大,衬砌冻胀破坏严重。③干、支渠栓预制板衬砌厚

8、度越大，冻胀破坏越轻，厚度越小，冻胀破坏越大。④现浇与预制板衬砌比较，现浇冻胀破坏较小。⑤渠道内边坡坡度系数越大，衬砌冻胀破坏越大。⑥渠道冬灌次数越多，衬砌冻胀破坏越大。⑦超衬砌水位运行次数越多，衬砌冻胀破坏越大。⑧地下水位越高，冻胀破坏越严重。(1)嫄上干、支渠高填方渠段和斗渠多为100号桧现浇衬砌，斗渠形断面。渠道衬砌有木模板组合施工和%"形滑模衬砌机滑模施工2种方法，但脱模后，衬砌表面麻面和小量蜂窝现象很难避免，容易受冻胀破坏［2］。