防渗抗冻措施在星火干渠中的应用

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1、防渗抗冻措施在星火干渠中的应用【摘  要】文章论述了星火干渠运行情况，分析了渠道防渗工程破损的主要原因，提出了渠道防冻胀的技术措施和管理措施。　　【关键词】防冻胀；设计；管理措施   【中图分类号】TV52                         【文献标识码】A                   【文章编号】1008-1151(2006)06-0081-03     一、前 言　　乌图布拉格镇（简称乌镇）是博乐市的主要棉花种植区和蔬菜种植区，是以农业为主、农牧业相结合的生产地区。乌镇现有20个行政村，由蒙古族、汉族、维吾尔族、哈族、回

2、族等民族组成。全镇总人口为14391人，耕地面积有61400亩，农区主要种小麦、玉米、棉花、甜菜、蔬菜、枸杞及其它经济作物。　　星火干渠是乌镇主要引水干渠之一。工程经过20多年的运行，已老化。且年久失修，带病运行，存在冻胀破坏，破损率达60%。渠道渗漏严重，灌溉水利用率由原设计的0.60下降到0.49，干渠设计流量由原设计的2.5m3/s减少到2.0m3/s。对干渠来说，渠道防渗和防冻不仅是一项重要的节水措施和安全措施，而且是一项重要的节能措施。因此必须对干渠进行防渗防冻和节水改造。　　二、渠道现状　　（一）渠道防渗工程破损情况　　星火干渠位于博

3、乐市团结路和乌镇之间，渠道两边是农田和部分居民区。干渠于1977年修建，总长18.5Km，设计流量为2.5m3/s。渠道虽然为梯形断面，现浇砼板防渗，但运行多年，渠道年久矢修，工程已老化。另一方面渠道冻胀比较普遍，现浇混凝土板砌衬的渠道，因冻胀整体隆起形成10～20cm的大包，冻融交体从隆起大包处常发生渗漏。　　现状大部分渠段已被淤平、过水断面缩小，影响正常引水。渠道实际引水流量只有2.0m3/s，灌溉水利用系数0.49，在保证率p=75%来水情况下年缺水量达到354.82万立方米，作物得不到适时适量灌溉，作物受到减产，直接影响项目区经济发展。　

4、　三、渠道防渗工程破损的原因　　（一）冻胀破坏　　新疆冬季气候寒冷，冬寒、夏热。根据博乐市气象站资料，本工程区最冷月（一月）的多年平均气温为-18.1℃，属于寒冷地区气候，最大冻土深度为1.5m左右，因星火干渠每年引水期为4月初起始至9月中旬结束，停水晩，渠道冬季存在冻胀。过去人民对冻害的问题认识不够，渠道设计注重考虑防冲和防渗问题，对渠道冻胀考虑不周，大部分渠道因冻胀破坏造成的渗漏也相当严重。例如根据工程现场调查时，渠道有明显裂缝和下部隆起的达6Km，最大冻胀位移值1.32cm，属于I类冻胀区。以上受到不同程度破坏的占60%。　　（二）老化矢修

5、　　工程在运行其间受资金等条件的制约得不到及时的维修和养护，加之农民不合理灌溉、取土等人为破坏，加剧了渠道防渗工程的老化进程。　　四、渠道防渗防冻破坏的措施　　（一）渠道断面形式的选择　　星火干渠考虑到已运行多年，各分水闸和田间工程基本配套，根据现场勘察，原渠线和渠系建筑物位置基本合理，可以满足灌溉和管理要求。为了不占耕地，降低工程投资，干渠基本沿用老渠线。渠道前段桩号0+000～8+050，由于原渠道纵坡较缓，断面大，并且部分渠段穿越市区建筑物底下，改变原断面形式，会增加投资及施工难度，该段仍采用原梯形断面；从桩号8+050～10+337段采用

6、U型断面，并适当调整渠道纵坡，原衬砌更新改造，保证水流顺畅。　　1．衬砌结构形式的合理选择　　为了解决星火干渠的冻胀问题，该渠道的衬砌形式采取：一是砼预制板+砂砾料换填；二是砼预制板+中密苯板等两种方案。　　方案一：砼预制板+砂砾料换填。根据渠道的抗冻胀计算，渠道砼预制板保护层以下各部位应采取换填垫层，换填材料采用砂砾料（不冻胀土），渠道各部位的换填厚度为：渠底85cm、渠道阳坡62cm、渠道阴坡98cm。渠道换填投资为308.45万元。　　优点：一是能有效的减少衬砌板的冻胀，而且防止冻害现象；二是施工方便；三是耐久性强。　　缺点：一是施工区没有

7、砂砾料，从博乐市砂石料场拉运（运距11公里）；二是换填层较厚，工程量较大；三是防渗能力差，且需劳力多；四是投资高，不经济。　　方案二：砼预制板+中密苯板。在渠道砼预制板保护层下铺设聚苯乙烯保温板（中密苯板抗冻），其厚度可按设计换填深度的1/10-1/15取用，1cm的苯板厚度相当于15cm换填厚度。经计算，渠道各部位苯板厚度取：渠底6cm、渠道阳坡5cm、阴坡7cm。渠道苯板投资为95.64万元。　　优点：一是能削减冻深和冻胀；二是薄而自重轻，强度高，吸水性低；三是运输和施工方便；四是苯板材料使用寿命为30多年；五是苯板投资比砂砾料投资低；六是是

8、一种新技术、现已广泛使用。　　通过以上两种方案的比较，方案二（砼预制板+中密苯板抗冻方案），从技术、经济、防渗抗冻、施工、运输、耐久性等