续建配套节水改造工程渠道防渗抗冻胀技术浅析.doc

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1、续建配套节水改造工程渠道防渗抗冻胀技术浅析摘要：渠道防渗工程是减少渠道渗漏损失、节约灌溉用水量、增强渠道行水安全，提高渠道水的利用率的主要措施。在交口抽渭灌区水资源短缺的情况下，大力开展续建配套节水改造工程十分重要。关键词：渠道防渗；抗冻胀破坏；措施中图分类号：S277.7文献标识码：A文章编号：1674-0432(2011)-07-0269-21灌区概况陕西省交口抽渭灌区位于陕西省关中东部，是一个灌排并举的大型电力抽水灌区，东西长48.6km,南北宽31.9km,辖灌西安、渭南两市所辖的临潼、闫良、临渭、富平、蒲城和大荔六个县(区)，设施灌溉面积126.2万亩，有效灌溉面积112.96万亩。

2、灌区共建有抽排水站31座，总装机容量29627kWo灌区建有总干渠1条，长度36.2km；分干渠4条，长度59.6km；支渠34条，长度256.4km。干、支渠已衬砌长度各为70.6km、166.8km,干支渠衬砌率为67.4%,原已衬砌渠道损坏长度40km,衬砌渠段损坏率为16.8%,干、支渠实际衬砌完好率为83.2%。灌区灌溉水利用系数长期徘徊在0.52左右，水资源浪费尤为严重。2渠道防渗的作用渠道防渗工程措施除了减少渠道渗漏损失、节省灌溉用水量、更有效地利用水资源外，还有以下作用：(1)提髙渠床的抗冲能力，防止渠坡坍塌，增强渠床的稳定性。(2)减小渠床糙率系数，加大渠道内水流流速，提高渠

3、道输水能力。(3)减少渠道渗漏对地下水的补给，有利于控制地下水位和防治土壤盐碱化及沼泽化。(4)防止渠道长草，减少泥沙淤积，节省工程维修费用。(5)降低灌溉成本，提髙灌溉效益。3渠道防渗工程的冻害及原因灌区渠道预制、现浇從属于刚性衬砌材料，抗压性强，但抗拉强度较低，不均匀变形和拉伸变形能力差。在冻胀力和热应力的作用下容易破坏，其破坏形式如下：(1)鼓胀及裂缝。冻胀裂缝多出现在灌区干支渠道尺寸较大的阴面现浇牲板上，裂缝一般出现在渠道坡脚1/4〜1/2范围内和渠底中部。当冬渠道行水时，多出现在水面附近的边坡上。形成原因是：当预制板板尺寸过大，不能适应温度收缩变形时，将温度应力造成纵向或横向裂缝。当

4、缝间止水材料不能适应低温变形时，将在分缝处发生开裂。(2)隆起架空。在地下水位较高的渠段，渠床基土距地下水近，冻胀量大，而渠顶冻胀量小，造成観衬砌板大幅度隆起架空。这种现象多出现在灌区干、支渠阴坡段坡脚或水面以上0.3〜1.0m边坡和渠底中部。(3)冻融滑塌。在灌区内多出现两种，一是由于冻胀隆起架空，使坡脚支撑受到破坏，衬砌板垫层失去稳定平衡，渠道基础融化时，上部板块顺坡向下滑移、错位，互相穿插。二是渠坡基土融化期的大面砌板塌落下滑，导致坡脚観板被推开，上部衬砌板滑落下滑。此现象多出现在干、支渠衬砌断采用多块板衬砌的面阴坡段。4防渗抗冻胀的措施根据冻害形成原因分析，防渗工程是否产生冻胀破坏、其

5、破坏程度大小，取决于土冻结时水分迁移和冻胀作用，而这些作用又和灌区改造渠系段的土质、土的含水量、负温度及工程结构等因素有关。因而，防治衬砌工程的冻害，要针对产生冻胀的因素，根据工程实地情况从渠系规划设计、渠基处理、基础排水、保温，以及衬砌的结构形式、材料、施工质量、管理维修等方面着手，全盘考虑。4.1灌区渠道防渗结构形式交口灌区干支渠防渗工程，结构形式主要有M7.5浆砌石、预制轻边坡板、现浇轻边坡版板、预制钢筋径多孔边坡板、U形论现浇等衬砌形式。(1)M7.5砌石渠道，按结构分为护面式和挡土墙式两种，按材料分为浆砌块石和浆砌石板等。灌区渠道采用浆砌块石护面式结构，多用于地下水位较高，地质条件较

6、差地渠系以及各抽水站前渠道段，优点是抗冻能力强，耐磨性能强，抗冲击流速大，对渠道边坡稳定起到较强作用。缺点是施工质量控制难度比较大，不易大面积采用机械化施工。（2）预制從边坡板现浇弧形底渠道，优点是施工工艺简单，工期较短；缺点是接缝多，板缝用水泥砂浆填充，受施工工艺及质量的影响，缝隙容易出现裂缝，渠水很容易由此缝隙渗入板下，增加基土含水量，遇到冬季极端气候，基土冻胀，接缝首先破坏，造成论板发生鼓胀、折裂、整体滑落等破坏现象。（3）预制钢筋论多孔板，它主要能起到保温作用，避免了基土冻胀对防渗工程的破坏，方便运输，施工工艺简单，工期较短。（4）现浇论板渠道，优点是施工缝少，整体性强,抗冻性强。缺点

7、是施工工艺要求高，工期长，不能满足交口灌区短时期集中连片改造要求。（5）U形衬砌渠道，上世纪90年代在交口灌区开始试用，目前已得到了广泛的应用。其主要优点是：①水力条件好，近似最佳水力断面，可减少衬砌工程量，输沙能力强，有利于高含沙引水；②在冻胀性和湿陷性地基上有一定的适应地基不均匀变形的能力；③渠口窄，节省土地，减少挖填方量；④整体性强，防渗效果优于梯形渠道；⑤便于机械化施工，可加快施工进度。4