交流辽宁省灌区渠道衬砌试验研究PPT课件

1、 渠道是我国灌区的主要输水手段，渠道防渗衬砌是提高渠系水利用率的主要措施。由于农业灌溉用水浪费严重，特别是渠道渗漏损失的水量很大，渠道防渗抗冻技术受到越来越多的重视和积极的推广。渠道防渗效果在很大程度上取决了渠道衬砌。渠道衬砌的形式是多种多样的，从衬砌的材料来看，目前普遍采用的材料主要包括:刚性衬砌（混凝土衬砌）、膜料衬砌、土料衬砌等。在众多的衬砌形式中，又以是混凝土衬砌占主导地位。第1页/共78页 辽宁省渠道衬砌也多是以混凝土为主，但斗渠以下级别的渠道衬砌比例就比较小，多为土渠，渗漏量极大，已衬砌渠道投入运行年限较短，易损毁，且破坏后不进行维修管护，长时间影响渠道输水能力；已衬砌渠道结构形式

2、单一，衬砌质量参差不齐。混凝土质量往往达不到要求，抗冻胀能力不足，运行1至2年便发生冻胀破坏。 辽宁省水利水电科学研究院于2010年向水利部申报了“辽宁省中部地区水稻节水技术集成与示范”项目。项目获得水利部公益性行业科研专项资助，其中有一个子课题内容即“新型渠道防渗技术研究”。 第2页/共78页选择试验灌区1.辽东地区的丹东市东港灌区 2.辽西地区的盘锦市大洼灌区 3.辽中地区辽阳市辽阳灌区 4.辽北地区的沈阳市浑北灌区5.辽北地区的开原市开原灌区第3页/共78页灌区试验段渠道衬砌结构布置数量试验段试验段渠道试验段位置渠道试验段位置结构形式数量结构形式数量试验段长度（试验段长度（m）东港东港铁

3、甲灌区十一支渠铁甲灌区十一支渠7130铁甲灌区九支渠铁甲灌区九支渠525铁甲灌区十一支东五斗渠铁甲灌区十一支东五斗渠10200铁甲灌区九支西二斗渠铁甲灌区九支西二斗渠525盘锦盘锦盘山县沙岭镇盘山县沙岭镇5100辽阳辽阳辽阳灌区养鱼池村辽阳灌区养鱼池村6110沈阳沈阳沈北新区石佛寺灌区沈北新区石佛寺灌区6100开原开原清河干渠南侧清河干渠南侧5100第4页/共78页东港灌区十一支渠田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5素土夯实田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网

4、砂石垫层400mm素土夯实2303泡沫板伸缩缝20mm其他同东港铁甲十一支结构一图（原状土）东港铁甲十一支结构三图（原设计）田面300020003000-0.7+1.30.01:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实东港铁甲十一支结构二图素土强夯或加土壤固化剂5002000浆砌石齿墙300田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网边坡砂石垫层200mm素土夯实2060现浇素混凝土100mm复合土工膜包晒干渠基土400mm素土夯实400田面3000200

5、03000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网边坡稻草帘(束)2030mm素土夯实2060现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实400田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300边坡现浇土工格室混凝土60mm边坡砂石垫层400mm素土夯实2303现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网渠底砂石垫层400mm素土夯实东港铁甲十一支结构四图东港铁甲十一支结构五图东港铁甲十一支结构六图混凝土封盖板100mm田面300020003000-0.7+1.30.0200

6、01:1.51:1.5300300边坡现浇土工格室混凝土100mm边坡砂石垫层400mm素土夯实混凝土封盖板100mm现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网渠底砂石垫层400mm素土夯实田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5素土夯实田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实2303泡沫板伸缩缝20mm其他同东港铁甲十一支结构一图（原状土）东港铁甲十一支结构三图（原设计）田面300020003000-0.7+1.30.01:1.51:1.53

7、00300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实东港铁甲十一支结构二图素土强夯或加土壤固化剂5002000浆砌石齿墙300第5页/共78页东港灌区十一支渠田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网边坡砂石垫层200mm素土夯实2060现浇素混凝土100mm复合土工膜包晒干渠基土400mm素土夯实400田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网边坡稻草帘(束)2030mm素土夯实2060现浇钢筋

8、混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实400田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300边坡现浇土工格室混凝土60mm边坡砂石垫层400mm素土夯实2303现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网渠底砂石垫层400mm素土夯实东港铁甲十一支结构四图东港铁甲十一支结构五图东港铁甲十一支结构六图混凝土封盖板100mm田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网边坡砂石垫层200mm素土夯实2060现浇素混凝土100mm复合土工膜包晒干渠基土400m

9、m素土夯实400田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网边坡稻草帘(束)2030mm素土夯实2060现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实400田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300边坡现浇土工格室混凝土60mm边坡砂石垫层400mm素土夯实2303现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网渠底砂石垫层400mm素土夯实东港铁甲十一支结构四图东港铁甲十一支结构五图东港铁甲十一支结构六图混凝土封盖板100mm田面300020003

10、000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5素土夯实田面300020003000-0.7+1.30.020001:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实2303泡沫板伸缩缝20mm其他同东港铁甲十一支结构一图（原状土）东港铁甲十一支结构三图（原设计）田面300020003000-0.7+1.30.01:1.51:1.5300300现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网砂石垫层400mm素土夯实东港铁甲十一支结构二图素土强夯或加土壤固化剂5002000浆砌石齿墙300第6页/共78页300300020003000200011.

11、511.530055普通钢丝网素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网40mm苯板2085300300020003000200011.511.5300素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网60mm苯板300300020003000200011.511.5300素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网80mm苯板300300020003000200011.511.5300素土夯实现浇弧形坡脚素混凝土80mm300300020003000200011.511.5300砂石垫层40mm素土夯实2303现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网东港灌区九支渠第7页/共78页东港灌区十一

12、支东五斗渠0.0-0.7+0.717507001750素土夯实田面1:1.251:1.25140014000.0-0.7+0.730017507001750300田面素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网北坡(阳)苯板60mm1:1.251:1.25渠底苯板80mm素土夯实素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网南坡(阴)苯板80mm现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网14000.0-0.7+0.730017507001750300田面素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网北坡(阳)苯板80mm1:1.251:1.25渠底苯板100mm素土夯实素土夯实现浇钢筋混凝土80

13、mm,6250钢筋网南坡(阴)苯板100mm现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网14000.0-0.7+0.730017507001750300田面素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网北坡(阳)苯板40mm1:1.251:1.25渠底苯板60mm素土夯实素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网南坡(阴)苯板60mm现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网第8页/共78页东港灌区十一支东五斗渠14000.0-0.7+0.730017507001750300素土夯实预制混凝土块护坡板80mm砂石垫层400mm田面1:1.251:1.251050素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,625

14、0钢筋网砂石垫层400mm14000.0-0.7+0.730017507001750300素土夯实北坡(阳)砂石垫层300500mm300500700500600渠底砂石垫层600mm1250田面1:1.251:1.25素土夯实现浇素混凝土80mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网南坡(阴)砂石垫层500700mm14000.0-0.7+0.730017507001750300素土夯实现浇钢纤维混凝土100mm砂石垫层400mm田面东港铁甲十一支东五斗结构七图1:1.251:1.25105014000.0-0.7+0.730017507001750300素土夯实现浇钢筋混凝土80m

15、m,6250钢筋网砂石垫层200mm910田面1:1.251:1.25渠底砂石垫层200mm素土夯实现浇素混凝土80mm14000.0-0.7+0.730017507001750300素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网砂石垫层400mm田面1:1.251:1.251050第9页/共78页东港灌区九支西二斗渠70011.253001875300187511.251500南坡（阴坡）苯板60mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网北坡（阳坡）苯板30mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网渠底苯板40mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网70011.25

16、3001875300187511.251500南坡（阴坡）苯板80mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网北坡（阳坡）苯板50mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网渠底苯板60mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网70011.253001875300187511.251500南坡（阴坡）苯板100mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网北坡（阳坡）苯板70mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网渠底苯板80mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网70011.253001875300187511.25边坡砂石垫层20mm素土夯实现浇

17、钢筋混凝土80mm,6250钢筋网1037渠底砂石垫层40mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网150070011.253001875300187511.25砂石垫层40mm素土夯实现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网10371500第10页/共78页盘锦灌区1:11:1素土夯实10001500100010001:11:1现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网北坡(阳)苯板40mm素土夯实渠底苯板60mm南坡(阴)苯板60mm现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实10001500100020020010001:11:1现浇钢筋

18、混凝土70mm，5150钢筋网北坡(阳)苯板60mm素土夯实渠底苯板80mm南坡(阴)苯板80mm现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实10001500100020020010001:11:1现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网北坡(阳)苯板80mm素土夯实渠底苯板100mm南坡(阴)苯板100mm现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实10001500100020020010001:11:1现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实1000150010002002001000第11

19、页/共78页辽阳灌区7007001000700-0.1+0.60.0田面素土夯实辽阳结构一图（原状土）土工格室混凝土60mm素土夯实复合土工膜70010007007000.0+0.6-0.1田面复合土工膜素土夯实现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实复合土工膜田面-0.1+0.60.07007001000700复合土工膜素土夯实土工格室混凝土80mm700现浇聚丙烯纤维混凝土70mm素土夯实70010007000.0+0.6-0.1田面700现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网素土夯实70010007000.0+0.6-0.1田面第12页/共78

20、页沈阳灌区1:11:1素土夯实800800800800素土夯实复合土工膜土工格室混凝土60mm复合土工膜素土夯实1:11:1现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网800800800800素土夯实复合土工膜土工格室混凝土80mm现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网复合土工膜素土夯实1:11:1800800800800素土夯实复合土工膜装配式混凝土板100mm复合土工膜素土夯实1:11:180mm现浇素混凝土底板833833800833砂垫层2mm砂垫层2mm现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网素土夯实1:11:1现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网素土夯实复合土工膜包渠底土400mm800

21、800800800现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网1:11:1素土夯实800800800800第13页/共78页开原灌区7002007001000700200-0.1+0.60.0田面素土夯实预制混凝土块护坡板60mm素土夯实复合土工膜20070010007002007000.0+0.6-0.1田面现浇混凝土封盖板复合土工膜素土夯实现浇素混凝土100mmM10水泥砂浆（丙乳砂浆）30mm膨润土防水毯2007001000700200700田面-0.1+0.60.0素土夯实700现浇弧形坡脚素混凝土100mm素土夯实2007001000700200田面-0.1+0.60.0700现浇素混凝土

22、100mm素土夯实20070010007002000.0+0.6-0.1田面第14页/共78页东港灌区九支渠苯板保温结构 苯板保温结构第15页/共78页东港灌区十一支东五斗渠苯板保温结构 苯板保温结构第16页/共78页东港灌区九支西二斗渠盘锦斗渠苯板保温结构 苯板保温结构第17页/共78页东港灌区十一支渠土工格室结构土工格室结构第18页/共78页辽阳斗渠沈阳斗渠土工格室结构土工格室结构第19页/共78页 试验用土工格室物理力学性能序号序号项目项目技术要求技术要求检测结果检测结果1网格尺网格尺寸寸格室片厚格室片厚mm1.11.1焊接距离焊接距离mm985-10159872抗拉强度抗拉强度 MPa

23、20.0223焊接强度焊接强度 N/cm1001204外观外观格室片应平整、无气泡、格室片应平整、无气泡、无沟痕无沟痕格室片平整、无气泡、格室片平整、无气泡、无沟痕无沟痕土工格室结构土工格室结构第20页/共78页土工格室张拉设备土工格室结构土工格室结构 由于土工格室为柔性材料，在混凝土浇筑过程中，如工艺处理不当，往往引起格室网格的变形，既影响了格室图案的外观效果，也对格室混凝土结构有一定影响；旧式的角钢焊接而成的张拉装置框架整体刚度不够，容易变形，影响施工质量；由角钢焊接成的框架的重复使用率不高，清洁起来比较困难；一套张拉装置只能对应相应规格的格室网格，需要制作多种规格的多套装置才能满足施工要

24、求，加大了施工成本；由于张拉装置为固定尺寸的角钢焊接而成，无法针对不同作业面来进行自由拓展和收缩；只能做上下方向的撑拉，左右方向无法撑拉。 第21页/共78页土工格室张拉设备可调式伸张架 土工格室结构土工格室结构第22页/共78页 组合式土工格室张拉装置，包括有三向连接装置、组合方钢连接段、固定杆式滑块和可调杆式滑块，所述的组合方钢连接段与四个三向连接装置组装成四边形框架，四边形框架的下边框与左边框上设置有固定杆式滑块，固定杆式滑块的上部焊接有张拉杆；四边形框架的右边框与上边框上设置有可调杆式滑块，可调杆式滑块的上方并列设置有固定螺丝杆座和移动螺块，螺丝杆的一端穿过移动螺块后与固定螺丝杆座相连

25、，螺丝杆的另一端与调节手柄相连，移动螺块上焊接有张拉杆。 具有安装便捷，尺寸可调，可多次重复利用，刚度好不易变形，保证施工质量等优点。固定杆式滑块 可调杆式滑块 三向连接装置 三向连接装置中的内插口与外插口对插 土工格室结构土工格室结构土工格室张拉设备可调式伸张架 第23页/共78页土工格室结构土工格室结构土工格室张拉设备可调式伸张架 三向连接装置1、组合方钢连接段2、固定杆式滑块3、可调杆式滑块4、调节手柄5、连接卡扣6、弹簧7、张拉杆8、内插口9、外插口10、连接卡扣套管11、移动螺块12、固定螺丝杆座13、螺丝杆14、圆形卡口15、四边形框架16、上边框161、下边框162、左边框163

26、、右边框164、卡扣17 固定杆式滑块 可调杆式滑块 三向连接装置 三向连接装置中的内插口与外插口对插 第24页/共78页东港灌区十一支东五斗渠预制板护坡结构预制板护坡结构第25页/共78页开原斗渠预制板护坡结构预制板护坡结构第26页/共78页沈阳斗渠自制预制板预制板护坡结构预制板护坡结构AAA-A剖面图装配式护坡板大样图20202040024060400602010060240604060AAA-A剖面图装配式护坡板大样图20202040024060400602010060240604060第27页/共78页预制板护坡结构预制板护坡结构沈阳斗渠自制预制板第28页/共78页渠底40cm砂石垫层

27、+23cm边坡稻草帘+10cm现浇钢筋混凝土其它渠道衬砌结构东港十一支渠40cm复合土工膜包渠底土（两布一膜）+20cm边坡砂石垫层+10cm现浇钢筋混凝土坡脚浆砌石齿墙+边坡40cm砂石垫层+10cm现浇钢筋混凝土护坡 第29页/共78页40cm砂石垫层+8cm现浇钢纤维混凝土 20cm砂石垫层+8cm现浇钢筋混凝土砂石垫层（渠底60cm，阴坡5070cm，阳坡3050cm）+8cm现浇钢筋混凝土 其它渠道衬砌结构东港十一支东五斗渠第30页/共78页辽阳斗渠现浇7cm钢纤维混凝土 钢纤维混凝土 聚丙烯纤维混凝土 其它渠道衬砌结构辽阳斗渠第31页/共78页沈阳斗渠渠底40cm复合土工膜包土（两

28、布一膜）+8cm现浇钢筋混凝土开原斗渠10cm现浇弧形坡脚素混凝土 开原斗渠膨润土防水毯（5kg/m2）+丙乳砂浆 其它渠道衬砌结构沈阳、开原斗渠第32页/共78页U型槽配合比试验第33页/共78页50mm塑料管mmmmmmmm防冻液 将试验用地温观测管如图所示埋入渠基土中，埋入深度为40cm和80cm。冻深观测管与地温观测管埋设方法相同，管内装有注满水的乳胶管，测量时使用卷尺记录乳胶管内水的冻结长度。 mmmm塑胶盖mmmm塑胶盖mmmm渠道观测第34页/共78页 冻胀量采用相对测量法，取距坡脚1/3处做为坡面冻胀观测点并用钢钉固定，渠底观测点取渠底的中心点。冻胀量观测用基准点埋设在试验渠段

29、的渠堤上，露出的钢筋埋设深度要大于土壤冻层，钢筋底部与一块5050cm钢板焊接固定。为保证钢筋不受渠堤土的冻胀变形影响，将其套入填满甘油的PVC管中。渠道观测1234第35页/共78页沈阳斗渠打地下水位观测井取土测量含水率渠道观测第36页/共78页观测地温观测冻深渠道观测第37页/共78页冻胀量观测渠道观测第38页/共78页各灌区渠道渠基土物理性质试验成果 为更好的了解试验段渠基土的情况，冻胀开始前取渠底1m深处渠基土进行了物理性质试验。试验结果表明，灌区试验段土壤均属冻胀性粘土，具体见表。 灌区灌区孔孔隙隙比比饱饱和和度度液液限限塑塑限限颗颗 粒粒 组组 成成分分类类名名称称粗粗 粒粒 土土

30、细细 粒粒 土土砂砂 粒粒粉粒粉粒粘粒粘粒粗粗中中细细粒粒 径径 大大 小（小（mm）2-0.50.5-0.250.25-0.0750.075-0.0050.005%东港九支东港九支渠渠0.94179.741.020.0002.171.526.4低液限粘土低液限粘土东港十一东港十一支渠支渠0.98581.654.324.1000.859.240.0有机质有机质高液限高液限粘土粘土盘锦盘锦1.18576.467.326.9000.554.844.7有机质高液限有机质高液限粘土粘土辽阳辽阳0.89389.038.921.5001.876.321.9低液限粘土低液限粘土沈阳沈阳0.74584.542

31、.920.7002.478.619.0低液限粘土低液限粘土开原开原0.73710029.715.8003.483.113.5低液限粘土低液限粘土第39页/共78页苯板在渠道衬砌中的应用研究序号序号项目项目技术要求技术要求检测结果检测结果1表观密度表观密度 kg/m320.020.12压缩强度压缩强度 KPa1001053导热系数导热系数 W/(m.K)0.0410.0404尺寸稳定性尺寸稳定性 %325吸水率（体积分数）吸水率（体积分数）%43.4 试验用苯板物理力学性能第40页/共78页苯板保温衬砌结构形式试验段试验段结构序号结构序号南坡（西坡）南坡（西坡）渠底渠底北坡（东坡）北坡（东坡）东

32、港九支渠东港九支渠结构一结构一444结构二结构二666结构三结构三888东港东港九支西二斗渠九支西二斗渠结构一结构一463结构二结构二685结构三结构三8107东港十一支东东港十一支东五斗渠五斗渠结构一结构一664结构二结构二886结构三结构三10108盘锦斗渠盘锦斗渠结构一结构一664结构二结构二886结构三结构三10108苯板在渠道衬砌中的应用研究第41页/共78页九支渠40cm深渠基土壤地温（1）东坡；（2）渠底；（3）西坡（1）（2）九支渠80cm深渠基土壤地温（1）东坡；（2）渠底；（3）西坡（1）（2）（3）（1）（2）（1）（2）（1）（2）（3）（1）（2）渠基土温度变化东港

33、（1）（2）（1）（2）（1）（3）（2）（1）（2）（3）（2）（1）（1）（2）（3）（3）（2）（1）第42页/共78页（3）（1）（2）（3）（1）（2）九支西二斗渠40cm深渠基土壤地温（1）南坡；（2）渠底；（3）北坡九支西二斗渠80cm深渠基土壤地温（1）南坡；（2）渠底；（3）北坡渠基土温度变化东港 第43页/共78页（3）（1）（2）（3）（1）（2）十一支东五斗渠40cm深渠基土壤地温（1）南坡；（2）渠底；（3）北坡十一支东五斗渠80cm深渠基土壤地温（1）南坡；（2）渠底；（3）北坡渠基土温度变化东港 第44页/共78页渠基土冻深变化东港 （3）（1）（2）九支渠各结构

34、渠基土壤冻结深度 （1）东坡；（2）渠底；（3）西坡第45页/共78页（3）（1）（2）九支西二斗渠各结构渠基土壤冻结深度 （1）南坡；（2）渠底；（3）北坡渠基土冻深变化东港 第46页/共78页渠基土冻胀量变化东港 九支渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 第47页/共78页九支西二斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 渠基土冻胀量变化东港 第48页/共78页十一支东五斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 渠基土冻胀量变化东港 第49页/共78页（a）（b）不同苯板厚度下渠基土平均地温值（a）40cm深渠基土地温值；（b）80cm深渠基土地温值不同苯板厚度下渠基土最大冻深值不同苯板厚度下渠基土

35、最大冻胀量 根据3组曲线斜率的变化情况，同时结合各苯板保温结构的观测数据，最终将适宜东港灌区的苯板保温板厚度确定为6cm。如考虑节省造价，可将渠道北坡（即阳坡）部位的苯板厚度适当减少1cm 2cm。 渠基土冻胀量变化东港 第50页/共78页渠基土温度变化盘锦 各结构40cm深渠基土壤地温 （1）南坡；（2）渠底；（3）北坡（1）（2）（3）（3）（2）（1）各结构80cm深渠基土壤地温 （1）南坡；（2）渠底；（3）北坡第51页/共78页渠基冻深变化盘锦 （1）（2） 各结构渠基土壤冻结深度（1）南坡；（2）北坡第52页/共78页渠基冻胀量变化盘锦 盘锦斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 第

36、53页/共78页2010-2014年苯板结构观测数据 试验段试验段观测位观测位置置2010-20112011-20122012-20132013-201440cm深深80cm深深40cm深深80cm深深40cm深深80cm深深40cm深深80cm深深东港东港九支九支结构结构一一东坡东坡2.663.091.931.852.472.402.102.35渠底渠底1.591.942.182.050.292.561.012.74西坡西坡3.093.502.882.852.292.792.522.87结构结构二二东坡东坡3.384.192.623.353.362.872.762.91渠底渠底3.133.0

37、03.012.431.542.141.453.35西坡西坡3.344.473.393.733.143.083.013.05结构结构三三东坡东坡3.784.723.133.873.493.312.843.41渠底渠底3.634.283.883.753.024.064.273.38西坡西坡4.195.224.264.494.144.133.453.80东港东港九支九支西二西二斗渠斗渠结构结构一一南坡南坡2.033.382.441.853.201.962.011.46渠底渠底1.060.810.480.910.090.160.041.01北坡北坡0.721.531.001.110.110.740.2

38、30.37结构结构二二南坡南坡2.223.692.902.193.662.502.331.99渠底渠底1.781.222.012.260.510.361.681.21北坡北坡1.531.592.472.151.751.720.840.88结构结构三三南坡南坡2.914.283.252.624.093.032.912.48渠底渠底2.782.912.182.331.691.612.121.93北坡北坡1.751.912.722.22.011.841.050.95东港东港十一十一支东支东五斗五斗渠渠结构结构一一南坡南坡2.181.831.951.802.072.00渠底渠底1.791.410.81

39、2.001.231.81北坡北坡1.921.511.991.641.211.28结构结构二二南坡南坡2.782.702.962.682.722.98渠底渠底2.892.202.813.971.642.99北坡北坡3.022.233.262.721.842.34结构结构三三南坡南坡2.902.753.132.882.813.13渠底渠底2.892.372.964.052.963.00北坡北坡3.422.743.322.962.472.86第54页/共78页2010-2014年苯板结构观测数据 -101234567812/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112

40、/203/13/103/193/284/6时间（月/日）温度（）2010-20112011-20122012-20132013-2014 九支结构一东坡40cm深地温 九支结构三东坡40cm深地温23456789101112/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6时间（月/日）温度（）2010-20112011-20122012-20132013-2014012345678912/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6时间（月/日）温度

41、（）2010-20112011-20122012-20132013-2014九支西二斗结构二南坡80cm深地温 -3-2-1012345612/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6时间（月/日）温度（）2010-20112011-20122012-20132013-2014九支西二斗对比段南坡80cm深地温 01234567812/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6时间（月/日）温度（）2011-20122012-20132013

42、-2014十一支东五斗结构一北坡80cm深地温 采用苯板保温结构后，40cm深渠基土温度可提高0.04-4.27，80cm深渠基土温度可提高0.16-5.22。苯板的保温效果除了与厚度有关，还与苯板应用的位置有关，东西边坡苯板厚度每增加1cm可提高渠基土温度0.64。南边坡苯板厚度每增加1cm可提高渠基土温度0.93，北边坡苯板厚度每增加1cm可提高渠基土温度1.22。 第55页/共78页1.522.533.544.5567891011苯板厚度（cm）80cm深温度（）2010-20112011-20122012-20132013-201422.533.544.555.5623456789苯板

43、厚度（cm）80cm深温度（）2010-20112011-20122012-20132013-2014（1）阴坡（2）阳坡苯板厚度与渠基土平均地温提高值之间的关系曲线 2010-2014年苯板结构观测数据 试验数据证明，苯板可明显提高渠基土的地温，这是由于苯板很好的隔热作用，可有效减缓渠基土与外界的热交换速度，使渠基土在冻结过程中温度速率降低缓慢，减少渠基土冬季处于负温的时间，苯板越厚，保温效果越明显。苯板厚度与地温提高值之间的关系见拟合曲线。图中大部分曲线斜率基本相同，说明渠基土地温随着苯板厚度的增加其增长速率4年无明显改变，说明了苯板材料的保温性能具有持续性。第56页/共78页2010-2

44、014年苯板结构观测数据 试验段试验段观测观测位置位置2010-20112011-20122012-20132013-2014最大冻深最大冻深最大冻胀最大冻胀最大冻深最大冻深最大冻胀最大冻胀最大冻深最大冻深最大冻胀最大冻胀最大冻深最大冻深最大冻胀最大冻胀东港东港九支九支结构结构一一东坡东坡325.237.57.631.53.2253.0渠底渠底35.54.0445.6482.0494.3西坡西坡294.3288.5272.8234.9结构结构二二东坡东坡272.3231.8231.3191.9渠底渠底32.20.731.52.4450.4481.2西坡西坡27.52.722.52.623.50

45、.3223.5结构结构三三东坡东坡222.021.50.6211.3181渠底渠底25.53.2150.3340.6320.5西坡西坡15.53.922.50.5230.5221.4对比对比东坡东坡847.47114.5677.84910.3渠底渠底70.56.8688.4802.7875.7西坡西坡936.8867.8814.5608.3东港东港九支九支西二西二斗渠斗渠结构结构一一南坡南坡31.53.5424391.8343.5渠底渠底51.53.550.53.2520.9486.9北坡北坡283.328.51.2281.2211.7结构结构二二南坡南坡29.53310.529.50.830

46、.51.6渠底渠底32221.5148.50.1465.7北坡北坡20.71.815.50.4200.8170.2结构结构三三南坡南坡261.725.50.425.50.1240.6渠底渠底28.51.4240.645.50385.4北坡北坡19.51.512.50.1190.1100.1对比对比南坡南坡99.56.4108895.57.7738.3渠底渠底57.510.4577.1614.46211.5北坡北坡517.248.57382.6299.2东港东港十一十一支东支东五斗五斗渠渠结构结构一一南坡南坡442.6343.4318.4渠底渠底29.52622.4646.1北坡北坡19.51.

47、3140.6165.4结构结构二二南坡南坡34.50.7262.324.56.3渠底渠底29.50.444.52.3351.5北坡北坡12.50.39.50.331结构结构三三南坡南坡32.50.620.51.216.50.8渠底渠底280.4382.6161.4北坡北坡80.370.200.5对比对比南坡南坡95.54.3786.8647.2渠底渠底624.197.51.9684.1北坡北坡523.9442.6524.1第57页/共78页2010-2014年苯板结构观测数据 以九支西二斗渠为例，冻胀量与冻深之间的关系曲线见图，图中为6cm厚苯板保温结构，对比结构渠基土冻胀率为6.8%，而苯板

48、结构冻胀率小于对比结构，说明苯板材料可以减小渠基土冻胀率，且观测数据表明，苯板厚度越大，冻胀率越小。 冻胀量与冻深之间关系曲线第58页/共78页2010-2014年苯板结构观测数据 0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.0011.0012.0013.0014.0015.0012/112/1112/2112/311/101/201/302/92/192/293/103/203/30时间（月/日）冻胀量（cm）2011-2012结构一2012-2013结构一2013-2014结构一2011-2012对比段2012-2013对比段2013-2014对比

49、段2010-2011结构一2010-2011对比段0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0012/112/1112/2112/311/101/201/302/92/192/293/103/203/30时间（月/日）冻胀量（cm）2011-2012结构二2012-2013结构二2013-2014结构二2011-2012对比段2012-2013对比段2013-2014对比段2010-2011结构二2010-2011对比段01234567812/112/1112/2112/311/101/201/302/92/192/293/103/203/30时间（月/日）冻

50、胀量（cm）2011-2012结构三2012-2013结构三2013-2014结构三2011-2012对比段2012-2013对比段2013-2014对比段九支结构一南坡冻胀量 九支西二斗结构二南坡冻胀量 十一支东五斗结构三南坡冻胀量 对比段最大冻胀量达14.5cm，采用苯板保温结构后，东西边坡4cm、6cm、8cm厚苯板削减冻胀分别为32.1%，72.8%，80.5%。南坡6cm、8cm、10cm厚苯板削减冻胀分别为40.2%，66.6%，87.8%。北坡3cm-8cm厚苯板削减冻胀分别为68.1%-90.8%。渠底4cm、6cm、8cm、10cm厚苯板削减冻胀分别为45.7%，51.6%，

51、68.8%，81.3%。6cm厚苯板材料基本可以将冻胀量控制在3cm以下。从曲线可以明显看出当苯板厚度大于4cm时，渠基土的冻胀量有了明显的减小，且4年的观测数据说明，削减冻胀能力并未随着苯板的使用年限增加而减小，说明苯板材料抗冻胀能力具有耐久性。 第59页/共78页第60页/共78页结构一断面温度场分布结构一断面总等效应变等值线结构一断面总冻胀变形等值线 结构二断面温度场分布 结构二断面总等效应力等值线 结构二断面总冻胀变形等值线 九支渠第61页/共78页序号序号试验段试验段位置位置结构形式结构形式1东港十一东港十一支渠支渠结构一结构一 素土夯实素土夯实+40cm砂石垫层砂石垫层+土工格室混

52、凝土护坡（土工格室混凝土护坡（50cm50cm6cm）+10cm现浇钢筋混凝土底板现浇钢筋混凝土底板 6250250结构二结构二 素土夯实素土夯实+ 40cm砂石垫层砂石垫层+土工格室混凝土护坡（土工格室混凝土护坡（50cm50 cm10cm）+10cm现浇钢筋混凝土底板现浇钢筋混凝土底板 6250250对比结构对比结构 素土夯实素土夯实+ 40cm砂石垫层砂石垫层+10cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 62502502辽阳斗渠辽阳斗渠结构一结构一 素土夯实素土夯实+复合土工膜（两布一膜）复合土工膜（两布一膜）+土工格室混凝土护坡（土工格室混凝土护坡（35cm35cm6cm）+7cm现浇钢筋混

53、凝土底板现浇钢筋混凝土底板 5150150结构二结构二 素土夯实素土夯实+复合土工膜（两布一膜）复合土工膜（两布一膜）+土工格室混凝土护坡（土工格室混凝土护坡（35cm35cm8cm）+7cm现浇钢筋混凝土底板现浇钢筋混凝土底板 5150150对比结构对比结构 素土夯实素土夯实+7cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 51501503沈阳斗渠沈阳斗渠结构一结构一 素土夯实素土夯实+复合土工膜（两布一膜）复合土工膜（两布一膜）+土工格室混凝土护坡（土工格室混凝土护坡（35cm35cm6cm）+8cm现浇钢筋混凝土底板现浇钢筋混凝土底板 5150150结构二结构二 素土夯实素土夯实+复合土工膜（两布一

54、膜）复合土工膜（两布一膜）+土工格室混凝土护坡（土工格室混凝土护坡（35cm35cm8cm）+8cm现浇钢筋混凝土底板现浇钢筋混凝土底板 5150150对比结构对比结构 素土夯实素土夯实+8cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 5150150土工格室在渠道衬砌中的应用研究试验段分布第62页/共78页渠基冻胀量变化东港 第63页/共78页试验段试验段观测位置观测位置平均地温（平均地温（）最大冻深（最大冻深（cm）最大冻胀量（最大冻胀量（cm）40cm深深80cm深深十一支渠结构三东坡8.5渠底9.4西坡7结构四东坡-0.681.382.55.9渠底6.4西坡-0.251.4571.56.2结构五东坡

55、-1.120.9592.59.2渠底2.789.3西坡-0.351.4873.55.4九支渠结构四东坡-0.691.657610.4渠底-1.351.096615.9西坡-0.231.777411.4十一支东五斗渠结构五南坡-1.71-0.02102.56.6渠底0.122.4576.1北坡0.791.99455结构六南坡-1.960.1095.54.7渠底0.062.1956.54.8北坡0.561.75523.9结构七南坡-1.670.15964.3渠底-0.282.20554.5北坡0.851.92453.9结构八南坡-1.550.02965.2渠底-0.031.9757.55.6北坡0

56、.751.6346.55.3九支西二斗渠结构四南坡-1.490.15110.58.9渠底0.011.1959.58.8北坡0.752.34546.5其它衬砌结构观测数据 第64页/共78页试验段试验段观测位置观测位置平均地温（平均地温（）最大冻深（最大冻深（cm）最大冻胀量（最大冻胀量（cm）40cm深深80cm深深辽阳结构三南坡-1.181.0810113.2渠底0.523.406313.4北坡0.812.395811.2结构四南坡-1.260.9210313.2渠底-0.093.466514.0北坡0.712.665412.0沈阳结构四南坡-4.040.0512818.4渠底-2.112.0357.118.5北坡-0.202.757317.7开原结构二南坡-4.57-1.28151.54.7渠底-3.051.43967北坡-0.072.46745.6结构三南坡12.7渠底12.9北坡12.1其它衬砌结构观测数据 第65页/共78页施工控制要点苯板 （1 1）修整渠坡基土。将渠坡基土整平、压实，清除土中大块石、植物根系等杂物，压实度不应小于0.930.93。由于苯板强度较低，渠坡不平整会导致苯板架空产生断裂，从而影响苯板的保温效果，因此为了使苯板和坡面结合紧密，施工中必须严格控制渠坡基土的