渠道冻胀施工处理方法

渠道冻胀施工处理方法１、概述xx位于xx自治区中部，气候属寒冷地区。其境内的焉者盆地一年中最冷月１月份的平均气温为-10℃——-15℃，塔里木盆地1月份平均气温为-7℃——-11℃。由于气候寒冷，兴建的防渗渠道极易受到冻胀的的破坏。预制砼板护面防渗渠和现浇砼板护面防渗渠最易受到冻胀的破坏，浆砌石护面防渗渠和干砌石护面防不渗渠次之。无论是几十个流量的大渠道，还是1个流量的小渠道，都会受到冻胀的危害。有些冻胀危害发生在建成后运行初期的1～2年内，而有些却发生在工程建成末运行之时。冻胀破坏在巴州的2个盆地内均有发生，对渠道的危害也最大。因此进一步研究渠道冻胀破坏的机理，采取有效的措施预防它，对保证各级防渗渠道的正常运行，减少维修养护的费用意义重大。2、渠道冻胀机理渠道冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成，渠基土受冻体积膨胀必须具备以下条件：⑴寒冷气候区持续的负温条件；⑵土壤中自由水和毛细水的存在，并且有通畅的水分补给通道；⑶土壤本身的物理力学性质，包括土的颗粒组成，矿物质成份等。在以上三个条件中，土壤中自由水和毛细水的存在是冻胀发生的的先决条件，也是必备条件。在整个浆胀破坏过程中，水是最活跃的因素。从目前受冻胀破坏的渠道来看，基本上位于灌区内，且处于灌区中、下游的居多。这是因为在灌区中下游地区，地下水埋深浅，土壤颗粒细，土体中自由水和毛细水的补给十分充足。一旦气温下降至零度以下，土体中的自由水和毛细水的体积受冻膨胀，引起土体膨胀，顶托衬砌，破坏渠道。在河区下部，冻胀破坏不但发生在挖方渠道中，在半挖半填渠道中也普遍存在。由此可以看出，毛细水的冻胀性也不容忽视。综上所述，冻胀破坏是寒冷地区渠道建设中的一大难题，由土壤中的水、土体颗粒物理性质和负温所致，大多发生在灌区的中下部。3、渠道防冻胀处理形式及比较3.1渠道防冻胀处理形式渠道防冻胀处理可通过改变渠道结构形式来实现，即用“Ｕ”形或矩形断面来代替梯形断面。但这种处理形式只适用于小渠道，流量小于1m3/s的渠道。对于大渠道来说，若采用这种处理方式，难免造成造价和施工难度的加大，加大的幅度还较大。从上述导致土体冻胀的的三个基本因素中，只有三个因素同时具备，才发生冻胀破坏。只要消除其中一个因素，就能防止和减轻冻胀危害。从目前新疆地区的气候条件来看，外部温度不达负温是不可能的，因此只有采取保温措施达到内部不负温。切断冻土地基在冻结前、后的水分补给是过去防冻胀处理常用的法，此外改变渠基土体的基本结构也是保证土体非冻胀性的一种方法。要切断冻土地基在冻结前后的水分补给，通常是采用高填或排水措施来减少水分的补给。但是由于土体颗粒及物理力学性质的决定，毛细水的作用不可忽视。毛细水往往上升至地下水面以上2～3m的平面上，同样会对渠产生冻胀破坏。例如库尔勒市哈拉苏农场的一个小渠道，流量1.5m3/s，旁边平行有一条深1.5～2m的排水沟，渠道为半挖半填渠道，在施工中就发生了冻胀破坏。因此对于细颗粒土体，要完全切断水分的补给是不现实的，毛细水的冻胀破坏不容忽视。改变基土的基本结构的办法是进行渠基土的换填，就是用大颗粒的土体填入渠基，将原来的细颗粒土体挖走。这种换填工程量较大，换填厚度一般要大于等于冻土深度。如果在冻土深小的地区使用尚可，若在冻土深较大的地区使用，往往工程量是巨大的。从目前情况看，任何工程要根本回避和解决冻胀三因素之一，从考虑经济和投资省的情况下，都是非常困难和把握不住的。因此在实际工作中，往往将几种工程措施结合起来使用。即以回避一种因素为主，辅之以回避另一种因素的综合措施进行防冻胀处理。如在汇要两面三刀侧开挖排水沟降供销水分补给的同时，对基土进行一定厚度的换填。用砂或戈壁层加塑膜进行保温，以减少冻胀破坏。雾近来随着混新型帜建筑琴材料的问世，负苯板越来越多述地应用于渠道坝的防冻胀处理趴。苯板防冻胀趟的主要机理是壳它具有保温的国功效，保证了腔渠基土不受负替温的影响，同禾上述砂或戈壁镜层加塑膜保温糟的原理是一样艳的。根据现有肢对苯板的搞冻贷试验资料，幕10cm圾厚的苯板可起零到炼100cm割厚砂或戈壁层芒的保温效果。系远大于相当治于驴5棚～熔10c至m猴厚戈壁、砂的桌塑膜的保温效徒果。轧收梳3.坛2丝渠道防冻胀处盆理形式比较以在高地下股水位区，即使左采取了断绝土剑壤中水分补给宗的措施，仍难找以保证阻止毛年细水的上升，击因此还必须采采取其它防冻胀困处理形式。枯对渠基土逃进行换填是一狼种防冻胀的处旋理形式，它即雄改变了渠基土僻的结构，又具纳有一定的保温岂作用。它的优趋点是：弄①董当渠道附近有清大量换填材料奋时，造价可能烘便宜；熄②挪由于对渠基进科行了彻底换填释，当质量达到自要求时，可保床证渠道永久不善受冻胀危害。炉同时也具有以城下缺点：锐①劣由于换填厚度展大，土方工程聋量较大，当换啦填材料运距较脱远时，造价较蔽高；知②萝施工难度大，汪清除了渠基原断土，换填后的值砂、戈壁难以霸进行夯实，要棚达到施工规范趴要求，难度较岭大；闪③布换填料的质量匆难以把握，要纱求回填含土量鞭小酿于临5握%蓄的料。采用天腐然材料，很难识寻找料源。若督采用人工加工嫩料，则不经济个。键若不采用槐基土回填，只涨铺设苯板保温课，防止渠基土定冻胀也是近年时来渐渐采用的钟一种防冻胀处唱理形式。它只置有保温作用，恒不对基土进行男回填。具有以强下优点：待①决抗冻效果好，蕉采用旗10cm壮的苯板即达到泄了换填锦100cm竟砂或戈壁的保剂温效果；热②同施工方便，渠件道开挖断在小摔。不对基土进语行拢动，直接庙将苯板置于基慰土上，在苯板示上直接进行衬板砌材料的施工壁；突③演在一定条件下喇造价便宜，使邻用的施工机械群少，人工省。陡采用苯板，不尼进行基土换填幸，避免了大量半土石方机械的任使用。当基土芹换填材料运距载大于一定距离踩时，其造价低逝的优势立即显押现。苯板期防烤沾冻胀材料杆的缺点是：在吼一定条件下，钞同换填相比，挡造价较高。当补基土换填材料逮运距小于一定男距离时，其造扎价明显高于换蚀填处理。指拿开都河评第一分水枢纽瓜北岸干渠为例究。该渠道为开禾都河第一分水踩枢纽配套输水借渠，旗长裳k坊m孟，输水流道量鹰m3/剩s学。朽朱哈4味、苯板防冻胀柳成功几例圈稠梅4.灶1很库塔干渠西干呀渠法库塔干渠反是卧开排~辜孔河流域灌区宰的一条主要的滚灌溉渠道，主往要承担向孔雀耐河下游灌区的急输水任务。干留渠由总干渠、在东干渠、西干详渠组成，目前胃建设完成了总捉干渠和西干渠敏，东干渠即将研建设。总干渠润长叉17.8km优，上段设计流科量为扩35m3六/岔s哥，加大流量梨40m3撤/灵s叛；下段设计流摧量伤30m3半/外s下，加大流量四35m3惰/纵s霉。西干渠长膏38km坊，设计流暑量嫌20~长10m3痒/便s王，加大流书量置23~舅10m3猜/湿s持。库塔干渠灌角溉着库尔勒市鲜、尉犁县砖37.52×秒10锦4涝亩的土地面积浆。膀西干渠为障梯形断面，渠竭深弟3.3m净，底宽同2.15m拼，边坡烦为削1:1.颜5桥，水深为敌2.59m近。两边渠堤宽轿度为牲2.5m冻，渠道外边坡羽也高为治1:1.榜5堵。渠道衬砌采芽用绍70mm软厚膏的哥C2买0蝇预制砼板，砼亩板下部为爷60mm港厚的苯板用于柳防冻胀。可渠基土为袄粉细沙，颗粒霜细，保水性好饶，属冻胀土。举经苯板防冻胀欣处理后，经骗过拨8贝年的运行，未偷发生冻胀破坏川。要役毅4.退2渴开都河第一分河水枢纽北岸干聋渠召是开都河凭第一分水枢纽目的配套输水干假渠，开都河第警一分枢纽合并易了开都河两岸剧多座无坝引水占龙口，使两岸率引水得到了统晋一管理。北岸峡干渠全长端22.9km弯，设计引水能赖力喝32m3阵/猫s亭，灌溉面趴积装47.55×悠10负4础亩。它连接了神第一分水枢纽浩及北岸的四条踩引水干渠，使句枢纽发挥作用蒜，实现了用渠杀道输水代替河峡道输水。渠道舰为梯形，底部微为弧形。渠深回为欢2.4m粥，圆弧形底深抄0.4m犹，梯形深赴2.0m孕，渠底宽为筛3.0m霜。渠道内边坡释为尺1:1.7跟5莲，渠堤顶宽为筋2.0m高，其中封枯板晒宽为岸0.6m猜。渠道衬砌采俘用现浇砼板，袍板厚来10cm峰。根据各渠段礼地基土的情况镇，渠道防冻胀辱采用了不同的虎形式。上段仰8km议采用基土换填创的处理方式，涨下段根据需要源，有的地方在喇弧形底板下部相布设了玉10cm惭厚的苯板，有岁的地方在边坡砖上布设了苯板价。渠道上段完稳工后，发现部芦分渠段出现了问断板和冻胀现笼象。分析原因练，基本上可以然得出如下结论厌：断板原因为产换填基土密实满度未达设计要筝求，再加之施未工单位偷工减坐料板厚未达设急计厚度所致；巧冻胀原因为换冷填基土耒达设甲计要求的级配醋，内含细颗粒滤较多而造成。肾因此渠道防冻鸡胀形式若采用的换填的处理方阵式，则换填土展的本身质量及词施工质量对渠炼道能否正常运宝行关系较大。兼在施工过程中宅，应严格控制认，但受施工条胃件的限制，这胳些要求达到的盛难度较大。北碑岸干渠下段采照用苯板防冻胀最，施工方便，朝防冻胀效果较婆好，但缺点是讲同换填相比较待，造价较高。绘己仇4.些3南尉犁县塔里木殿北干渠厌塔里木北稻干渠位于尉犁丈县境内，建亿于店2丰0贸世嘴纪携5补0茶年代，是尉犁裁县主要棉溉区帖—补—脊古勒巴格乡、犁团结乡、塔里星木乡的灌溉渠地道，灌溉面积供为策11×10以4赤亩。干渠现为残土渠，长豪24.814僻km盖，渠道纵州坡仪1/6000深~1/800斤0炎，过水流量为赤5m3职/激s宝，过水断面为轧20m2铲，流速晒0.3m枪/伐s汇。渠道渗漏严愁重，渠道汪水利瓦用系数华为理0.8侵5叙。鲁计划对该甘干渠进行防渗匪改造，采用砼杠板防渗。由于第渠基土为龙四绿系粉细砂、粉抽土、粘土，再览加之地下水埋岔深浅，因此渠魔道受冻胀的威增胁较大，防冻否胀设计龙其重折要。龟渠道底短宽悉1~排2m巨，渠芽深筹1.86~室2.35m动，边鸭坡赞1:1.5~会1:1.7挑5胃，渠堤宽庄2.5m存，封顶板宽致0.3m膊。渠道防渗采每用歪80mm蝇厚栽的偶C2陪0丝预制砼板。防解冻胀采用了两惭种形式比较，震一种为砼板下指铺摸60mm倡厚的苯