介绍： 1.衬砌渠道防冻胀的问题。渠道防渗工程最大的问题，一是冻胀破坏问题；二是防渗效果如何提高的问题。首先是冻胀破坏，宁夏固海灌区冬季较寒冷，历年最低气温-30℃，地面最大标准冻深1.0-1.2m。把标准冻深化为工程设计冻深（即阴坡）时，可达1.2-1.4m。地基土的冻胀量为2-5cm，属于Ⅱ类冻胀性工程地基，渠道刚性衬砌因基土反复冻融，膨胀隆起沉降，造成衬砌板开裂，接缝错位、滑坡坍塌，影响了防渗节水和渠坡稳定，缩短了防渗衬砌板的寿命，是北方灌区续建配套和节水改造中的老大难技术问题。 2.渠道防渗工程冻胀破坏。我处渠道防渗工程普遍存在着不同程度的冻胀破坏问题，据统计，渠道防渗工程其阴坡的平均冻胀裂缝率达70%，阳坡为20%，渠底裂缝多为纵向，且在渠底中心线附近，渠道衬砌的冻害，缘于基土冻涨，而基土冻涨力与土质、水分、温度有关，在其他条件相同的情况下，由于冬季阴坡不易受到阳光照射，基土温度低、土壤冻涨力大，这就是阴坡比阳坡冻害严重的原因。 （1） 渠道基土的保温和换填。渠道基土的冻胀量由渠道基土土质、基土中的水分和环境温度三个条件决定，只要设法控制上述因素之一，就可以有效消弱冻胀影响。渠道防渗衬砌防冻胀问题，应以“防”为主，坚持“适应、消除或削减冻胀”的设计原则，不能与大自然规律对抗，当混凝土衬砌板无保温板时，渠道基土在负温下可能冻结，特别是混凝土为现浇时，混凝土板下铺设聚苯乙烯塑料泡沫板后，混凝土板的伸缩将不受约束，混凝土板随温度变化可自由伸缩变形，不易开裂。若用非冻涨性或弱冻涨性土料置换冻涨性渠基土，在同样的温度和水分条件下，渠基土的冻涨变形就会减小，从而降低冻涨对渠道刚性衬砌的破坏程度，避免温度裂缝出现。 （2）降低挖方渠道的地下水位。当挖方渠道的地下水位较高时，不但容易产生冻涨破坏，而且衬砌层下的扬压力也可使衬砌层破坏。降低地下水位的有效方法是排水法，对于地下水位较高的挖方渠道，衬砌、防渗、排水措施缺一不可。 （3）渠道防渗设计的决策和措施：1)严格技术设计。要改变认为渠道防渗设计简单的错误观点，要求必须把好技术设计和施工设计两大环节，在设计中要按规范标准，对采用的防渗措施有充足的论证，对所处地区的水、土、温条件，尤其是当地的冻结条件、经济效益、已有的工程经验做出科学分析，让设计建立在科学依据的基础上，对工程施工条件和方法等做出全面安排，确保工程质量。2)选用先进的技术措施。根据多年的经验和实践效果的分析，在渠道防渗、防冻工程中因地制宜地采用下列先进措施：一是板的结构形式。为了进一步提高防渗防冻效果，一定要采用板膜复合形式，用膜来防止衬砌板各种裂缝而造成的大量渗漏；二是渠道断面形式。渠道断面形式的好坏与防渗冻密切相关。固海灌区干、支、斗渠数量较多，流量大小各异，节水改造工程均是在已成老渠道的基础上进行，因此，选择合理的断面形式，即可减少工程的回填量，缩短工期，降低成本，较少淤积，同时减轻冻涨破坏，延长工程寿命。断面形式还能改善渠道坡脚附近冻胀产生的应力集中，减轻了冻涨力分布的不均匀性，可适应较大的冻胀力和冻融沉降变位。对渠道断面的选择，可分四种情况：第一，流量大于9.0m3/s，宜选择梯形断面或弧形坡脚梯形断面；第二，设计流量在3-9 m3/s，选择弧形坡脚梯形断面或弧底梯形断面；第三，设计流量在1-3 m3/s，选择弧底梯形断面或“U”形断面；第四，设计流量小于1.0 m3/s，选择“U”形断面。三是伸缩缝填料。伸缩漏水作为渗漏的主要通道，为做好止水的第一道防线，灌区以往在这方面投资较少，大多采用沥青砂浆、油毡、聚氯乙烯油膏等做为伸缩缝止水材料。。 （4）施工技术。1）施工方法。在采用弧底梯形断面的渠道，现浇弧脚、弧底梯形渠时除搅拌、运输等环节要机械化外，渠底要用平板(或带弧)震动器，也可引进双滚筒式震捣器。边坡因现今尚无适用的机械，但可采用滑模和插入式(或其他形式)震动器施工，确保工程质量；弧底均采用C15—C20混凝土现浇，坡板为预制板，厚度一般为7—8cm。预制板可在渠道行水期间采用工厂化生产提前预制，这样既缩短了工程工期，确保了工程质量，缓解了施工与灌溉行水之间的矛盾，如果采用预制安装时要首选整体预制构件，尽量避免采用半片预制对接安砌构件，在固海灌区弧底梯形断面的节水改造中，预制板在停水期进行预制。2）防渗渠道基槽的填筑和开挖。固海灌区近年来渠道衬砌均是在旧渠道上进行，由于原渠道多为梯形断面，经长期运行，选择改造的渠道水面以下均已不太规则，对此我们做如下处理：如渠基含水量很大，甚至为饱和状态时，为填筑施工，停水后采用抽排、翻晒等方法，降低含水量。对于过流较大的重要干、支渠工程或在春季施工、有防冻要求的工程，采用覆膜覆盖换填土等方法。（3）土工膜的加工和铺设。该工序包括裁减、接缝、铺设等项工作。从理论计算，考虑至实际应用的安全系数，固海灌区采用的复合土工膜规格为一布一膜，其中上面一层为100—150g/m2的土工布(根据渠道流量、断面、水深等具体确定）。其表面摩擦力大，防滑效果好，便于安砌或浇筑混凝土板，下面一层为不小于0.25mm的聚氯乙烯膜，是主要的防渗材料。1)裁减；2）接缝；3）铺设。基槽验收合格后，将表面洒水湿润，以保证膜料能紧密地贴在机床上。纵向铺设时，将按尺寸加工的大幅膜料叠成“琴箱”式，现横向放在下游槽内，再将一端与先铺好的膜料或原建筑物在现场焊接，在向上游拉展铺开。横向铺设时，由渠道一岸经渠底向另一岸铺设。总之，铺膜的速度应合混凝土铺砌或浇筑的速度相配合，当天铺膜，当天浇筑好混凝土板，以免膜料裸露时间过长。（4）混凝土板的安砌、浇筑在预制板安砌时，采用滑到就位，要求施工人员必须穿胶底鞋或软底鞋。严禁穿带钉鞋，不准在膜上卸放混凝土板及带尖的钢钎作为撬动工具，以保护土工膜不被破坏，在基础稳定的渠段上，采用了混凝土整体现浇，可借鉴先进经验，推广集混凝土振捣、模具、成型于一体的行进形组合衬砌机，在这方面，逐步提高渠道防渗工程向半机械化和机械化方向发展，是一条好的路子。 四、固海灌区渠道衬砌工程取得的成效 1.工程建设特点。近年来，固海灌区渠道衬砌工程取得了一定的成效，总结工程建设特点主要有以下几个方面。（1）设计、施工、运行有统一的管理，严格按国家技术标准执行，依靠科技进步，采用新技术、新工艺、工程质量良好、效果突出。（2）防渗效果要求高，干渠及支渠全部采用了板膜复合结构。（3）对防渗渠道的基础要求较为严格。一般回填土的压实系数要求不小于0.93。 2.工程成效。提高了渠系水利用系数。渠道衬砌后，一是降低了渠道糙率，提高了输水能力，二是采用混凝土刚性材料防渗以后，防止了杂草生长，减少了这些天然植被的的耗水量，提高了灌溉水的利用率。（1）节约了年运行费和管理费。经过多年统计，每平方米渠道防渗工程每年可节电1.9KW﹒h，另外渠道衬砌后，年维修费和管理费也大大降低。（2）防止渠道冲刷、淤积及坍塌。渠道衬砌后，除防渗作用外，还对渠道防冻、防於、防坍塌、稳定渠道，保证输水安全起到一定作用。 管理处在渠道防渗衬砌工程中，积极采用新材料、新技术、新工艺、研制开发新设备等方面取得了一定的经验，为今后的渠道防渗乃至灌区实现水利现代化奠定了坚实的基础。
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