渠道凍脹施工處理方法

渠道凍脹施工處理方法１、概述xx位于xx自治區(qū)中部，氣候屬寒冷地區(qū)。其境內的焉者盆地一年中最冷月１月份的平均氣溫為-10℃——-15℃，塔里木盆地1月份平均氣溫為-7℃——-11℃。由于氣候寒冷，興建的防滲渠道極易受到凍脹的的破壞。預制砼板護面防滲渠和現(xiàn)澆砼板護面防滲渠最易受到凍脹的破壞，漿砌石護面防滲渠和干砌石護面防不滲渠次之。無論是幾十個流量的大渠道，還是1個流量的小渠道，都會受到凍脹的危害。有些凍脹危害發(fā)生在建成后運行初期的1～2年內，而有些卻發(fā)生在工程建成末運行之時。凍脹破壞在巴州的2個盆地內均有發(fā)生，對渠道的危害也最大。因此進一步研究渠道凍脹破壞的機理，采取有效的措施預防它，對保證各級防滲渠道的正常運行，減少維修養(yǎng)護的費用意義重大。2、渠道凍脹機理渠道凍脹破壞是由于渠基土受凍體積膨脹頂托襯砌而形成，渠基土受凍體積膨脹必須具備以下條件：⑴寒冷氣候區(qū)持續(xù)的負溫條件；⑵土壤中自由水和毛細水的存在，并且有通暢的水分補給通道；⑶土壤本身的物理力學性質，包括土的顆粒組成，礦物質成份等。在以上三個條件中，土壤中自由水和毛細水的存在是凍脹發(fā)生的的先決條件，也是必備條件。在整個漿脹破壞過程中，水是最活躍的因素。從目前受凍脹破壞的渠道來看，基本上位于灌區(qū)內，且處于灌區(qū)中、下游的居多。這是因為在灌區(qū)中下游地區(qū)，地下水埋深淺，土壤顆粒細，土體中自由水和毛細水的補給十分充足。一旦氣溫下降至零度以下，土體中的自由水和毛細水的體積受凍膨脹，引起土體膨脹，頂托襯砌，破壞渠道。在河區(qū)下部，凍脹破壞不但發(fā)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，毛細水的凍脹性也不容忽視。綜上所述，凍脹破壞是寒冷地區(qū)渠道建設中的一大難題，由土壤中的水、土體顆粒物理性質和負溫所致，大多發(fā)生在灌區(qū)的中下部。3、渠道防凍脹處理形式及比較3.1渠道防凍脹處理形式渠道防凍脹處理可通過改變渠道結構形式來實現(xiàn)，即用“Ｕ”形或矩形斷面來代替梯形斷面。但這種處理形式只適用于小渠道，流量小于1m3/s的渠道。對于大渠道來說，若采用這種處理方式，難免造成造價和施工難度的加大，加大的幅度還較大。從上述導致土體凍脹的的三個基本因素中，只有三個因素同時具備，才發(fā)生凍脹破壞。只要消除其中一個因素，就能防止和減輕凍脹危害。從目前新疆地區(qū)的氣候條件來看，外部溫度不達負溫是不可能的，因此只有采取保溫措施達到內部不負溫。切斷凍土地基在凍結前、后的水分補給是過去防凍脹處理常用的法，此外改變渠基土體的基本結構也是保證土體非凍脹性的一種方法。要切斷凍土地基在凍結前后的水分補給，通常是采用高填或排水措施來減少水分的補給。但是由于土體顆粒及物理力學性質的決定，毛細水的作用不可忽視。毛細水往往上升至地下水面以上2～3m的平面上，同樣會對渠產生凍脹破壞。例如庫爾勒市哈拉蘇農場的一個小渠道，流量1.5m3/s，旁邊平行有一條深1.5～2m的排水溝，渠道為半挖半填渠道，在施工中就發(fā)生了凍脹破壞。因此對于細顆粒土體，要完全切斷水分的補給是不現(xiàn)實的，毛細水的凍脹破壞不容忽視。改變基土的基本結構的辦法是進行渠基土的換填，就是用大顆粒的土體填入渠基，將原來的細顆粒土體挖走。這種換填工程量較大，換填厚度一般要大于等于凍土深度。如果在凍土深小的地區(qū)使用尚可，若在凍土深較大的地區(qū)使用，往往工程量是巨大的。從目前情況看，任何工程要根本回避和解決凍脹三因素之一，從考慮經濟和投資省的情況下，都是非常困難和把握不住的。因此在實際工作中，往往將幾種工程措施結合起來使用。即以回避一種因素為主，輔之以回避另一種因素的綜合措施進行防凍脹處理。如在匯要兩面三刀側開挖排水溝降供銷水分補給的同時，對基土進行一定厚度的換填。用砂或戈壁層加塑膜進行保溫，以減少凍脹破壞。霧近來隨著混新型幟建筑琴材料的問世，負苯板越來越多述地應用于渠道壩的防凍脹處理趴。苯板防凍脹趟的主要機理是殼它具有保溫的國功效，保證了腔渠基土不受負替溫的影響，同禾上述砂或戈壁鏡層加塑膜保溫糟的原理是一樣艷的。根據現(xiàn)有肢對苯板的搞凍貸試驗資料，幕10cm圾厚的苯板可起零到煉100cm割厚砂或戈壁層芒的保溫效果。系遠大于相當治于驢5棚～熔10c至m猴厚戈壁、砂的桌塑膜的保溫效徒果。軋收梳3.壇2絲渠道防凍脹處盆理形式比較以在高地下股水位區(qū)，即使左采取了斷絕土劍壤中水分補給宗的措施，仍難找以保證阻止毛年細水的上升，擊因此還必須采采取其它防凍脹困處理形式?？輰η撂舆M行換填是一狼種防凍脹的處旋理形式，它即雄改變了渠基土僻的結構，又具納有一定的保溫豈作用。它的優(yōu)趨點是：弄①董當渠道附近有清大量換填材料奮時，造價可能烘便宜；熄②挪由于對渠基進科行了徹底換填釋，當質量達到自要求時，可保床證渠道永久不善受凍脹危害。爐同時也具有以城下缺點：銳①劣由于換填厚度展大，土方工程聾量較大，當換啦填材料運距較脫遠時，造價較蔽高；知②蘿施工難度大，汪清除了渠基原斷土，換填后的值砂、戈壁難以霸進行夯實，要棚達到施工規(guī)范趴要求，難度較嶺大；閃③布換填料的質量匆難以把握，要紗求回填含土量鞭小釀于臨5握%蓄的料。采用天腐然材料，很難識尋找料源。若督采用人工加工嫩料，則不經濟個。鍵若不采用槐基土回填，只漲鋪設苯板保溫課，防止渠基土定凍脹也是近年時來漸漸采用的鐘一種防凍脹處唱理形式。它只置有保溫作用，恒不對基土進行男回填。具有以強下優(yōu)點：待①決抗凍效果好，蕉采用旗10cm壯的苯板即達到泄了換填錦100cm竟砂或戈壁的保劑溫效果；熱②同施工方便，渠件道開挖斷在小摔。不對基土進語行攏動，直接廟將苯板置于基慰土上，在苯板示上直接進行襯板砌材料的施工壁；突③演在一定條件下喇造價便宜，使鄰用的施工機械群少，人工省。陡采用苯板，不尼進行基土換填幸，避免了大量半土石方機械的任使用。當基土芹換填材料運距載大于一定距離踩時，其造價低逝的優(yōu)勢立即顯押現(xiàn)。苯板期防烤沾凍脹材料桿的缺點是：在吼一定條件下，鈔同換填相比，擋造價較高。當補基土換填材料逮運距小于一定男距離時，其造扎價明顯高于換蝕填處理。指拿開都河評第一分水樞紐瓜北岸干渠為例究。該渠道為開禾都河第一分水踩樞紐配套輸水借渠，旗長裳k坊m孟，輸水流道量鷹m3/剩s學。朽朱哈4味、苯板防凍脹柳成功幾例圈稠梅4.灶1很庫塔干渠西干呀渠法庫塔干渠反是臥開排~辜孔河流域灌區(qū)宰的一條主要的滾灌溉渠道，主往要承擔向孔雀耐河下游灌區(qū)的急輸水任務。干留渠由總干渠、在東干渠、西干詳渠組成，目前胃建設完成了總捉干渠和西干渠敏，東干渠即將研建設?？偢汕欓L叉17.8km優(yōu)，上段設計流科量為擴35m3六/岔s哥，加大流量梨40m3撤/靈s叛；下段設計流摧量傷30m3半/外s下，加大流量四35m3惰/縱s霉。西干渠長膏38km坊，設計流暑量嫌20~長10m3癢/便s王，加大流書量置23~舅10m3猜/濕s持。庫塔干渠灌角溉著庫爾勒市鮮、尉犁縣磚37.52×秒10錦4澇畝的土地面積漿。膀西干渠為障梯形斷面，渠竭深弟3.3m凈，底寬同2.15m拼，邊坡煩為削1:1.顏5橋，水深為敵2.59m近。兩邊渠堤寬轎度為牲2.5m凍，渠道外邊坡羽也高為治1:1.榜5堵。渠道襯砌采芽用紹70mm軟厚膏的哥C2買0蠅預制砼板，砼畝板下部為爺60mm港厚的苯板用于柳防凍脹?？汕翞橐\粉細沙，顆粒霜細，保水性好饒，屬凍脹土。舉經苯板防凍脹欣處理后，經騙過撥8貝年的運行，未偷發(fā)生凍脹破壞川。要役毅4.退2渴開都河第一分河水樞紐北岸干聾渠召是開都河憑第一分水樞紐目的配套輸水干假渠，開都河第警一分樞紐合并易了開都河兩岸劇多座無壩引水占龍口，使兩岸率引水得到了統(tǒng)晉一管理。北岸峽干渠全長端22.9km彎，設計引水能賴力喝32m3陣/貓s亭，灌溉面趴積裝47.55×悠10負4礎畝。它連接了神第一分水樞紐浩及北岸的四條踩引水干渠，使句樞紐發(fā)揮作用蒜，實現(xiàn)了用渠殺道輸水代替河峽道輸水。渠道艦為梯形，底部微為弧形。渠深回為歡2.4m粥，圓弧形底深抄0.4m猶，梯形深赴2.0m孕，渠底寬為篩3.0m霜。渠道內邊坡釋為尺1:1.7跟5蓮，渠堤頂寬為筋2.0m高，其中封枯板曬寬為岸0.6m猜。渠道襯砌采俘用現(xiàn)澆砼板，袍板厚來10cm峰。根據各渠段禮地基土的情況鎮(zhèn)，渠道防凍脹辱采用了不同的虎形式。上段仰8km議采用基土換填創(chuàng)的處理方式，漲下段根據需要源，有的地方在喇弧形底板下部相布設了玉10cm慚厚的苯板，有歲的地方在邊坡磚上布設了苯板價。渠道上段完穩(wěn)工后，發(fā)現(xiàn)部蘆分渠段出現(xiàn)了問斷板和凍脹現(xiàn)籠象。分析原因練，基本上可以然得出如下結論厭：斷板原因為產換填基土密實滿度未達設計要箏求，再加之施未工單位偷工減坐料板厚未達設急計厚度所致；巧凍脹原因為換冷填基土耒達設甲計要求的級配醋，內含細顆粒濾較多而造成。腎因此渠道防凍雞脹形式若采用的換填的處理方陣式，則換填土展的本身質量及詞施工質量對渠煉道能否正常運寶行關系較大。兼在施工過程中宅，應嚴格控制認，但受施工條胃件的限制，這胳些要求達到的盛難度較大。北碑岸干渠下段采照用苯板防凍脹最，施工方便，朝防凍脹效果較婆好，但缺點是講同換填相比較待，造價較高。繪己仇4.些3南尉犁縣塔里木殿北干渠厭塔里木北稻干渠位于尉犁丈縣境內，建億于店2豐0貿世嘴紀攜5補0茶年代，是尉犁裁縣主要棉溉區(qū)帖—補—脊古勒巴格鄉(xiāng)、犁團結鄉(xiāng)、塔里星木鄉(xiāng)的灌溉渠地道，灌溉面積供為策11×10以4赤畝。干渠現(xiàn)為殘土渠，長豪24.814僻km蓋，渠道縱州坡儀1/6000深~1/800斤0炎，過水流量為赤5m3職/激s寶，過水斷面為軋20m2鏟，流速曬0.3m槍/伐s匯。渠道滲漏嚴愁重，渠道汪水利瓦用系數(shù)華為理0.8侵5敘。魯計劃對該甘干渠進行防滲匪改造，采用砼杠板防滲。由于第渠基土為龍四綠系粉細砂、粉抽土、粘土，再覽加之地下水埋岔深淺，因此渠魔道受凍脹的威增脅較大，防凍否脹設計龍其重折要。龜渠道底短寬悉1~排2m巨，渠芽深籌1.86~室2.35m動，邊鴨坡贊1:1.5~會1:1.7挑5胃，渠堤寬莊2.5m存，封頂板寬致0.3m膊。渠道防滲采每用歪80mm蠅厚栽的偶C2陪0絲預制砼板。防解凍脹采用了兩慚種形式比較，震一種為砼板下指鋪摸60mm倡厚的苯