嘎河灌區(qū)節(jié)水配套改造工程襯砌渠道抗凍脹分析

摘 要：根據(jù)北方灌區(qū)保溫抗凍脹技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及工程實(shí)際，并以嘎河灌區(qū)襯砌渠道抗凍脹計(jì)算項(xiàng)目為例，闡述了設(shè)計(jì)凍深、凍脹量及保溫材料的厚度計(jì)算。

關(guān)鍵詞：嘎河灌區(qū)；渠道抗凍脹分析；設(shè)計(jì)凍深；凍脹量；保溫

1 自然概況

嘎河灌區(qū)地處中緯度溫帶半干旱地區(qū)，具有明顯的大陸性季風(fēng)氣候特點(diǎn)。該地區(qū)多年平均氣溫為6.9℃，年平均日照數(shù)2866h。歷年極端最高氣溫為42.5℃，出現(xiàn)在1955年7月23日，歷年極端最低氣溫-31.4℃，出現(xiàn)在1953年1月16日和1956年1月20日。土層封凍期一般為6個(gè)月，每年十月下旬封凍，翌年四月下旬化通，最大凍層深度1.97m。本地區(qū)多為北風(fēng)和西北風(fēng)，多年平均風(fēng)速為3.1m/s。本地區(qū)多年平均降水量為373.4mm，降水量年內(nèi)分配不均。

2 凍脹成因分析及其必要性

本灌區(qū)封凍期長(zhǎng)且在封凍期氣溫降到負(fù)溫，負(fù)溫對(duì)于渠道防滲襯砌工程有著一定的破壞作用，破壞形式是渠道基土凍融對(duì)防滲工程的破壞。渠道基土凍融是由于渠道水的滲漏、地下水和其它水源補(bǔ)給，渠道基土中含水量比較高。在冬季負(fù)溫作用下，土壤中的水分發(fā)生凍結(jié)而造成土體膨脹，使襯砌開(kāi)裂、隆起而折斷。在春季消融時(shí)又造成渠床表土層過(guò)濕，使土體失去強(qiáng)度和穩(wěn)定性，導(dǎo)致襯砌體的滑塌。因此必須對(duì)襯砌渠道采取保溫防凍脹措施。

3 實(shí)例分析

3.1 渠道凍脹量計(jì)算

3.1.1 設(shè)計(jì)凍深計(jì)算

根據(jù)襯砌渠道凍脹量計(jì)算成果，凍脹量均大于《規(guī)范》所規(guī)定的：混凝土梯形斷面防滲襯砌結(jié)構(gòu)允許法向位移1.0cm，故對(duì)襯砌渠道需采取抗凍脹措施。

3.2 渠道保溫防凍脹設(shè)計(jì)

渠道襯砌采用“預(yù)制混凝土板+砂漿過(guò)渡層+復(fù)合土工膜（一布一膜）+保溫板”的結(jié)構(gòu)形式，保溫材料采用聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫板，根據(jù)《渠系工程抗凍脹設(shè)計(jì)規(guī)范》，其厚度計(jì)算為。

經(jīng)計(jì)算，嘎河灌區(qū)襯砌渠段渠道陽(yáng)面、陰面及底面的聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫板厚度為8cm。所以統(tǒng)一采用8cm厚聚苯乙烯硬質(zhì)泡沫板作為渠道的保溫材料。

4 結(jié)束語(yǔ)

在寒冷地區(qū)進(jìn)行水利工程建設(shè)時(shí)，須重視水工建筑物的凍脹問(wèn)題，并從設(shè)計(jì)著手，采取有效措施以減輕或避免凍脹問(wèn)題發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]赤峰市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院：嘎河灌區(qū)節(jié)水配套改造項(xiàng)目（Ⅱ期）實(shí)施計(jì)劃[Z].

[2]SL 23-2006.渠系工程抗凍脹設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

作者簡(jiǎn)介：楊立芳（1983-），女，赤峰市松山區(qū)，本科，工程師，主要從事水利水電工程水工建筑物設(shè)計(jì)工作。