针对3种衬砌结构形式的防冻胀效果进行对比试验,分析气温、地温、含水量、地下水位等观测数据后,采用土工布+碎石垫层作为衬砌保温防冻胀材料适宜在季节性冻土区灌区渠道上应用。试验结果对季节性冻土区灌区渠道结构防冻胀设计具有参考意义。
衬砌渠道中的冻胀破坏一直是渠道施工及运行管护的重点,尤其在季节性冻土地区冻胀是渠道破坏的主要表现形式。近年来,随着技术的不断发展,衬砌渠道冻胀破坏的防治取得了很大进展。本文分析了渠道冻胀破坏的原因,结合肃州区清水河灌区节水配套改造项目的实施,比较了多种防冻胀措施,并根据实际工程提出了格宾石笼配合复合土工膜防渗衬砌技术,在肃州区清水河灌区渠道衬砌中运用该技术取得了较好的效果,认为该技术方案在季节性冻土区域渠道衬砌中具有典型意义。
渠道衬砌冻胀及损伤问题是季节性冻土区普遍存在的现象,这些问题被认为是热量输送和水分流动过程之间相互作用造成的。本文提出了一种新型的衬砌结构,并在大石桥市某灌区研究了新型及传统衬砌结构对渠道冻胀的影响,并采用组合热量传输和水分流动的二维耦合模型分析了新型和传统渠道衬砌结构的温度变化特征及新型衬砌防冻胀效果,两种渠道衬砌结构不同深度处的温度数值模拟结果与现场实测结果基本一致。现场观测结果表明:新型渠道衬砌结构具有渗漏低、导热系数低、排水速度快、不均匀变形低等特点。因此,在季节性冻土区这种新的渠道衬砌结构可以很好地防止冻胀破坏的发生。
渠道冻胀及其防治问题是我国北方灌区渠道工程中的一个重要问题,文中从渠基土的冻胀性能、地下水位的埋深、渠道衬砌材料和结构及渠道走向等四个方面,较深入地分析了产生渠道冻胀破坏的机理,总结了各地近年来渠道冻胀的研究成果,提出了渠道冻胀防治的各种措施,对渠道防渗防冻胀工程建设具有参考价值,并指出今后应进一步开展研究的若干问题。
