灌溉渠道防滲設(shè)計(jì)及防凍工藝

0襯砌結(jié)構(gòu)的破壞在寒冷地區(qū)，灌溉渠的防冰性能尤其容易受到冷凍破壞。北方進(jìn)入冬季之后,氣溫降到零下,灌溉渠道就會(huì)出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象,渠道的襯砌結(jié)構(gòu)一般經(jīng)過幾個(gè)周期的、反復(fù)的凍溶循環(huán)之后就會(huì)發(fā)生一定程度上的損壞,襯砌結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象。一旦發(fā)生凍裂就會(huì)直接影響到渠道的防滲效果,以至于防滲失效。由此可見,對(duì)于寒冷地區(qū)的灌溉渠道做好防滲工作的同時(shí)防凍措施的好壞也至關(guān)重要。渠道受到凍害的影響主要是因?yàn)榍赖鼗猎诙緯?huì)發(fā)生凍脹,為了防止凍脹對(duì)灌溉渠道的破壞可以從兩個(gè)方面進(jìn)行控制:①避免發(fā)生凍脹;②減弱凍脹的程度。1渠道滲流造成渠道土滲渠道發(fā)生凍脹破壞的原因主要有下面3項(xiàng):1)有些灌區(qū)根據(jù)需要要在冬季實(shí)行長(zhǎng)時(shí)間的冬灌,冬季氣溫為零下,渠道在輸水過程中水體將會(huì)出現(xiàn)不同程度的凍結(jié)。隨著輸水時(shí)間的增加,溫度的不斷降低,渠道兩側(cè)出現(xiàn)的岸冰會(huì)不斷的擴(kuò)大、加厚,還有可能會(huì)形成冰壩。為了防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn),減小岸冰對(duì)渠道襯砌體的壓力。灌區(qū)管理人員就要進(jìn)行定期的打冰操作,這雖然防止了冰壩的產(chǎn)生,但長(zhǎng)久以來也造成了渠道防滲保護(hù)層的脫落、損壞。2)渠道地基土、襯砌材料、防滲材料等有一定程度的吸水性。渠道在完成輸水時(shí),一些材料總是會(huì)含有一定水分,當(dāng)溫度降至零下之后,材料中含有的水分就會(huì)發(fā)生凍結(jié),體積膨脹。經(jīng)過周期性循環(huán)作用之后,造成渠道表面剝離破壞。3)渠道地基土中含水量過高。水在受冷結(jié)冰之后就會(huì)發(fā)生體積膨脹,如果渠道地基土中含水量超標(biāo),在冬季溫度降低到負(fù)溫后,土體孔隙中所含的水份凝結(jié)成冰。土體凍結(jié)時(shí)體積膨脹,產(chǎn)生凍脹破壞。4)長(zhǎng)期輸水過程中渠道的砂礫石墊層作用消失。輸水期間由于滲透力的作用,土壤中的細(xì)顆粒被帶入到渠道墊層中,隨著墊層土量的增加,砂礫石就慢慢失效,由“非凍脹性土”變成“凍脹性土”,加速渠道的凍脹破壞。2灌溉新疆地區(qū)灌溉面積大,輸水工程中,一直都受到嚴(yán)寒天氣的影響,采取有效地防滲防凍措施是提高灌溉效率必須要解決的問題。2.1水利斷面型常用的兩種斷面形式分別是弧形底梯形斷面以及U形斷面兩種,這兩種斷面形式是最為接近最優(yōu)水利斷面的,同時(shí)也是抗凍脹變形能力最強(qiáng)的。對(duì)于U形渠道來說,具有過流量大、混凝土強(qiáng)度高、密實(shí)性能好、防滲性能好、整體性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);更值得一提的是它具有良好的抗凍脹能力,修筑U形襯砌渠道占地面積少2.2在施工過程中，優(yōu)化了石材結(jié)構(gòu)在修筑灌溉渠道時(shí)首先要通過采取相應(yīng)措施解決渠道防滲排水問題,同時(shí)兼顧防凍的要求。通?？梢圆捎?類方法進(jìn)行。11板和膜的復(fù)合結(jié)構(gòu)修筑時(shí)在混凝土板上多加鋪一層復(fù)合土工膜,不僅提升了渠道抗?jié)B性能,還能夠有效的減少35%～55%的凍脹量。2采用具有隔熱性能的支撐結(jié)構(gòu)可以利用苯板的保溫性能防止凍脹的發(fā)生。33通過置換槽底部的基本土壤，以避免凍害通過對(duì)渠道下層一部分會(huì)發(fā)生凍脹的地基土進(jìn)行置換來實(shí)現(xiàn)防凍的效果,也可以利用堤防壓實(shí)和地下水外排相結(jié)合的方式來提高抗凍脹性能。2.3在一定范圍內(nèi)設(shè)置凍脹變形縫根據(jù)工程實(shí)際情況,考慮基土凍脹力的作用和凍脹破壞位置,沿渠道輸水方向設(shè)2～3m設(shè)置變形縫,設(shè)置一定數(shù)量的變形縫來防止凍脹發(fā)生時(shí)對(duì)渠道的破壞。應(yīng)該在設(shè)置變形縫的部分做好防滲處理,向縫內(nèi)添加填充料,如:瀝青、瑪蹄脂等。2.4采用地下管道和地下管道進(jìn)行灌溉修筑暗渠、暗管的投資較少、經(jīng)濟(jì)效益好、施工起來簡(jiǎn)單便捷、對(duì)渠道的管理、保養(yǎng)工作也容易進(jìn)行,是一種比較好的防滲防凍渠道2.5渠道的保濕進(jìn)去冬季之后,要加強(qiáng)對(duì)灌區(qū)渠道的管理工作,才能有效地防止凍害。對(duì)于不在冬季過水的渠道,要及時(shí)的排除渠道內(nèi)的積水,切斷水源,盡量減少渠道土中的含水量。而如果是冬季過水的渠道,要及時(shí)處理掉渠道內(nèi)的冰塊并排走渠道內(nèi)的積水,最大程度的防止冰凍危害。2.6提高渠道的防滲防凍能力隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、進(jìn)步,抗?jié)B抗凍的新材料、新技術(shù)也在不斷的更新?lián)Q代。新型復(fù)合材料、新型固化防滲材料、納米改性防滲材料等都是比較優(yōu)質(zhì)優(yōu)良的防滲新材料。目前,國(guó)內(nèi)主要的防滲材料主要是砌石、混凝土、瀝青混凝土、膜料等。要提高渠道的防滲防抖性能新型的優(yōu)質(zhì)材料的使用是必不可少的。除了這些方法之外,在進(jìn)行防滲防凍渠道工程設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)?shù)奶岣呋炷恋臉?biāo)號(hào),并且采用塑?，F(xiàn)澆混凝土,即取得良好的抗?jié)B效果又能實(shí)現(xiàn)抗凍。適當(dāng)?shù)奶岣呋炷量箖鰳?biāo)號(hào),不僅僅能夠有效地提高渠道的抗凍能力,還延長(zhǎng)混凝土的使用壽命?；炷翉?qiáng)度增加,提高了抗凍脹的能力減輕了凍脹破壞。還可以通過設(shè)置排水設(shè)施的方法來減少、排出墊層中的水。在渠床下設(shè)置排水管道,將滲入地基土中的水及時(shí)沿著排水管道排出基土外,這樣可以減少基土中的含水量,防止凍脹。3節(jié)約水資源,擴(kuò)大灌溉在寒冷地區(qū)做好灌溉渠道的防滲防凍工作是非常重要的,不僅能夠起到減少輸水過程中水量損失,還能夠提升對(duì)渠道水的利用率,有效節(jié)約水資源的同時(shí)還能擴(kuò)大農(nóng)作物的灌溉面積。西北嚴(yán)寒地區(qū)在進(jìn)行