辽宁省灌区渠道衬砌试验研究

1、辽宁省灌区渠道衬砌试验研究辽宁省灌区渠道衬砌试验研究 渠道是我国灌区的主要输渠道是我国灌区的主要输 水手段，渠道防渗衬砌是提高渠水手段，渠道防渗衬砌是提高渠 系水利用率的主要措施。由于农系水利用率的主要措施。由于农 业灌溉用水浪费严重，特别是渠业灌溉用水浪费严重，特别是渠 道渗漏损失的水量很大，渠道防道渗漏损失的水量很大，渠道防 渗抗冻技术受到越来越多的重视渗抗冻技术受到越来越多的重视 和积极的推广。渠道防渗效果在和积极的推广。渠道防渗效果在 很大程度上取决了渠道衬砌。渠很大程度上取决了渠道衬砌。渠 道衬砌的形式是多种多样的，从道衬砌的形式是多种多样的，从 衬砌的材料来看，目前普遍采用衬砌的材

2、料来看，目前普遍采用 的材料主要包括的材料主要包括:刚性衬砌（混凝刚性衬砌（混凝 土衬砌）、膜料衬砌、土料衬砌土衬砌）、膜料衬砌、土料衬砌 等。在众多的衬砌形式中，又以等。在众多的衬砌形式中，又以 是混凝土衬砌占主导地位。是混凝土衬砌占主导地位。 辽宁省渠道衬砌也多是以混凝土辽宁省渠道衬砌也多是以混凝土 为主，但斗渠以下级别的渠道衬砌比例为主，但斗渠以下级别的渠道衬砌比例 就比较小，多为土渠，渗漏量极大，已就比较小，多为土渠，渗漏量极大，已 衬砌渠道投入衬砌渠道投入运行年限较短，易损毁，运行年限较短，易损毁， 且破坏后不进行维修管护，长时间影响且破坏后不进行维修管护，长时间影响 渠道输水能力；

3、已衬砌渠道结构形式单渠道输水能力；已衬砌渠道结构形式单 一，衬砌质量参差不齐。混凝土质量往一，衬砌质量参差不齐。混凝土质量往 往达不到要求，抗冻胀能力不足，运行往达不到要求，抗冻胀能力不足，运行 1至至2年便发生冻胀破坏。年便发生冻胀破坏。 辽宁省水利水电科学研究院辽宁省水利水电科学研究院于于 2010年向水利部申报了年向水利部申报了“辽宁省中部地辽宁省中部地 区水稻节水技术集成与示范区水稻节水技术集成与示范”项目。项项目。项 目获得水利部公益性行业科研专项资助，目获得水利部公益性行业科研专项资助， 其中有一个子课题内容即其中有一个子课题内容即“新型渠道防新型渠道防 渗技术研究渗技术研究”。

4、选择试验灌区选择试验灌区 1. 辽东地区的丹东市东港灌区辽东地区的丹东市东港灌区 2. 辽西地区的盘锦市大洼灌区辽西地区的盘锦市大洼灌区 3. 辽中地区辽阳市辽阳灌区辽中地区辽阳市辽阳灌区 4. 辽北地区的沈阳市浑北灌区辽北地区的沈阳市浑北灌区 5. 辽北地区的开原市开原灌区辽北地区的开原市开原灌区 灌区试验段渠道衬砌结构布置数量灌区试验段渠道衬砌结构布置数量 试验段试验段渠道试验段位置渠道试验段位置结构形式数量结构形式数量试验段长度（试验段长度（m） 东港东港 铁甲灌区十一支渠铁甲灌区十一支渠7130 铁甲灌区九支渠铁甲灌区九支渠525 铁甲灌区十一支东五斗渠铁甲灌区十一支东五斗渠10200

5、 铁甲灌区九支西二斗渠铁甲灌区九支西二斗渠525 盘锦盘锦盘山县沙岭镇盘山县沙岭镇5100 辽阳辽阳辽阳灌区养鱼池村辽阳灌区养鱼池村6110 沈阳沈阳沈北新区石佛寺灌区沈北新区石佛寺灌区6100 开原开原清河干渠南侧清河干渠南侧5100 东港灌区十一支渠东港灌区十一支渠 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 素土夯实 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 2303 泡沫板伸缩缝20mm 其他同 东港

6、铁甲十一支结构一图（原状土） 东港铁甲十一支结构三图（原设计） 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 东港铁甲十一支结构二图 素土强夯或加土壤固化剂 5002000 浆砌石齿墙 300 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 边坡砂石垫层200mm 素土夯实 2060 现浇素混凝土100mm 复合土工膜包晒干渠基土400mm 素土夯实 400 田面 300

7、020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 边坡稻草帘(束)2030mm 素土夯实 2060 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 400 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 边坡现浇土工格室混凝土60mm 边坡砂石垫层400mm 素土夯实 2303 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 渠底砂石垫层400mm 素土夯实 东港铁甲十一支结构四图 东港铁甲十一支结构五图 东港铁甲十一支结构六图

8、混凝土封盖板100mm 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 边坡现浇土工格室混凝土100mm 边坡砂石垫层400mm 素土夯实 混凝土封盖板100mm 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 渠底砂石垫层400mm 素土夯实 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 素土夯实 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 2303 泡沫板

9、伸缩缝20mm 其他同 东港铁甲十一支结构一图（原状土） 东港铁甲十一支结构三图（原设计） 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 东港铁甲十一支结构二图 素土强夯或加土壤固化剂 5002000 浆砌石齿墙 300 东港灌区十一支渠东港灌区十一支渠 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 边坡砂石垫层200mm 素土夯实 2060 现浇素混凝土100mm 复

10、合土工膜包晒干渠基土400mm 素土夯实 400 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 边坡稻草帘(束)2030mm 素土夯实 2060 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 400 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 边坡现浇土工格室混凝土60mm 边坡砂石垫层400mm 素土夯实 2303 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 渠底砂石垫层400mm 素土夯实 东港铁甲十

11、一支结构四图 东港铁甲十一支结构五图 东港铁甲十一支结构六图 混凝土封盖板100mm 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 边坡砂石垫层200mm 素土夯实 2060 现浇素混凝土100mm 复合土工膜包晒干渠基土400mm 素土夯实 400 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 边坡稻草帘(束)2030mm 素土夯实 2060 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂

12、石垫层400mm 素土夯实 400 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 300300 边坡现浇土工格室混凝土60mm 边坡砂石垫层400mm 素土夯实 2303 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 渠底砂石垫层400mm 素土夯实 东港铁甲十一支结构四图 东港铁甲十一支结构五图 东港铁甲十一支结构六图 混凝土封盖板100mm 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 素土夯实 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 2000 1:1.5 1:1.5 30030

13、0 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 2303 泡沫板伸缩缝20mm 其他同 东港铁甲十一支结构一图（原状土） 东港铁甲十一支结构三图（原设计） 田面 300020003000 -0.7 +1.3 0.0 1:1.5 1:1.5 300300 现浇钢筋混凝土100mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 素土夯实 东港铁甲十一支结构二图 素土强夯或加土壤固化剂 5002000 浆砌石齿墙 300 300 300020003000 2000 11.5 11.5 300 55普通钢丝网 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 40mm苯板 2085

14、300 300020003000 2000 11.5 11.5 300 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 60mm苯板 300 300020003000 2000 11.5 11.5 300 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 80mm苯板 300 300020003000 2000 11.5 11.5 300 素土夯实 现浇弧形坡脚素混凝土80mm 300 300020003000 2000 11.5 11.5 300 砂石垫层40mm 素土夯实 2303 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 东港灌区九支渠东港灌区九支渠 东港灌区十一支东五斗渠东港灌区十一支

15、东五斗渠 0.0 -0.7 +0.7素土夯实 田面 1:1.25 1:1.25 1400 1400 0.0 -0.7 +0.7 30017507001750300 田面 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 北坡(阳)苯板60mm 1:1.25 1:1.25 渠底苯板80mm 素土夯实 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 南坡(阴)苯板80mm 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 1400 0.0 -0.7 +0.7 30017507001750300 田面 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 北坡(阳)苯板80mm 1:1

16、.25 1:1.25 渠底苯板100mm 素土夯实 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 南坡(阴)苯板100mm 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 1400 0.0 -0.7 +0.7 30017507001750300 田面 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 北坡(阳)苯板40mm 1:1.25 1:1.25 渠底苯板60mm 素土夯实 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 南坡(阴)苯板60mm 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 东港灌区十一支东五斗渠东港灌区十一支东五斗渠 1400 0.0 -0.7 +0.7 300175070017

17、50300 素土夯实 预制混凝土块护坡板80mm 砂石垫层400mm 田面 1:1.25 1:1.25 1050 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 1400 0.0 -0.7 +0.7 30017507001750300 素土夯实 北坡(阳)砂石垫层300500mm 300 500 700 500 600 渠底砂石垫层600mm 1250 田面 1:1.25 1:1.25 素土夯实 现浇素混凝土80mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 南坡(阴)砂石垫层500700mm 1400 0.0 -0.7 +0.7 3001750700175030

18、0 素土夯实 现浇钢纤维混凝土100mm 砂石垫层400mm 田面 东港铁甲十一支东五斗结构七图 1:1.25 1:1.25 1050 1400 0.0 -0.7 +0.7 30017507001750300 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 砂石垫层200mm 910 田面 1:1.25 1:1.25 渠底砂石垫层200mm 素土夯实 现浇素混凝土80mm 1400 0.0 -0.7 +0.7 30017507001750300 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 砂石垫层400mm 田面 1:1.25 1:1.25 1050 东港灌区九支西二斗渠东港灌区九支西

19、二斗渠 700 11.25 300 1875 300 1875 11.25 1500 南坡（阴坡）苯板60mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 北坡（阳坡）苯板30mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 渠底苯板40mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 700 11.25 300 1875 300 1875 11.25 1500 南坡（阴坡）苯板80mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 北坡（阳坡）苯板50mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 渠底苯板60mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋

20、网 700 11.25 300 1875 300 1875 11.25 1500 南坡（阴坡）苯板100mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 北坡（阳坡）苯板70mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 渠底苯板80mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 700 11.25 300 1875 300 1875 11.25 边坡砂石垫层20mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 1037 渠底砂石垫层40mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 1500 700 11.25 300 1875 300 1875 11.2

21、5 砂石垫层40mm 素土夯实 现浇钢筋混凝土80mm,6250钢筋网 1037 1500 盘锦灌区盘锦灌区 1:1 1:1 素土夯实 100015001000 1000 1:1 1:1 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 北坡(阳)苯板40mm 素土夯实 渠底苯板60mm 南坡(阴)苯板60mm 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 素土夯实 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 素土夯实 100015001000200200 1000 1:1 1:1 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 北坡(阳)苯板60mm 素土夯实 渠底苯板80mm 南坡(阴)苯板80mm 现浇钢筋混凝土7

22、0mm，5150钢筋网 素土夯实 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 素土夯实 100015001000200200 1000 1:1 1:1 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 北坡(阳)苯板80mm 素土夯实 渠底苯板100mm 南坡(阴)苯板100mm 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 素土夯实 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 素土夯实 100015001000200200 1000 1:1 1:1 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 素土夯实 100015001000200200 1000 辽阳灌区辽阳灌区 700 7001000700 -0.1 +0.6 0

23、.0 田面 素土夯实 辽阳结构一图（原状土） 土工格室混凝土60mm 素土夯实 复合土工膜 7001000700 700 0.0 +0.6 -0.1 田面 复合土工膜 素土夯实 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 现浇钢筋混凝土70mm，5150钢筋网 素土夯实 复合土工膜 田面 -0.1 +0.6 0.0 700 7001000700 复合土工膜 素土夯实 土工格室混凝土80mm 700 现浇聚丙烯纤维混凝土70mm 素土夯实 7001000700 0.0 +0.6 -0.1 田面 700 现浇钢筋混凝土70mm， 5150钢筋网 素土夯实 7001000700 0.0 +0.6 -0.

24、1 田面 沈阳灌区沈阳灌区 1:1 1:1 素土夯实 800 800800800 素土夯实 复合土工膜 土工格室混凝土60mm 复合土工膜 素土夯实 1:1 1:1 现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网 800 800800800 素土夯实 复合土工膜 土工格室混凝土80mm 现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网 复合土工膜 素土夯实 1:1 1:1 800800800 800 素土夯实 复合土工膜 装配式混凝土板100mm 复合土工膜 素土夯实 1:1 1:1 80mm现浇素混凝土底板 833 833800833 砂垫层2mm 砂垫层2mm 现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网 素土夯

25、实 1:1 1:1 现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网 素土夯实 复合土工膜包渠底土400mm 800800800 800 现浇钢筋混凝土80mm,5150钢筋网 1:1 1:1 素土夯实 800 800800800 开原灌区开原灌区 700 2007001000700200 -0.1 +0.6 0.0 田面 素土夯实 预制混凝土块护坡板60mm 素土夯实 复合土工膜 2007001000700200 700 0.0 +0.6 -0.1 田面 现浇混凝土封盖板 复合土工膜 素土夯实 现浇素混凝土100mm M10水泥砂浆（丙乳砂浆）30mm 膨润土防水毯 2007001000700200

26、700 田面 -0.1 +0.6 0.0 素土夯实 700 现浇弧形坡脚素混凝土100mm 素土夯实 2007001000700200 田面 -0.1 +0.6 0.0 700 现浇素混凝土100mm 素土夯实 2007001000700200 0.0 +0.6 -0.1 田面 东东 港港 灌灌 区区 九九 支支 渠渠 苯板保温结构苯板保温结构 苯板保温结构苯板保温结构 东港灌区十一东港灌区十一 支东五斗渠支东五斗渠 苯板保温结构苯板保温结构 苯板保温结构苯板保温结构 东港灌区九支西二斗渠东港灌区九支西二斗渠 盘锦斗渠盘锦斗渠 苯板保温结构苯板保温结构 苯板保温结构苯板保温结构 东港灌区十一支

27、渠东港灌区十一支渠 土工格室结构土工格室结构土工格室结构土工格室结构 辽阳斗渠辽阳斗渠 沈阳斗渠沈阳斗渠 土工格室结构土工格室结构土工格室结构土工格室结构 试验用土工格室物理力学性能试验用土工格室物理力学性能 序号序号项目项目技术要求技术要求检测结果检测结果 1 网格尺网格尺 寸寸 格室片厚格室片厚 mm 1.11.1 焊接距离焊接距离 mm 985-1015987 2抗拉强度抗拉强度 MPa20.022 3焊接强度焊接强度 N/cm100120 4外观外观 格室片应平整、无气泡、格室片应平整、无气泡、 无沟痕无沟痕 格室片平整、无气泡、格室片平整、无气泡、 无沟痕无沟痕 土工格室结构土工格室

28、结构土工格室结构土工格室结构 土工格室张拉设备土工格室张拉设备 土工格室结构土工格室结构土工格室结构土工格室结构 由于土工格室为柔性材料，在混凝土浇筑过程中，如工艺处理不当，往由于土工格室为柔性材料，在混凝土浇筑过程中，如工艺处理不当，往 往引起格室网格的变形，既影响了格室图案的外观效果，也对格室混凝土结构往引起格室网格的变形，既影响了格室图案的外观效果，也对格室混凝土结构 有一定影响；旧式的角钢焊接而成的张拉装置框架整体刚度不够，容易变形，有一定影响；旧式的角钢焊接而成的张拉装置框架整体刚度不够，容易变形， 影响施工质量；由角钢焊接成的框架的重复使用率不高，清洁起来比较困难；影响施工质量；由

29、角钢焊接成的框架的重复使用率不高，清洁起来比较困难； 一套张拉装置只能对应相应规格的格室网格，需要制作多种规格的多套装置才一套张拉装置只能对应相应规格的格室网格，需要制作多种规格的多套装置才 能满足施工要求，加大了施工成本；由于张拉装置为固定尺寸的角钢焊接而成，能满足施工要求，加大了施工成本；由于张拉装置为固定尺寸的角钢焊接而成， 无法针对不同作业面来进行自由拓展和收缩；只能做上下方向的撑拉，左右方无法针对不同作业面来进行自由拓展和收缩；只能做上下方向的撑拉，左右方 向无法撑拉。向无法撑拉。 土工格室张拉设备土工格室张拉设备可调式伸张架可调式伸张架 土工格室结构土工格室结构土工格室结构土工格室

30、结构 组合式土工格室张拉装置，包括有组合式土工格室张拉装置，包括有 三向连接装置、组合方钢连接段、固定杆三向连接装置、组合方钢连接段、固定杆 式滑块和可调杆式滑块，所述的组合方钢式滑块和可调杆式滑块，所述的组合方钢 连接段与四个三向连接装置组装成四边形连接段与四个三向连接装置组装成四边形 框架，四边形框架的下边框与左边框上设框架，四边形框架的下边框与左边框上设 置有固定杆式滑块，固定杆式滑块的上部置有固定杆式滑块，固定杆式滑块的上部 焊接有张拉杆；四边形框架的右边框与上焊接有张拉杆；四边形框架的右边框与上 边框上设置有可调杆式滑块，可调杆式滑边框上设置有可调杆式滑块，可调杆式滑 块的上方并列设

31、置有固定螺丝杆座和移动块的上方并列设置有固定螺丝杆座和移动 螺块，螺丝杆的一端穿过移动螺块后与固螺块，螺丝杆的一端穿过移动螺块后与固 定螺丝杆座相连，螺丝杆的另一端与调节定螺丝杆座相连，螺丝杆的另一端与调节 手柄相连，移动螺块上焊接有张拉杆。手柄相连，移动螺块上焊接有张拉杆。 具有安装便捷，尺寸可调，可多次具有安装便捷，尺寸可调，可多次 重复利用，刚度好不易变形，保证施工质重复利用，刚度好不易变形，保证施工质 量等优点。量等优点。 固定杆式滑块固定杆式滑块 可调杆式滑块可调杆式滑块 三向连接装置三向连接装置 三向连接装置中的三向连接装置中的 内插口与外插口对插内插口与外插口对插 土工格室结构土

32、工格室结构土工格室结构土工格室结构 土工格室张拉设备土工格室张拉设备可调式伸张架可调式伸张架 土工格室结构土工格室结构土工格室结构土工格室结构 土工格室张拉设备土工格室张拉设备可调式伸张架可调式伸张架 三向连接装置三向连接装置1、 组合方钢连接段组合方钢连接段2、 固定杆式滑块固定杆式滑块3、 可调杆式滑块可调杆式滑块4、 调节手柄调节手柄5、 连接卡扣连接卡扣6、 弹簧弹簧7、 张拉杆张拉杆8、 内插口内插口9、 外插口外插口10、 连接卡扣套管连接卡扣套管11、 移动螺块移动螺块12、 固定螺丝杆座固定螺丝杆座13、 螺丝杆螺丝杆14、圆形卡口、圆形卡口15、 四边形框架四边形框架16、上

33、边框、上边框161、 下边框下边框162、左边框、左边框163、 右边框右边框164、卡扣、卡扣17 固定杆式滑块固定杆式滑块 可调杆式滑块可调杆式滑块 三向连接装置三向连接装置 三向连接装置中的三向连接装置中的 内插口与外插口对插内插口与外插口对插 东港灌区十一支东五斗渠东港灌区十一支东五斗渠 预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构 开原斗渠开原斗渠 预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构 沈阳斗渠自制预制板沈阳斗渠自制预制板 预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构 AA A-A剖面图 装配式护坡板大样图 2020 20 400 240

34、60 400 60 20 100 6024060 4060 AA A-A剖面图 装配式护坡板大样图 2020 20 400 240 60 400 60 20 100 6024060 4060 预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构预制板护坡结构 沈阳斗渠自制预制板沈阳斗渠自制预制板 渠底渠底40cm砂石垫层砂石垫层+23cm边坡稻草帘边坡稻草帘 +10cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 其它渠道衬砌结构其它渠道衬砌结构东港十一支渠东港十一支渠 40cm复合土工膜包渠底土（两布一膜）复合土工膜包渠底土（两布一膜） +20cm边坡砂石垫层边坡砂石垫层+10cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 坡脚浆

35、砌石齿墙坡脚浆砌石齿墙+边坡边坡 40cm砂石垫层砂石垫层+10cm现浇现浇 钢筋混凝土钢筋混凝土护坡护坡 40cm砂石垫层砂石垫层+8cm现浇钢纤维混凝土现浇钢纤维混凝土 20cm砂石垫层砂石垫层+8cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 砂石垫层（渠底砂石垫层（渠底60cm，阴坡，阴坡5070cm， 阳坡阳坡3050cm）+8cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 其它渠道衬砌结构其它渠道衬砌结构东港十一支东五斗渠东港十一支东五斗渠 辽阳斗渠辽阳斗渠 现浇现浇7cm钢纤维混凝土钢纤维混凝土 钢纤维混凝土钢纤维混凝土 聚丙烯纤维混凝土聚丙烯纤维混凝土 其它渠道衬砌结构其它渠道衬砌结构辽阳斗渠辽阳斗渠 沈

36、阳斗渠沈阳斗渠 渠底渠底40cm复合土工膜包土（两布一膜）复合土工膜包土（两布一膜）+8cm现浇钢筋混凝土现浇钢筋混凝土 开原斗渠开原斗渠 10cm现浇弧形坡脚素混凝土现浇弧形坡脚素混凝土 开原开原 斗渠斗渠 膨润膨润 土防土防 水毯水毯 （ 5kg/m 2） ）+ 丙乳丙乳 砂浆砂浆 其它渠道衬砌结构其它渠道衬砌结构沈阳、开原斗渠沈阳、开原斗渠 U型槽配合比试验型槽配合比试验 50mm塑料管 mmmm mmmm 防冻液 将试验用地温观测管如图所示埋入渠基土中，埋入深度为40cm和80cm。冻 深观测管与地温观测管埋设方法相同，管内装有注满水的乳胶管，测量时使用 卷尺记录乳胶管内水的冻结长度。

37、 mm mm 塑胶盖 mm mm 塑胶盖 mm mm 渠道观测渠道观测 冻胀量采用相对 测量法，取距坡脚1/3 处做为坡面冻胀观测 点并用钢钉固定，渠 底观测点取渠底的中 心点。冻胀量观测用 基准点埋设在试验渠 段的渠堤上，露出的 钢筋埋设深度要大于 土壤冻层，钢筋底部 与一块5050cm钢板 焊接固定。为保证钢 筋不受渠堤土的冻胀 变形影响，将其套入 填满甘油的PVC管中。 渠道观测渠道观测 1 2 34 沈阳斗渠打地下水位观测井沈阳斗渠打地下水位观测井 取取 土土 测测 量量 含含 水水 率率 渠道观测渠道观测 观测地温观测地温 观测冻深观测冻深 渠道观测渠道观测 冻胀量观测冻胀量观测 渠

38、道观测渠道观测 各灌区渠道渠基土物理性质试验成果各灌区渠道渠基土物理性质试验成果 为更好的了解试验段渠基土的情况，冻胀开始前取渠底为更好的了解试验段渠基土的情况，冻胀开始前取渠底1m深处渠基土进行了深处渠基土进行了 物理性质试验。试验结果表明，灌区试验段土壤均属冻胀性粘土，具体见表。物理性质试验。试验结果表明，灌区试验段土壤均属冻胀性粘土，具体见表。 灌区灌区 孔孔 隙隙 比比 饱饱 和和 度度 液液 限限 塑塑 限限 颗颗 粒粒 组组 成成 分分 类类 名名 称称 粗粗 粒粒 土土细细 粒粒 土土 砂砂 粒粒 粉粒粉粒粘粒粘粒 粗粗中中细细 粒粒 径径 大大 小（小（mm） 2 - 0.5

39、0.5 - 0.25 0.25 - 0.075 0.075 - 0.005 0.005 % 东港九支东港九支 渠渠 0.94179.741.020.0002.171.526.4低液限粘土低液限粘土 东港十一东港十一 支渠支渠 0.98581.654.324.1000.859.240.0 有机质有机质 高液限高液限 粘土粘土 盘锦盘锦1.18576.467.326.9000.554.844.7 有机质高液限有机质高液限 粘土粘土 辽阳辽阳0.89389.038.921.5001.876.321.9低液限粘土低液限粘土 沈阳沈阳0.74584.542.920.7002.478.619.0低液限粘土

40、低液限粘土 开原开原0.73710029.715.8003.483.113.5低液限粘土低液限粘土 苯板在渠道衬砌中的应用研究苯板在渠道衬砌中的应用研究 序号序号项目项目技术要求技术要求检测结果检测结果 1表观密度表观密度 kg/m320.020.1 2压缩强度压缩强度 KPa100105 3导热系数导热系数 W/(m.K)0.0410.040 4尺寸稳定性尺寸稳定性 %32 5吸水率（体积分数）吸水率（体积分数）%43.4 试验用苯板物理力学性能试验用苯板物理力学性能 苯板保温衬砌结构形式苯板保温衬砌结构形式 试验段试验段结构序号结构序号南坡（西坡）南坡（西坡）渠底渠底北坡（东坡）北坡（东坡

41、） 东港九支渠东港九支渠 结构一结构一444 结构二结构二666 结构三结构三888 东港东港 九支西二斗渠九支西二斗渠 结构一结构一463 结构二结构二685 结构三结构三8107 东港十一支东东港十一支东 五斗渠五斗渠 结构一结构一664 结构二结构二886 结构三结构三10108 盘锦斗渠盘锦斗渠 结构一结构一664 结构二结构二886 结构三结构三10108 苯板在渠道衬砌中的应用研究苯板在渠道衬砌中的应用研究 九支渠九支渠40cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温 （1）东坡；（）东坡；（2）渠底；（）渠底；（3）西坡）西坡 （1） （2） 九支渠九支渠80cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温

42、 （1）东坡；（）东坡；（2）渠底；（）渠底；（3）西坡）西坡 （1） （2） （3） （1） （2） （1） （2） （1） （2） （3） （1） （2） 渠基土温度变化渠基土温度变化东港东港 （1） （2） （1） （2） （1） （3） （2） （1） （2） （3） （2） （1） （1） （2） （3） （3） （2） （1） （3） （1） （2） （3） （1） （2） 九支西二斗渠九支西二斗渠40cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温 （1）南坡；（）南坡；（2）渠底；（）渠底；（3）北坡）北坡 九支西二斗渠九支西二斗渠80cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温 （1）南坡；（）南坡；（

43、2）渠底；（）渠底；（3）北坡）北坡 渠基土温度变化渠基土温度变化东港东港 （3） （1） （2） （3） （1） （2） 十一支东五斗渠十一支东五斗渠40cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温 （1）南坡；（）南坡；（2）渠底；（）渠底；（3）北坡）北坡 十一支东五斗渠十一支东五斗渠80cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温 （1）南坡；（）南坡；（2）渠底；（）渠底；（3）北坡）北坡 渠基土温度变化渠基土温度变化东港东港 渠基土冻深变化渠基土冻深变化东港东港 （3） （1） （2） 九支渠各结构渠基土壤冻结深度九支渠各结构渠基土壤冻结深度 （1）东坡；（）东坡；（2）渠底；（）渠底；（3）西坡）西坡

44、（3） （1） （2） 九支西二斗渠各结构渠基土壤冻结深度九支西二斗渠各结构渠基土壤冻结深度 （1）南坡；（）南坡；（2）渠底；（）渠底；（3）北坡）北坡 渠基土冻深变化渠基土冻深变化东港东港 渠基土冻胀量变化渠基土冻胀量变化东港东港 九支渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量九支渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 九支西二斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量九支西二斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 渠基土冻胀量变化渠基土冻胀量变化东港东港 十一支东五斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量十一支东五斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 渠基土冻胀量变化渠基土冻胀量变化东港东港 （a）（b） 不同

45、苯板厚度下渠基土平均地温值不同苯板厚度下渠基土平均地温值 （a）40cm深渠基土地温值；（深渠基土地温值；（b）80cm深渠基土地温值深渠基土地温值 不同苯板厚度下渠基土最大冻深值不同苯板厚度下渠基土最大冻深值 不同苯板厚度下渠基土最大冻胀量不同苯板厚度下渠基土最大冻胀量 根据3组曲线斜率的变化情况，同时结合各苯板保温结构的观测数据，最终 将适宜东港灌区的苯板保温板厚度确定为6cm。如考虑节省造价，可将渠道北坡 （即阳坡）部位的苯板厚度适当减少1cm 2cm。 渠基土冻胀量变化渠基土冻胀量变化东港东港 渠基土温度变化渠基土温度变化盘锦盘锦 各结构各结构40cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温 （1

46、）南坡；（）南坡；（2）渠底；（）渠底；（3）北坡）北坡 （1） （2） （3） （3） （2） （1） 各结构各结构80cm深渠基土壤地温深渠基土壤地温 （1）南坡；（）南坡；（2）渠底；（）渠底；（3）北坡）北坡 渠基冻深变化渠基冻深变化盘锦盘锦 （1） （2） 各结构渠基土壤冻结深度各结构渠基土壤冻结深度 （1）南坡；（）南坡；（2）北坡）北坡 渠基冻胀量变化渠基冻胀量变化盘锦盘锦 盘锦斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量盘锦斗渠苯板保温结构各观测点渠基土冻胀量 2010-2014年苯板结构观测数据年苯板结构观测数据 试验段试验段 观测位观测位 置置 2010-20112011-2012

47、2012-20132013-2014 40cm深深80cm深深40cm深深80cm深深40cm深深80cm深深40cm深深80cm深深 东港东港 九支九支 结构结构 一一 东坡东坡2.663.091.931.852.472.402.102.35 渠底渠底1.591.942.182.050.292.561.012.74 西坡西坡3.093.502.882.852.292.792.522.87 结构结构 二二 东坡东坡3.384.192.623.353.362.872.762.91 渠底渠底3.133.003.012.431.542.141.453.35 西坡西坡3.344.473.393.733

48、.143.083.013.05 结构结构 三三 东坡东坡3.784.723.133.873.493.312.843.41 渠底渠底3.634.283.883.753.024.064.273.38 西坡西坡4.195.224.264.494.144.133.453.80 东港东港 九支九支 西二西二 斗渠斗渠 结构结构 一一 南坡南坡2.033.382.441.853.201.962.011.46 渠底渠底1.060.810.480.910.090.160.041.01 北坡北坡0.721.531.001.110.110.740.230.37 结构结构 二二 南坡南坡2.223.692.902.

49、193.662.502.331.99 渠底渠底1.781.222.012.260.510.361.681.21 北坡北坡1.531.592.472.151.751.720.840.88 结构结构 三三 南坡南坡2.914.283.252.624.093.032.912.48 渠底渠底2.782.912.182.331.691.612.121.93 北坡北坡1.751.912.722.22.011.841.050.95 东港东港 十一十一 支东支东 五斗五斗 渠渠 结构结构 一一 南坡南坡2.181.831.951.802.072.00 渠底渠底1.791.410.812.001.231.81

50、北坡北坡1.921.511.991.641.211.28 结构结构 二二 南坡南坡2.782.702.962.682.722.98 渠底渠底2.892.202.813.971.642.99 北坡北坡3.022.233.262.721.842.34 结构结构 三三 南坡南坡2.902.753.132.882.813.13 渠底渠底2.892.372.964.052.963.00 北坡北坡3.422.743.322.962.472.86 2010-2014年苯板结构观测数据年苯板结构观测数据 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 12/1 12/10 12/19 12/281/61/151/2

51、42/22/112/203/13/103/193/284/6 时间（月/日） 温度（） 2010-2011 2011-2012 2012-2013 2013-2014 九支结构一东坡九支结构一东坡40cm深地温深地温 九支结构三东坡九支结构三东坡40cm深地温深地温 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6 时间（月/日） 温度（） 2010-2011 2011-2012 2012-2013 2013-2014 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12/1 12/

52、10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6 时间（月/日） 温度（） 2010-2011 2011-2012 2012-2013 2013-2014 九支西二斗结构二南坡九支西二斗结构二南坡80cm深地温深地温 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 12/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6 时间（月/日） 温度（） 2010-2011 2011-2012 2012-2013 2013-2014 九支西二斗对比段南坡九支西二斗对比段南坡80

53、cm深地温深地温 0 1 2 3 4 5 6 7 8 12/1 12/10 12/19 12/281/61/151/242/22/112/203/13/103/193/284/6 时间（月/日） 温度（） 2011-2012 2012-2013 2013-2014 十一支东五斗结构一北坡十一支东五斗结构一北坡80cm深地温深地温 采用苯板保温结构后，采用苯板保温结构后，40cm深渠基土温度可提深渠基土温度可提 高高0.04-4.27，80cm深渠基土温度可提高深渠基土温度可提高0.16- 5.22。苯板的保温效果除了与厚度有关，还与苯。苯板的保温效果除了与厚度有关，还与苯 板应用的位置有关，东

54、西边坡苯板厚度每增加板应用的位置有关，东西边坡苯板厚度每增加1cm 可提高渠基土温度可提高渠基土温度0.64。南边坡苯板厚度每增加。南边坡苯板厚度每增加 1cm可提高渠基土温度可提高渠基土温度0.93，北边坡苯板厚度每增，北边坡苯板厚度每增 加加1cm可提高渠基土温度可提高渠基土温度1.22。 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 567891011 苯板厚度（cm） 80cm深温度（） 2010-2011 2011-2012 2012-2013 2013-2014 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 23456789 苯板厚度（cm） 80cm深温度（） 2010-20

55、11 2011-2012 2012-2013 2013-2014 （1）阴坡 （2）阳坡 苯板厚度与渠基土平均地温提高值之间的关系曲线苯板厚度与渠基土平均地温提高值之间的关系曲线 2010-2014年苯板结构观测数据年苯板结构观测数据 试验数据证明，苯板可明试验数据证明，苯板可明 显提高渠基土的地温，这是由于显提高渠基土的地温，这是由于 苯板很好的隔热作用，可有效减苯板很好的隔热作用，可有效减 缓渠基土与外界的热交换速度，缓渠基土与外界的热交换速度， 使渠基土在冻结过程中温度速率使渠基土在冻结过程中温度速率 降低缓慢，减少渠基土冬季处于降低缓慢，减少渠基土冬季处于 负温的时间，苯板越厚，保温效

56、负温的时间，苯板越厚，保温效 果越明显。苯板厚度与地温提高果越明显。苯板厚度与地温提高 值之间的关系见拟合曲线。图中值之间的关系见拟合曲线。图中 大部分曲线斜率基本相同，说明大部分曲线斜率基本相同，说明 渠基土地温随着苯板厚度的增加渠基土地温随着苯板厚度的增加 其增长速率其增长速率4年无明显改变，说年无明显改变，说 明了苯板材料的保温性能具有持明了苯板材料的保温性能具有持 续性。续性。 2010-2014年苯板结构观测数据年苯板结构观测数据 试验段试验段 观测观测 位置位置 2010-20112011-20122012-20132013-2014 最大冻深最大冻深最大冻胀最大冻胀最大冻深最大冻

57、深最大冻胀最大冻胀最大冻深最大冻深最大冻胀最大冻胀最大冻深最大冻深最大冻胀最大冻胀 东港东港 九支九支 结构结构 一一 东坡东坡325.237.57.631.53.2253.0 渠底渠底35.54.0445.6482.0494.3 西坡西坡294.3288.5272.8234.9 结构结构 二二 东坡东坡272.3231.8231.3191.9 渠底渠底32.20.731.52.4450.4481.2 西坡西坡27.52.722.52.623.50.3223.5 结构结构 三三 东坡东坡222.021.50.6211.3181 渠底渠底25.53.2150.3340.6320.5 西坡西坡15

58、.53.922.50.5230.5221.4 对比对比 东坡东坡847.47114.5677.84910.3 渠底渠底70.56.8688.4802.7875.7 西坡西坡936.8867.8814.5608.3 东港东港 九支九支 西二西二 斗渠斗渠 结构结构 一一 南坡南坡31.53.5424391.8343.5 渠底渠底51.53.550.53.2520.9486.9 北坡北坡283.328.51.2281.2211.7 结构结构 二二 南坡南坡29.53310.529.50.830.51.6 渠底渠底32221.5148.50.1465.7 北坡北坡20.71.815.50.4200.

59、8170.2 结构结构 三三 南坡南坡261.725.50.425.50.1240.6 渠底渠底28.51.4240.645.50385.4 北坡北坡19.51.512.50.1190.1100.1 对比对比 南坡南坡99.56.4108895.57.7738.3 渠底渠底57.510.4577.1614.46211.5 北坡北坡517.248.57382.6299.2 东港东港 十一十一 支东支东 五斗五斗 渠渠 结构结构 一一 南坡南坡442.6343.4318.4 渠底渠底29.52622.4646.1 北坡北坡19.51.3140.6165.4 结构结构 二二 南坡南坡34.50.72

60、62.324.56.3 渠底渠底29.50.444.52.3351.5 北坡北坡12.50.39.50.331 结构结构 三三 南坡南坡32.50.620.51.216.50.8 渠底渠底280.4382.6161.4 北坡北坡80.370.200.5 对比对比 南坡南坡95.54.3786.8647.2 渠底渠底624.197.51.9684.1 北坡北坡523.9442.6524.1 2010-2014年苯板结构观测数据年苯板结构观测数据 以九支西二斗渠为例，冻胀量与冻深之间的关系曲线见图，图中为6cm厚苯板保 温结构，对比结构渠基土冻胀率为6.8%，而苯板结构冻胀率小于对比结构，说明苯