灌溉渠道防渗设计及防冻工艺

灌溉渠道防渗设计及防冻工艺

0衬砌结构的破坏在寒冷地区，灌溉渠的防冰性能尤其容易受到冷冻破坏。北方进入冬季之后,气温降到零下,灌溉渠道就会出现冻胀现象,渠道的衬砌结构一般经过几个周期的、反复的冻溶循环之后就会发生一定程度上的损坏,衬砌结构会出现断裂的现象。一旦发生冻裂就会直接影响到渠道的防渗效果,以至于防渗失效。由此可见,对于寒冷地区的灌溉渠道做好防渗工作的同时防冻措施的好坏也至关重要。渠道受到冻害的影响主要是因为渠道地基土在冬季会发生冻胀,为了防止冻胀对灌溉渠道的破坏可以从两个方面进行控制:①避免发生冻胀;②减弱冻胀的程度。1渠道渗流造成渠道土渗渠道发生冻胀破坏的原因主要有下面3项:1)有些灌区根据需要要在冬季实行长时间的冬灌,冬季气温为零下,渠道在输水过程中水体将会出现不同程度的冻结。随着输水时间的增加,温度的不断降低,渠道两侧出现的岸冰会不断的扩大、加厚,还有可能会形成冰坝。为了防止这种现象的出现,减小岸冰对渠道衬砌体的压力。灌区管理人员就要进行定期的打冰操作,这虽然防止了冰坝的产生,但长久以来也造成了渠道防渗保护层的脱落、损坏。2)渠道地基土、衬砌材料、防渗材料等有一定程度的吸水性。渠道在完成输水时,一些材料总是会含有一定水分,当温度降至零下之后,材料中含有的水分就会发生冻结,体积膨胀。经过周期性循环作用之后,造成渠道表面剥离破坏。3)渠道地基土中含水量过高。水在受冷结冰之后就会发生体积膨胀,如果渠道地基土中含水量超标,在冬季温度降低到负温后,土体孔隙中所含的水份凝结成冰。土体冻结时体积膨胀,产生冻胀破坏。4)长期输水过程中渠道的砂砾石垫层作用消失。输水期间由于渗透力的作用,土壤中的细颗粒被带入到渠道垫层中,随着垫层土量的增加,砂砾石就慢慢失效,由“非冻胀性土”变成“冻胀性土”,加速渠道的冻胀破坏。2灌溉新疆地区灌溉面积大,输水工程中,一直都受到严寒天气的影响,采取有效地防渗防冻措施是提高灌溉效率必须要解决的问题。2.1水利断面型常用的两种断面形式分别是弧形底梯形断面以及U形断面两种,这两种断面形式是最为接近最优水利断面的,同时也是抗冻胀变形能力最强的。对于U形渠道来说,具有过流量大、混凝土强度高、密实性能好、防渗性能好、整体性能强等优点;更值得一提的是它具有良好的抗冻胀能力,修筑U形衬砌渠道占地面积少2.2在施工过程中，优化了石材结构在修筑灌溉渠道时首先要通过采取相应措施解决渠道防渗排水问题,同时兼顾防冻的要求。通常可以采用3类方法进行。11板和膜的复合结构修筑时在混凝土板上多加铺一层复合土工膜,不仅提升了渠道抗渗性能,还能够有效的减少35%～55%的冻胀量。2采用具有隔热性能的支撑结构可以利用苯板的保温性能防止冻胀的发生。33通过置换槽底部的基本土壤，以避免冻害通过对渠道下层一部分会发生冻胀的地基土进行置换来实现防冻的效果,也可以利用堤防压实和地下水外排相结合的方式来提高抗冻胀性能。2.3在一定范围内设置冻胀变形缝根据工程实际情况,考虑基土冻胀力的作用和冻胀破坏位置,沿渠道输水方向设2～3m设置变形缝,设置一定数量的变形缝来防止冻胀发生时对渠道的破坏。应该在设置变形缝的部分做好防渗处理,向缝内添加填充料,如:沥青、玛蹄脂等。2.4采用地下管道和地下管道进行灌溉修筑暗渠、暗管的投资较少、经济效益好、施工起来简单便捷、对渠道的管理、保养工作也容易进行,是一种比较好的防渗防冻渠道2.5渠道的保湿进去冬季之后,要加强对灌区渠道的管理工作,才能有效地防止冻害。对于不在冬季过水的渠道,要及时的排除渠道内的积水,切断水源,尽量减少渠道土中的含水量。而如果是冬季过水的渠道,要及时处理掉渠道内的冰块并排走渠道内的积水,最大程度的防止冰冻危害。2.6提高渠道的防渗防冻能力随着科学技术的发展、进步,抗渗抗冻的新材料、新技术也在不断的更新换代。新型复合材料、新型固化防渗材料、纳米改性防渗材料等都是比较优质优良的防渗新材料。目前,国内主要的防渗材料主要是砌石、混凝土、沥青混凝土、膜料等。要提高渠道的防渗防抖性能新型的优质材料的使用是必不可少的。除了这些方法之外,在进行防渗防冻渠道工程设计时可以适当的提高混凝土的标号,并且采用塑模现浇混凝土,即取得良好的抗渗效果又能实现抗冻。适当的提高混凝土抗冻标号,不仅仅能够有效地提高渠道的抗冻能力,还延长混凝土的使用寿命。混凝土强度增加,提高了抗冻胀的能力减轻了冻胀破坏。还可以通过设置排水设施的方法来减少、排出垫层中的水。在渠床下设置排水管道,将渗入地基土中的水及时沿着排水管道排出基土外,这样可以减少基土中的含水量,防止冻胀。3节约水资源,扩大灌溉在寒冷地区做好灌溉渠道的防渗防冻工作是非常重要的,不仅能够起到减少输水过程中水量损失,还能够提升对渠道水的利用率,有效节约水资源的同时还能扩大农作物的灌溉面积。西北严寒地区在进行