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对渠道冻胀破坏的产生的原因分析及如何处理 阿布都沙拉木.阿布都热西提新疆水利厅头屯河流域管理处 摘要：本文通过对某案例进行大量的技术数据分析，指出了渠道冻胀破坏的原因，并采取了相应的防治措施，保障了灌区渠道运行的安全性，减少了水的渗漏损失，提高水的利用率。 关键词：渠道；冻胀；措施； Onchannelfrostheavingdamagereasonsanalysisandhowtodealwith AbudousaladwoodenwAbdouGecity XinjiangDepartmentofwaterresourcesofToutunRiverRiverBasinManagementOffice Abstract:Basedonacaseofmassivetechnicaldataanalysis,pointedoutthechannelfrostheavingdamagereason,andtakecorrespondingmeasures,protectthechanneloperationsafety,reducethewaterleakageloss,improvetheutilizationrateofwater. Keywords:channel;frostheave;measures; 一、工程概况 某灌区始建于上世纪70年代初期，建成大中型泵站38座，小型泵站102座，装机容量63567kw。总干渠1条，干渠5条，总长度178.85km。设计流量12m3/s,加大流量14.40m3/s，总扬程529m，设计灌溉面积2.03万hm2。灌区之间，气候干燥、降水少、蒸发量大、昼夜温差大、日照时间长、无霜期较短，属于典型的干旱、半干旱大陆性气候。据气象站多年观测资料统计表明：灌区年平均气温8.8℃，年平均最高气温37.4℃，年平均最低气温-27.4℃。年平均风速为1.2m/s，最大风速22m 二、现状及破坏情况 1湿陷性黄土渠基是产生冻胀破坏的重要因素 灌区渠道位于湿陷性黄土高原区，该区黄土主要由颗粒组成，颜色呈棕黄、灰黄或褐黄，具有大孔隙和垂直节理特征。渠基在一定渗水压力下产生湿陷而冻胀。工程自1971年运行以来，因湿陷冻胀破坏设施引起的工程事故比较多，平均年直接经济损失为60万元。渠道因冻胀造成的衬砌面的变形、裂缝乃至渠道滑坡，降低了防渗作用，严重影响了渠道运行的安全性、水的利用率及工程的效益。 2灌区渠道冻胀破坏的现状 1）总干渠冻胀破坏情况。经过多年对总干57.2km渠道进行观测及试验发现，工程完好的为36.6km，有明显裂缝的为6.5km，渠道下部隆起的有7.6km，滑坡6.5km。 2）干渠冻胀破坏情况。经过多年对灌区白塬、三场塬、关川三条干渠总长106.33km渠道进行观测发现，遭受破坏为76.77km，占渠道全长的72.2%。 三、灌区渠道冻胀的特点和规律 1不同的渠道断面形式冻胀变形的程度不同 对梯形断面渠道的冻胀数据分析发现：梯形渠道在两旁坡脚底以及坡面上部冻胀量比较小，而渠底的中位和坡面的下部冻胀量较大，坡面靠近坡脚处冻胀量最大。一般在坡面底部第一层预制块被推移跌叠，造成与第二层预制块的灰缝脱落，被冻结的基土消融后从灰缝中流出。渠底部分中间预制块隆起，混凝土的抗剪强度不足使灰缝部位推移错位。因此，我们将渠道断面形式由梯形渠底改为弧形渠底，观测后弧形断面冻胀变形均匀，坡面变形程度为梯水利建设形渠的1/4，灰缝的变形是原来的1/5，渠底基本没有变形。 2不同的防渗衬砌形式冻胀破坏程度不同 1）.砂砾垫层厚度与冻胀数据分析。在整个冻融期内混凝土块衬砌的混凝土面及基土的分层冻胀、融化变形、土壤水分、冻结深度、衬砌表面的温度等数据，分析研究表明：当垫层厚度为阳坡20cm～40cm、阴坡30cm～60cm之间，每增加15cm，冻胀就减少1cm。当阳坡衬砌面垫层厚度为30cm～60cm、阴坡40cm～80cm,砂砾石垫层每增加15cm，冻胀减小0.5cm。另外，混凝土块衬砌比现浇的渠道土壤中含水量高，冻胀量大，恢复较快。 2）.采用不同的防渗抗冻衬砌结构应用实例。在灌区干渠段选择了2600m渠道共有6种不同类型分8个断面进行比较，实践证明，深挖方地段砂砾垫层具有较好的防冻胀效果，但其抗渗性能比较差，不宜在高填方渠道使用。而用砂砾垫层，再增设防渗材料，效果较好。近年来，我们采用在深挖方地段采用砂砾垫层削减冻胀，再铺设塑料布或复合土工膜，用M10砂浆衬砌混凝土块的渠道，防渗和防冻效果显著；在高填方区采用了原土翻夯50cm，再铺设塑料布或复合土工膜，用2cm～4cm砂浆垫层衬砌混凝土块的渠道运行近4年，没有明显的冻胀变形。 四、原因分析 1冻融循环形成冻胀破坏 纯净水的冰点为0℃，而地基中水由于土壤含有盐等矿