渠道衬砌冻胀破坏的防治

三、渠道衬砌冻胀破坏的防治

在季节性冻土地区,细粒土壤中的水分在冬季负温条件下结成冰晶,使土壤体积膨胀,地面隆起,这种现象称为土壤的冻胀。在渠道衬砌的条件下,因衬砌层约束了土体的冻胀变形而产生了巨大的推力,称为冻胀力。衬砌层和冻土黏结在一起,还会产生切向冻胀力。在冻胀力的作用下,衬砌护面会遭受破坏。由于渠道断面各部位接受太阳辐射不均匀,各处温度就不同,土壤的冻深和冻胀量也不同,一般渠底和阴坡的冻胀量大于阳坡。渠床渗漏和地下水上升毛管水的补给影响,使渠床下部土壤的含水量高于上部,也增加了下部土壤的冻胀量。因而,渠道的冻胀破坏以渠底和渠坡下部最为严重。

渠道冻胀破坏的防治措施可归纳为以下两类:

1.减轻土壤冻胀力的措施

(1)减少渠床土壤水分。规划渠道时,尽可能使渠底高出地下水位的距离不小于冻土层深度与上升毛管水强烈补给高度之和,并使渠线行经砂砾石等排水性能良好的地带,还要远离灌水农田及其他水源。

(2)换置渠床土壤。用砂砾石换置冻胀性强的渠床土壤,置换深度随土壤性质和地下水补给条件而异,一般应大于冻土深度的60%。(https://www.daowen.com)

(3)避免渠道冬季输水。冬季停水日期应比气温稳定通过零度日的时间提前7~10d。春季开始输水日期不应早于气温稳定通过零度日的时间,最好在冻胀变形回复、衬砌层的裂缝基本闭合之后。

2.增强衬砌结构抵抗和适应冻胀变形的措施

1)在弱冻胀地区采用预制混凝土板衬砌渠道时,对冻胀变形有较好的适应性。采用现场浇筑混凝土板衬砌渠道时,应在渠坡下部和渠底中部设变形缝,以适应土壤的冻胀变形。

2)在小型渠道上,可采用U型渠道,以提高抵抗冻胀破坏的能力。

3)在强冻胀地区,可采用柔性膜料衬砌渠道,以适应土壤的冻胀变形。