河套灌区渠道衬砌工程冻胀破坏分析及防治措施周 龙等 ３ｌ 【农牧区水利】 河套灌区渠道衬砌工程冻胀破坏分析及防治措施 周 龙 ，赵宏丰 ，刘 辉 （１．河套灌域管理总局义长灌域管理局沙河渠管理所，内蒙古五原０１５１００； ２．河套灌域管理总局义长灌域管理局，内蒙古五原０１５１００；３．河套灌域管理总局义长灌域管理局，内蒙古五原０１５１００） ［摘要］ 河套地区灌溉渠道衬砌工程的冻胀破坏多年以来是灌区需要克服和解决的问题，并且也 影响着整个灌区的大力发展。文章通过对渠道衬砌工程的冻胀机理进行分析，提出解决冻胀破坏的 措施。 ［关键词］ 渠道衬砌；河套灌区；冻胀防治 中图分类号：ＴＶ ６９８．２ ６ 文章标识码：Ａ 文章编号：１００９—００８８（２０１４）０１—００３１一Ｏ１ ０概述 众所周知，土是多孔多相松散的介质，它的组成是 矿物颗粒，有机物质，而水份与空气在其中的排列是具 灌区渠道衬砌工程是为了提高渠道的输送水能 有随机性的。实验表明。当土质颗粒直径大于０．１ 力，减少水资源渗漏损失的防渗工程。河套地区从２０ ｍｍ时，在冻结时几乎不存在冻胀，直径为０．１—０．０５ 世纪６０年代以来进行了大量的渠道衬砌工程，但是由 ｍｍ时，它的冻胀属性相对均匀，直径为０．０５～０．００２ 于基土的冻胀破坏，使大量的工作在不同程度遭到破 ｍｍ时，冻胀属性最强。国内有关调查研究表明，土壤 坏，甚至有的渠道工程已经失去防渗的功能，而其中的 的冻胀性能依次由弱到强分为：砂砾石、粗砂、砂砾土 根本原因是没有充分考虑河套地区的冻胀规律，大多 （粒径小于０．０５ ｍｍ的沙土超过总含量的１２０％）、砂 数的衬砌工程在设计时并没有考虑在较低气温下基土 壤土、轻壤土、亚黏土、粉质土，而其中，的土壤中如果 特有的物理性质的变化冻胀破坏产生的原因。 直径在０．０５～０．００２ ｍｍ的含量超过６０％的总含量 冻胀是由于土中水分的冻结和冰体的增长引起土 时，冻胀属性是最强烈的。碎石和风积石是不冻胀或 体膨胀，地表不均匀隆起的作用，冻胀的原因包括土中 者弱冻胀的土，在衬砌工程中可以做为渠基的换填土 原有的水结冰体积膨胀，同时也包括土冻结过程中下 壤，如果长期有小粒泥浆灌人渠基时也会发生冻胀。 部未冻结土中的水分迁移并向冻结面靠拢，水与土粒 １．２渠床基土中的水分 分异形成冰透镜体或冻夹层，使土体积膨胀。正是由 由于冻胀是因水体的结冰体积膨胀而引起的一系 于衬砌工程在冻胀的作用下，在冻胀力的影响下整个 列现象，所以水分是防渗衬砌工程冻胀灾害形成的决 衬砌体发生相对位移，从而使衬砌工程收到不同程度 定性因素。在冻结时期，渠道基土中含水量越高，冻胀 的破坏。根据实验结果表明渠道防渗衬砌体的冻胀破 程度就越大。河套地区由于大面积种植向日葵，秋天 坏主要是由于衬砌工体下方土体的冻胀引发的，根据 灌区停水相对比较晚，一般为１１月３０日左右，这个时 土体颗粒的位移热筛效应以及对流迁移理论，可知，对 候整个渠道的基土含水量已达到饱和状态，此时的气 于河套地表的土层由于气温的周期性改变而发生反复 温为０℃，基土中的水分还没来得及下渗迁移时，就已 的冻融改变，明显分为３方面：①由于水分迁移而引起 经开始冻结。基土冻结时的水量大小与冻胀程度的大 分凝冰层出现，致使土体出现冻胀。②随着水分的迁 小是成正比的，这个时间段地下水位高，土壤在毛管抽 移进而发生溶质的迁移，所以土层中出现高浓度带，最 吸力的作用下，还可以使未冻结的地下水向表层冻结 终土层中出现融弱层。③由于内外应力的相互作用， 土壤迁移，使得冻胀程度严重。 土体颗粒发生相对位移，导致土体改变。 ２渠道衬砌的冻胀防治措施 １ 影响衬砌工程冻胀破坏的因素 ２．１ 渠道基土换填及压实措施 １．１渠道土质的物理性质 依据土质的不同性质对冻胀的敏感程度的不同， ３２ 内蒙古水利 ２０１４年第１期（总第１４９期） 【农牧区水利】■ ● 辽宁省农村水利发展现状及对策研究 王莉莉 （辽宁省农村水利建设管理局，辽宁沈阳１１０００３） ［摘要］ 文章阐述了辽宁省农村水利发展现状，分析在农村水利建设管理中存在的问题，并针对 问题提出建议。 ［关键词］ 农村水利；建设管理 中图分类号：Ｓ ２７４ 文章标识码：Ｂ 文章编号：１００９一Ｏ０８８（２０１４）０ｌ一０ｏ３２—０２ １农村水利发展现状 １．１农田灌溉 区、阜新涝区和凌下涝区、东南沿海与山间零星涝区、 西部沿海与山间零星涝区，易涝面积１０１．２万ｈｍ ，约 占总耕地面积的１／４，其中，达到１０年一遇治涝标准 的占６７．６％。建成排水闸站２ ３９１座，配套田问工程 ８．２万座，各级排水沟道１８．２万条１０．７万ｋｍ长，排 辽宁全省总耕地面积４０８．５万ｈｍ ，截至２０１０年 底，全省农田有效灌溉面积１５０万ｈｍ ，实灌面积 １２２．６万ｈｍ 。设计灌溉面积在２万ｈｍ 以上的大型 水能力９ ３５８ ｍ ／ｓ。这些易涝耕地主要分布在中部商 品粮生产基地，全省排涝事业的发展，对于增加和稳定 该省粮食生产具有十分重要的作用。 １．３农村供水 灌区有１１处，６６６．６ ｈｍ 以上的中型灌区７２处，３３．３ ｈｍ 以上的小型灌区３ ０８０处。建成渠首工程４ ０００ 多座，渠系建筑物１８万座，配套渠长１．５８万ｋｍ。特 别是该省实施高效节水灌溉以来，节水效果更佳明显， 综合效益大幅提高。据统计，截至２０１２年底，全省的 节水灌溉面积达到７４万ｈｍ ，占有效灌溉面积的４３． ６％。 辽宁省从２００４年全面开始解决农村饮水安全问 题以来，截至２０１０年底，全省农村饮水安全和基本安 全人口达到１ ７３８．７３万人，饮水安全普及程度为 ７４．７７％，饮水不安全人口５８６．６万人，占农村总人口 １．２农田排涝系统 的２５．２３％。农村饮水安全工程的建成，不仅改善了 农民群众的饮用水条件，而且了农村劳动力，减少 了水事纠纷，推进了城乡基本公共服务均等化。 材料。一般情况下渠道为东西走向的阴坡要使用８ ｃｍ厚的保温板，阳坡使用６ ｃｍ的保温板即可，南北走 向的渠道阴坡与阳坡一般可使用５ ｅｍ左右的保温板 即可。另外，土壤固化剂在河套地区衬砌工程中已投 入了使用，在实践中证实这种新型的渠道衬砌材料具 有质量可靠，总体价格低，性能稳定，防冻效果明显，长 全省易涝耕地划分ｌ０个涝区，即北部河谷涝区、 绕辽浑涝区、浑太涝区、绕右涝区、盘锦涝区、营口涝 在换填渠库基土的时候，一定要选择非冻胀性或者弱 冻胀性土材（如砂砾石），用压实法来增加基土的整体 密度，可以使土壤的孑Ｌ隙减小。透水性与冻胀的特性 减弱。在此基础上增加排水设置也是非常必要的，可 以有效降低基土含水量。总之，如果能够保证足够深 的换填基土量（最好能够达到冻结深度），并且选择相 对恰当的回填材料，再加上排水设施的辅助，那么渠道 基土的换填工作便可以有效地改善冻胀灾害。 ２．２做好保温措施 期使用过程中经水浸泡表面不易剥落，不易被侵蚀而 且整体强度高，防水性强，在施工工程，简单易操作，没 有污染，经久耐用，使用范围广等特点，值得在河套地 区大量普及使用。 收稿日期：２０１３—１２—１５ 渠道衬砌的保温措施是在衬砌体的下面铺设保温 材料，用来提高地表温度，从而达到削减衬砌冻胀程 度，在做保温前一定要考虑渠道的走向，针对不同走向 的渠道的不同部位保温材料使用的厚度也有所不同， （编校：郭宝丽） 作者简介：周龙，现主要从事水利工程管理工作。 通常情况在河套地区使用聚苯乙烯保温板来充当保温
