渠道防冻胀技术.pptx

现代节水灌溉技术
工程案例----渠道冻胀破坏
渠道防渗工程冻害类型
一、渠道防渗工程的冻害及原因 （一）渠道防渗工程冻害类型
根据负气温造成各种破坏作用的性质，冻害可分以下三种 类型。 1．渠道防渗材料的冻融破坏 2．渠道中水体结冰造成防渗工程破坏 3．渠道基土冻融造成防渗工程破坏
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渠道防渗工程冻害类型
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冻胀隆起架空引起渠道冻融滑坡破坏
冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
3．冻融滑塌 二是渠坡基土融化期
的大面砌板塌落下滑， 导致坡脚混凝土板被推 开，上部衬砌板滑落下 滑，如图所示。
（一）混凝土防渗
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流土引起渠道冻融滑坡破坏示意图
冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（一）混凝土防渗
4．整体上抬
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冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（一）混凝土防渗
1．鼓胀及裂缝
冬季渠内存水并结成较厚冰层的情况下，冰面附近渠坡含 水量较高，水分补给充分，冻胀量较大。但混凝土衬砌板的 冻胀上抬受到冰层一侧的限制，因而可能在冰缘弯出现裂缝 或折断。
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冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（一）混凝土防渗
保护层剥蚀后膜料外漏
冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
2. 膜料防渗
外露式膜料衬砌， 易受机械作业破坏或老化。 在冻胀性土区，由于渠坡 的反复冻融，融土蠕动下 滑，使薄膜鼓胀，无法复 位，如图所示。
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外露式膜料衬砌破坏
冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（三）沥青混凝土防渗渗
沥青混凝土在低温下仍具有 一定的柔性，能适应一定的变形， 但基±冻胀量大时仍可能破坏。 且沥青混凝土的温度收缩系数大， 在低温下易产生收缩裂缝，若不 加处理，就给渠水入渗造成通路。 此外，沥青混凝土在自然条件作 用下，存在自然老化问题,从而降 低了适应冻胀的能力。
混凝土属于刚性衬砌材料，具 有较高的抗压强度，但抗拉强度较 低，适应拉伸变形和不均匀变形的 能力较差。在冻胀力和热应力的作 用下容易破坏，其破坏形式如下。
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冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（一）混凝土防渗1．鼓胀及源自缝 冻胀裂缝多出现在尺寸较大的现浇混凝土板顺水方向，缝位
一般在渠坡坡脚以上1／4～3／4坡长范围内和渠底中部。当冬 季渠道积水或行水时，一般出现在水面附近的渠坡上。当混凝 土板尺寸过大，不能适应温度收缩变形时，将由于温度应力造 成纵向或横向裂缝。当缝间止水材料不能适应低温变形时，将 在分缝处发生开裂。此外，当混凝土板与基土冻结在一起后， 由于冻土出现冻胀裂缝，混凝土板亦可能被拉裂。
一、渠道防渗工程的冻害及原因 （一）渠道防渗工程冻害类型
1．渠道防渗材料的冻融破坏
渠道防渗材料具有一定的吸水性，这些吸入到材料内的水分 在负温下冻结成冰，体积发生膨胀。当这种膨胀作用引起的应力 超过材料强度时，就会产生裂缝并增大吸水性，使第二个负气温 周期中结冰膨胀破坏的作用加剧。如此经过多次冻结一融化循环 和应力的作用，使材料破坏、剥蚀、冻酥，从而使结构完全受到 破坏而失去防渗作用。
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渠道防渗工程冻害类型
一、渠道防渗工程的冻害及原因 （一）渠道防渗工程冻害类型
2．渠道中水体结冰造成防渗工程破坏
当渠道在负气温期间通水 时，渠道内的水体发生冻结。 在冰层封闭且逐渐加厚时，对 两岸衬砌体产生冰压力，造成 衬砌体破坏或产生破坏性变形。
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工程案例----渠道在寒冷地区
2．隆起架空
在地下水位较高的渠段，渠床基土距地下水近，冻胀量 大，而渠顶冻胀量小，造成混凝土衬砌板大幅度隆起架空。 这种现象一般出现在坡脚或水面以上0.5～1.5m坡长处和渠底 中部，有时也顺坡向上形成数个台阶状。
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冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（一）混凝土防渗
3．冻融滑塌
有两种形式。一是由于冻 胀隆起架空，使坡脚支撑受到 破坏，衬砌板垫层失去稳定平 衡，基土融化时，上部板块顺 坡向下滑移、错位，互相穿插， 如图所示。
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混凝土衬砌板顺坡向上推移
冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（二）膜料防渗
铺埋式衬砌冻害主要表现在膜料 的保护层上土料保护层常因逐年冻融 剥蚀变薄，渠道由规则的梯形变成宽 U形，甚至膜料外露而遭到破坏，如 图所示。刚性保护层效果较好。但在 强冻胀土区，也可能出现类似刚性材 料的冻胀形式。
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渠深1.0m左右的较小渠 道，基土冻胀不均匀性较小， 如小型混凝土U形槽和地下水 埋藏较深、衬砌体下没有垫层 的渠道可能发生整体上抬，如 图所示。
小型混凝土U型槽发生整体上台
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冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（一）混凝土防渗
此外，砌石防渗破坏形 式与混凝土相似，往往还由于 勾缝砂浆受冻融作用而开裂， 如图所示。
沥青混凝土防渗
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渠道防冻技术
主 讲 人： 杨胜敏 北京农业职业学院
现代节水灌溉技术
2014.09
防冻害措施
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防冻害措施
三、防冻害措施
渠道防渗工程冻害类型
一、渠道防渗工程的冻害及原因 （一）渠道防渗工程冻害类型
3．渠道基土冻融造成防渗工程破坏 由于渠道渗漏、地下水和其他水源补给、渠道基土含水量较
高，在冬季负气温作用下，土壤中的水分发生冻结而造成土体膨 胀，使混凝土衬砌开裂、隆起而折断。在春季消融时又造成渠床 表土层过湿、疏松而使基土失去强度和稳定性，导致衬砌体的滑 塌。
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渠道防冻技术
主 讲 人： 杨胜敏 北京农业职业学院
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2014.09
渠道防渗工程冻害类型及原因
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渠道防渗工程冻害类型
一、渠道防渗工程冻害类型及原因
（一）渠道防渗工程冻害类型
含义： 由于负气温对渠道防渗衬砌工
程的破坏作用而失去了防渗意义统 称为渠道防渗工程的冻害。
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渠道防渗工程冻害类型
一、渠道防渗工程的冻害及原因 （一）渠道防渗工程冻害类型
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工程案例----渠道冻胀破坏
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主 讲 人： 杨胜敏 北京农业职业学院
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冻胀破坏形式
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冻胀破坏形式
二、冻胀破坏形式
（一）混凝土防渗