文档介绍：2012 年 7 月地下水 Jul. ,2012
第 34 卷第 4 期 Ground water Vol. 34 NO. 4
明渠衬砌冻胀破坏成因分析及防冻胀措施研究
曹倩,孙博,曹文京
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山东省胶东调水局山东济南 250010
[摘要] 山东省胶东调水工程所在区域位于暖温带季风气候区,有明显的海洋性气候特征,在冬季引水时,
受到低温、冰凌影响对明渠衬砌工程产生冻胀破坏,严重影响引水安全。从渠道的冻胀原因入手,寻求合理的防冻
胀措施。
[关键词] 渠道衬砌冻胀破坏成因分析措施
[中图分类号] TV672 [文献标识码] B [文章编号] 1004 - 1184 2012 04 - 0173 - 03
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山东省胶东调水工程位于我省胶东半岛北部渠首至引大其冻胀性也增大。粒径< 0. 01 ~ 0. 05 mm 时就会发生冻
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黄济青宋庄分水闸段为利用现的引黄济青工程输水线路长胀粒径为 0. 05 ~ 0. 002 mm 时具有最大的冻胀性当粒径
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160. 5 km 宋庄分水闸一威海市的米山水库为新辟线路输< 0. 002 mm 时冻胀性相应减弱。在自然条件下不同土壤
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水线路长 306. 703 km 是一项以输水为主同时兼顾防洪、排的冻胀量顺序如下粉质粘土> 壤土> 砂壤土> 重粘土> 砂
涝、灌溉等多功能于一体的长距离跨流域调水工程。胶东地土> 砂砾。
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区引黄调水工程输水明渠位于我省胶东半岛的东北部渠首 1. 1. 2 含水率
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位于昌邑市引黄济青输水河设计桩号 160 + 500 处输水明从材料来说渠道衬砌的材料具有一定的孔隙其内部
渠沿莱州湾海岸,向东北方向至龙口市的黄水河泵站,输水所含有一定的水分,在低温下结成冰,体积会发生膨胀,当这
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线路全长 159. 609 km 途经昌邑、平度、莱州、招远、龙口共 5 种作用引起的应力超过材料强度时就会使衬砌体表面产生
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个县级市。胶东调水工程输水明渠段工程位于暖温带季风一定数量的小裂缝。再经过数次的周期性冻融循环衬砌裂
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气候区但具有明显的海洋性气候特征。多年平均气温 11℃缝的扩展增强了渗漏加快了基土的冻胀及衬砌的冻胀破
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~ 14℃无霜期为 200 ~ 220 d。多年 1956 ~ 2010 年平均降坏。因此渠基土的含水率是渠道砼衬砌冻害的决定性因
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水量 654. 0 mm 是我省降水量低值区。年平均蒸发量在 900 素。渠基土含水率大冻胀量就大含水率小冻胀量就小。
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~ 1 000 mm 之间属于半干旱半湿润地区。处于季节性冻土同时地下水位的埋深也对渠道的冻胀有重要的影响。山东
地区,地表层存有冬冻春融的冻结融化层,土体发生的物理省水科院经试验认为,对土体冻深有影响的地下水埋深范围
力学性质的挤压和减压变化,直接影响着上部建筑物的稳定应土壤毛细水上升高度与土体冻深之和,即
L ≤ H Z L
性,如地表冻胀隆起融化沉陷,导致基土上建筑物受到不同
、≤H + Z。
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程度的破坏。渠道冬季输水形成大气与水之间的热量交 1. 1. 3 温度
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换当水面