渠道衬砌抗冻胀问题研究

研究了渠道衬砌体冻胀破坏的机理,提出削减和抵抗相结合的抗冻胀思路;探讨了冻结力及冻胀力的计算方法;并由此推算出衬砌体抗冻胀应采用的混凝土强度标号和砌体横截面各部位相应的厚度尺寸,拟定出渠道衬砌抗冻胀破坏的合理断面;提出了解决渠道衬砌体抗冻胀问题的具体措施,

第24卷 增1

岩石力学与工程学报 Vol.24 Supp.1

2005年8月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Aug.，2005

渠道衬砌抗冻胀问题研究

张伯平1，牟过斌2，刘海军1

(1. 西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 杨陵 712100；2. 渭南市石堡川水库管理局，陕西 渭南 715200)

摘要：研究了渠道衬砌体冻胀破坏的机理，提出削减和抵抗相结合的抗冻胀思路；探讨了冻结力及冻胀力的计算方法；并由此推算出衬砌体抗冻胀应采用的混凝土强度标号和砌体横截面各部位相应的厚度尺寸，拟定出渠道衬砌抗冻胀破坏的合理断面；提出了解决渠道衬砌体抗冻胀问题的具体措施，并在陕西省渭南市石堡川水库干支渠道抗冻胀设计中应用，取得很好效果。既解决了工程抗冻胀问题，节省工程维修费用，又大大地提高了灌溉渠道输水效率，节约水资源。

关键词：水利工程；渠道衬砌；冻胀破坏；冻结力；冻胀力；结构措施

中图分类号：TV 698.2+6 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)增1–5130–06

STUDY ON THE FROST HEAVING OF CANAL LINING BLOCKS

ZHANG Bai-ping1，MU Guo-bin2，LIU Hai-jun1

(1. College of Water Resources & Architectural Engineering，Northwest A & F University，Yangling 712100，China；

2. Shibaochuan Reservoir Management Bureau of Weinan City，Weinan 712500，China)

Abstract：The mechanism of frost heaving of canal lining blocks is studied and the methods of calculating frost heaving and freezing of canal are discussed. On the basis of the works，a means of combination with cutting and resistance is proposed to deal with the frost heaving. The suitable tab of concrete in canal blocks and corresponding thickness and size in different position of cross section are calculated to obtain a optimum section of canal lining blocks with frost heaving，and some detailed measures are put forward to solve the problem of frost heaving in canals. This research was applied to devise the main canal and branch canal in Shibaochuan Reservoir and a good effect was realized. It not only solves the problem of frost heaving of canal but also declares the maintenance cost，improves the efficiency of routing，and saves water resources.

Key words：hydraulic engineering；canal lining blocks；frost heaving of masonry；freezing mechanics；mechanics of frost heaving；construction measurement

占混凝土板总损坏数的80%以上[2]。有的新修渠道，使用1～2 a就出现了裂缝。由于渠道混凝土冬季胀裂，春夏季气温回升，渠道土体融缩，渠道衬砌体

在北方水利工程中，输水渠道衬砌体因受冻胀

随之回缩复位，但留有残余变形，连年往复，复位残余变形量增大，直至失稳滑坍，彻底损坏。由于冻胀破坏作用，有的渠道坏了修、修了坏，反复建设，反复投资，费用相当大，给工程使用和管理带

1 引 言

作用而破坏的例子屡见不鲜。因此有人认为，在北方地区，冻害是混凝土防渗渠道的大敌[1]。据山东韩墩引黄灌区衬砌渠道的统计，冻胀引起的损坏数

收稿日期：2004–12–10；修回日期：2005–04–02

作者简介：张伯平(1945–)，男，1970年毕业于原西北农学院水利系，现任教授、硕士生导师、陕西省岩石力学与工程学会常务理事，主要从事岩土工程和水利工程方面的教学与科研工作。E-mail：sjxucjzx@。