[实用新型]用于季节冻土区冬季无冰盖输水渠道防冻胀破坏的置换结构

说明书

本实用新型涉及输水工程技术领域，特别涉及一种用于季节冻土区冬季无冰盖输水的防冻胀换填渠道结构。一种用于季节冻土区冬季无冰盖输水渠道防冻胀破坏的置换结构，根据季节冻土区冬季无冰盖输水渠道的冻胀特点，充分利用冬季渠水的保温作用，采用非全断面置换砂砾石，将渠道边坡上部冻结深度范围内的冻胀性渠基土置换为非冻胀性土——砂砾石，砂砾石填土层下边及两侧边铺设具有反滤作用的土工织物，渠坡顶的砂砾石填土层顶部铺设防渗层，且在砂砾石填土层最低部、离渠坡面最远的位置沿渠铺设集水管，并设置若干集水暗井和配套的抽水设施。克服了现有渠道采用的柔性+刚性衬砌的防冻胀破坏形式在冬季输水渠道中应用效果不佳的问题。

技术领域

本实用新型涉及输水工程技术领域，特别涉及一种用于季节冻土区冬季无冰盖输水的防冻胀换填渠道结构。

背景技术

我国东北、西北、华北处于季节性冻土区，建筑物的冻害十分普遍。而处于水土为环境的水利工程更是如此。作为我国灌区、城市供水、工业用水、水库湖泊间以及跨流域间水调配的主要输水方式的渠道，若处于季节性冻土区，则其刚性衬砌层即混凝土板冻胀破坏严重。目前，对渠道的冻胀破坏问题科研工作者已开展深入的研究，并取得了大量的研究成果，这一问题也得到了较好的解决。但是，这些成果绝大多数是针对冬季停水渠道。对于冬季输水渠道的研究成果则是重点在冰害和冰情方面。

目前大多数渠道抗冻胀破坏设计不区分渠道冬季运行情况的。换言之，人们认为：渠道全断面冻结时受到的冻胀破坏作用最为严重，只要解决了全断面冻结时（对应为冬季停水时）的渠道冻胀破坏问题，将全断面冻结时（对应为冬季停水时）渠道冻胀破坏问题的解决方法直接应用于冬季输水渠道，则所有渠道的渠基土的冻胀问题就根本彻底地解决，结合冬季输水渠道的冰害研究成果，则所有渠道的冻胀和冰害问题就全部解决。然而，工程实践（玛纳斯河一级电站引水渠的破坏情况，该引水渠采用的一布一膜+混凝土板的衬砌结构）表明既使采用了防冻胀破坏措施，冬季输水渠道仍有冻胀破坏现象。而山区渠道暖季停水检修或渠内水深较小时，在压差作用下地下水对一（二）布一膜+混凝土板衬砌结的渠道板顶起，而又放水时衬砌板又被冲移变位翻毁。即当前常采用的一（二）布一膜+混凝土板衬砌结构渠道既面临着冬季冻胀破坏又有暖季地下水顶起破坏。因此，有必要进一步对用于冬季无冰盖输水渠道的防冻胀破坏技术及输水渠道进行研究。

发明内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种用于季节冻土区冬季无冰盖输水渠道防冻胀破坏的置换结构，克服了现有渠道采用的柔性+刚性衬砌的防冻胀破坏形式在冬季输水渠道中应用效果不佳的问题。能够确保冬季输水渠道不产生冻胀破坏和暖季停水时也不发生渠外水压力的顶起破坏。不仅可以起到常规置换渠基土的防冻胀效果，而且可节省换填土方量，降低成本，节约资源，保护环境。

本实用新型所采用的技术方案：

根据季节冻土区冬季无冰盖输水渠道的冻胀特点，充分利用冬季渠水的保温作用，采用非全断面置换砂砾石，即将渠道边坡上部冻结深度范围内的冻胀性渠基土被置换为非冻胀性土——砂砾石，砂砾石层下边及两侧边铺设具有反滤功能的土工织物，渠坡顶的砂砾石填土层6顶部铺设防渗层1，且在砂砾石填土层6最低部、离渠坡面最远的位置沿渠铺设集水管11，并设置若干集水暗井和配套的抽水设施。

所述的用于季节冻土区冬季无冰盖输水渠道防冻胀破坏的置换结构，砂砾石填土层6顶部铺设的防渗层1为上有土防护的土工防渗膜布或混凝土板，且土工防渗膜布或混凝土板的宽度大于砂砾石层的水平宽度。

所述的用于季节冻土区冬季无冰盖输水渠道防冻胀破坏的置换结构，渠道边坡下部未冻结区域内的冻胀性渠基土不置换，且边坡混凝土板与其下部未冻结区域的渠基土之间亦铺设具有反滤功能的土工织物，并在未冻结区域内的混凝土板上加倾向于渠内且向渠内排水的逆止阀。