局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107059797A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201611006999.6(22)申请日2016.11.10(71)申请人长安大学地址710064陕西省西安市南二环路中段(72)发明人安鹏倪万魁程大伟徐强刘海松(51)Int.Cl.E02B5/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法(57)摘要本发明公开了一种局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法，按以下步骤进行：根据渠道所在地的历年最大冻土深度、冬季最低运行水位、历年最大冰冻结层厚度和非冻胀性粗粒土性质等确定抗冻胀垫层的铺设尺寸和位置；对渠道底部、渠坡进行翻夯，形成渠坡处预留抗冻胀垫层与导水层换填位置的渠道下部稳定基础和防渗层；在抗冻胀垫层预留位置的侧壁铺设既能隔细粒土且隔水的土工材料I；在抗冻胀垫层预留位置的底部铺设能隔细粒土的滤水土工材料II；将非冻胀性粗粒土夯实于抗冻胀垫层与导水层预留位置；抗冻胀垫层与导水层上部依次铺设膜料防渗层、过渡层、预制或现浇衬砌体；抗冻胀垫层顶部再铺设土工材料I，上部铺盖一层土质覆盖层。CN107059797ACN107059797A权利要求书1/1页1.一种局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法，其特征在于，按以下步骤进行：对渠道底部、渠坡进行翻夯，形成渠坡处预留抗冻胀垫层(4)和导水层(9)位置的夯实素土垫层或灰土垫层(5)；在所述预留抗冻胀垫层(4)位置的侧壁铺设土工材料I(6)，单块土工材料I(6)之间进行压密焊接；在所述预留抗冻胀垫层(4)位置的底部铺设土工材料II(8)，单块土工材料II(8)之间进行压实；在所述土工材料I(6)和土工材料II(8)之上，即预留抗冻胀垫层(4)和导水层(9)位置上，将非冻胀性粗粒土进行夯实，形成抗冻胀垫层(4)和导水层(9)；在所述抗冻胀垫层(4)和导水层(9)上依次铺设膜料防渗层(3)、过渡层(2)、预制或现浇衬砌体(1)；在所述抗冻胀垫层(4)顶部再铺设土工材料I(6)，单块土工材料I(6)之间以及与抗冻胀垫层(4)侧壁土工材料I(6)之间均压密焊接；在所述抗冻胀垫层(4)顶部铺设的土工材料I(6)上铺设一层土质覆盖层(7)。2.按照权利要求1所述的局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法，其特征在于，所述抗冻胀垫层(4)位于渠坡坡顶至渠道冬季运行最低水位(10)处的历年最大冰冻结层(11)下边界面之间，所述抗冻垫层(4)的厚度(D)依据当地历年最大冻土深度和所选非冻胀性土的导热系数确定。3.按照权利要求1所述的局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法，其特征在于，所述导水层(9)位于抗冻胀垫层(4)底部至渠坡底部之间。4.按照权利要求1所述的局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法，其特征在于，所述土工材料I(6)要求选择一种能阻隔细粒土和水进入抗冻胀垫层(4)的土工材料，单块土工材料I(6)之间要进行压密焊接。5.按照权利要求1所述的局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法，其特征在于，所述土工材料II(8)要求选择一种能阻隔细粒土进入抗冻胀垫层(4)的滤水土工材料，单块土工材料II(8)之间要进行压实。2CN107059797A说明书1/3页局部基土换填与渠水保温相结合的冬季输水渠道抗冻胀方法技术领域：[0001]本发明属于水利工程领域，具体涉及一种季节性冻土地区冬季输水渠道的抗冻胀方法。技术背景：[0002]在季节性冻土地区，渠道衬砌结构常因渠基土的冻胀而发生冻胀破坏，主要表现为：衬砌体的整体抬升、裂缝、坍塌滑落等形式，引发渠水渗漏，渠基土冲刷，严重威胁渠道运行安全。[0003]目前常用的抗冻胀措施包括：结构措施，基土换填，保温措施，防渗排水措施等。[0004]结构措施可分为结构形状和材料两个方面的措施，结构形状有宽浅式梯形、弧底梯形、弧脚梯形和U形渠道，以及肋梁式，厚度渐变式等结构；结构材料有浆砌石、混凝土、沥青混凝土、钢纤维混凝土等。然而，常因渠基土冻胀荷载的复杂性，设计不当仍发生破坏。[0005]基土换填即通过非冻胀性土换填冻胀性土，但施工量大，工程造价取决于当地粗粒土的丰富程度，运行期间，常因细粒土的侵入污染导致抗冻胀性失效。[0006]保温措施即通过增加保温层进行基土保温。常用的保温材料有聚苯乙烯泡沫板(EPS)、聚苯乙烯挤塑板(XPS)、聚氨酯(PUR)等，缺点是施工过程中易损坏，渠道退水期间，常因基土中孔隙水压力过大，抗浮力低导致衬砌体遭顶起破坏。[0007]防渗排水措施即通过渠基土中设置防渗层与排水井、排水盲沟等，