苯板在襯砌渠道中的應(yīng)用探討

高 巖，肖啟棟

（1．沈陽市河道工程修建維護(hù)費(fèi)征收管理辦公室，遼寧 沈陽 110043；2.沈陽市渾北灌區(qū)管理中心，遼寧 沈陽 110035）

0 引言

渠道是農(nóng)業(yè)灌溉的主要輸水設(shè)施，灌溉用水卻因渠道滲漏而浪費(fèi)嚴(yán)重。渠道襯砌是減少農(nóng)業(yè)灌溉用水損失的一種重要手段，節(jié)水潛力巨大。但在北方季節(jié)性凍土地區(qū)，襯砌渠道容易受到凍融破壞而失去相應(yīng)的防滲作用。在襯砌層下面設(shè)置隔熱保溫層能有效地減少襯砌渠道的凍融破壞，延長使用壽命。

遼寧省地屬季節(jié)性凍土區(qū)，冬季漫長，全省范圍都會出現(xiàn)負(fù)溫。苯板材料在國內(nèi)外都有應(yīng)用，但在遼寧省內(nèi)灌區(qū)應(yīng)用還較少，工程經(jīng)驗(yàn)不足。下文主要根據(jù)試驗(yàn)為季節(jié)性凍土區(qū)，特別是遼寧地區(qū)襯砌渠道選用苯板保溫提供參考。

1 苯板的性能特點(diǎn)

苯板全名為聚苯乙烯泡沫塑料板，是一種優(yōu)質(zhì)隔熱保溫材料，樓體的外墻保溫多用此種材料。而由于其具有導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水性小、不透水、耐腐蝕、抗老化和運(yùn)輸施工方便等優(yōu)點(diǎn)，近些年也逐步應(yīng)用到渠道、土壩等水利工程中。

2 試驗(yàn)場地

此次試驗(yàn)主要選擇了遼寧省東南部東港市的東港灌區(qū)以及遼寧省中西部盤山縣的盤山灌區(qū)兩個試驗(yàn)點(diǎn)。其中東港試點(diǎn)選擇一條南北走向的支渠，盤山試點(diǎn)選擇一條東西走向的斗渠作為試驗(yàn)段。

3 結(jié)構(gòu)形式

兩處試點(diǎn)均保留了原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式作為對比段，選擇鋪設(shè)3種不同厚度的苯板試驗(yàn)段，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，見表1。

表1 試驗(yàn)結(jié)構(gòu)形式mm

4 觀測方法

試驗(yàn)主要進(jìn)行凍結(jié)深度與地溫2種數(shù)據(jù)的觀測。在兩側(cè)邊坡中部和渠底各設(shè)置1處觀測點(diǎn)，每10 d觀測記錄1次。其中凍結(jié)深度采用凍土器進(jìn)行觀測；地溫采用自制式地溫觀測設(shè)備進(jìn)行觀測，且觀測記錄埋入深度為40 cm和80 cm兩處的分層地溫值。

5 觀測數(shù)據(jù)分析

5.1 凍結(jié)深度觀測

通過3個凍融周期的觀測，取得各結(jié)構(gòu)的凍結(jié)深度最大值，見表2。

表2 各結(jié)構(gòu)凍深最大值cm

表2中反映了不同渠道走向及不同坡向最大凍結(jié)深度的差異情況。綜合3年的觀測數(shù)據(jù)分析得出：苯板可有效地削減凍結(jié)深度，隨著苯板厚度的加大，削減的凍深值逐漸增大，其中東港支渠最大可削減凍深達(dá)77.9%，盤山斗渠最大可削減凍深達(dá)79.4%。

5.2 分層地溫觀測

通過3個凍融周期的觀測，取得各個結(jié)構(gòu)的地溫極值，見表3。

表3中反映了不同渠道走向及不同坡向同層地溫的溫度差異情況。綜合3年的觀測數(shù)據(jù)分析得出，苯板保溫試驗(yàn)段各分層地溫均高于對比段，且40 cm深處的地溫升高較為明顯。采用苯板保溫后，80 cm深處地溫未出現(xiàn)負(fù)值，溫度可提高1.1～4.3℃，40 cm深處地溫可提高1.5～8.0℃。

表3 各結(jié)構(gòu)分層地溫極值

6 結(jié)語

通過對東港灌區(qū)與盤山灌區(qū)2處試驗(yàn)點(diǎn)的多年跟蹤觀測研究，采用苯板保溫能有效地減小渠基土的凍深值，縮短凍結(jié)期；明顯提高渠基土溫度，基本消除40 cm深處的負(fù)溫情況，減小渠道襯砌面的凍脹變形，防止凍脹破壞。目前，2處試驗(yàn)點(diǎn)均已運(yùn)行多年，襯砌表面依然比較完好，未發(fā)現(xiàn)裂縫，防滲效果得到了保障，延長了襯砌渠道的使用壽命，值得推廣使用。

［1］曹永智，廖鑒萍.苯板保溫法在防凍脹設(shè)計(jì)中的應(yīng)用［J］.中國農(nóng)村水利水電，2003（6）：75-76.

［1］高巖，趙玉清，曲楊.北方地區(qū)渠道防滲抗凍脹技術(shù)探討［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（28）：171.

［1］張欣，李萌.盤錦渠道苯板保溫試驗(yàn)研究［J］.節(jié)水灌溉，2015（12）：25-27.