苯板在衬砌渠道中的应用探讨

高 岩，肖启栋

（1．沈阳市河道工程修建维护费征收管理办公室，辽宁 沈阳 110043；2.沈阳市浑北灌区管理中心，辽宁 沈阳 110035）

0 引言

渠道是农业灌溉的主要输水设施，灌溉用水却因渠道渗漏而浪费严重。渠道衬砌是减少农业灌溉用水损失的一种重要手段，节水潜力巨大。但在北方季节性冻土地区，衬砌渠道容易受到冻融破坏而失去相应的防渗作用。在衬砌层下面设置隔热保温层能有效地减少衬砌渠道的冻融破坏，延长使用寿命。

辽宁省地属季节性冻土区，冬季漫长，全省范围都会出现负温。苯板材料在国内外都有应用，但在辽宁省内灌区应用还较少，工程经验不足。下文主要根据试验为季节性冻土区，特别是辽宁地区衬砌渠道选用苯板保温提供参考。

1 苯板的性能特点

苯板全名为聚苯乙烯泡沫塑料板，是一种优质隔热保温材料，楼体的外墙保温多用此种材料。而由于其具有导热系数低、吸水性小、不透水、耐腐蚀、抗老化和运输施工方便等优点，近些年也逐步应用到渠道、土坝等水利工程中。

2 试验场地

此次试验主要选择了辽宁省东南部东港市的东港灌区以及辽宁省中西部盘山县的盘山灌区两个试验点。其中东港试点选择一条南北走向的支渠，盘山试点选择一条东西走向的斗渠作为试验段。

3 结构形式

两处试点均保留了原设计结构形式作为对比段，选择铺设3种不同厚度的苯板试验段，具体结构设计，见表1。

表1 试验结构形式mm

4 观测方法

试验主要进行冻结深度与地温2种数据的观测。在两侧边坡中部和渠底各设置1处观测点，每10 d观测记录1次。其中冻结深度采用冻土器进行观测；地温采用自制式地温观测设备进行观测，且观测记录埋入深度为40 cm和80 cm两处的分层地温值。

5 观测数据分析

5.1 冻结深度观测

通过3个冻融周期的观测，取得各结构的冻结深度最大值，见表2。

表2 各结构冻深最大值cm

表2中反映了不同渠道走向及不同坡向最大冻结深度的差异情况。综合3年的观测数据分析得出：苯板可有效地削减冻结深度，随着苯板厚度的加大，削减的冻深值逐渐增大，其中东港支渠最大可削减冻深达77.9%，盘山斗渠最大可削减冻深达79.4%。

5.2 分层地温观测

通过3个冻融周期的观测，取得各个结构的地温极值，见表3。

表3中反映了不同渠道走向及不同坡向同层地温的温度差异情况。综合3年的观测数据分析得出，苯板保温试验段各分层地温均高于对比段，且40 cm深处的地温升高较为明显。采用苯板保温后，80 cm深处地温未出现负值，温度可提高1.1～4.3℃，40 cm深处地温可提高1.5～8.0℃。

表3 各结构分层地温极值

6 结语

通过对东港灌区与盘山灌区2处试验点的多年跟踪观测研究，采用苯板保温能有效地减小渠基土的冻深值，缩短冻结期；明显提高渠基土温度，基本消除40 cm深处的负温情况，减小渠道衬砌面的冻胀变形，防止冻胀破坏。目前，2处试验点均已运行多年，衬砌表面依然比较完好，未发现裂缝，防渗效果得到了保障，延长了衬砌渠道的使用寿命，值得推广使用。

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