冻胀土的成功事例

4.1库塔干渠西干渠
库塔干渠是开~孔河流域灌区的一条主要的灌溉渠道，主要承担向孔雀河下游灌区的输水任务。干渠由总干渠、东干渠、西干渠组成，目前建设完成了总干渠和西干渠，东干渠即将建设。总干渠长17.8km，上段设计流量为35m3/s，加大流量40 m3/s；下段设计流量30m3/s，加大流量35 m3/s。西干渠长38km，设计流量20~10m3/s，加大流量23~10 m3/s。库塔干渠灌溉着库尔勒市、尉犁县37.52×104亩的土地面积。
西干渠为梯形断面，渠深3.3m，底宽2.15m，边坡为1:1.5，水深为2.59m。两边渠堤宽度为2.5m，渠道外边坡也为1:1.5。渠道衬砌采用70mm厚的C20预制砼板，砼板下部为60mm厚的苯板用于防冻胀。
渠基土为粉细沙，颗粒细，保水性好，属冻胀土。经苯板防冻胀处理后，经过8年的运行，未发生冻胀破坏。
4.2开都河第一分水枢纽北岸干渠
是开都河第一分水枢纽的配套输水干渠，开都河第一分枢纽合并了开都河两岸多座无坝引水龙口，使两岸引水得到了统一管理。北岸干渠全长22.9km，设计引水能力32m3/s，灌溉面积47.55×104亩。它连接了第一分水枢纽及北岸的四条引水干渠，使枢纽发挥作用，实现了用渠道输水代替河道输水。渠道为梯形，底部为弧形。渠深为2.4m，圆弧形底深0.4m，梯形深2.0m，渠底宽为3.0m。渠道内边坡为1:1.75，渠堤顶宽为2.0m，其中封枯板宽为0.6m。渠道衬砌采用现浇砼板，板厚10cm。根据各渠段地基土的情况，渠道防冻胀采用了不同的形式。上段8km采用基土换填的处理方式，下段根据需要，有的地方在弧形底板下部布设了10cm厚的苯板，有的地方在边坡上布设了苯板。渠道上段完工后，发现部分渠段出现了断板和冻胀现象。分析原因，基本上可以得出如下结论：断板原因为换填基土密实度未达设计要求，再加之施工单位偷工减料板厚未达设计厚度所致；冻胀原因为换填基土耒达设计要求的级配，内含细颗粒较多而造成。因此渠道防冻胀形式若采用换填的处理方式，则换填土的本身质量及施工质量对渠道能否正常运行关系较大。在施工过程中，应严格控制，但受施工条件的限制，这些要求达到的难度较大。北岸干渠下段采用苯板防冻胀，施工方便，防冻胀效果较好，但缺点是同换填相比较，造价较高。
4.3尉犁县塔里木北干渠
塔里木北干渠位于尉犁县境内，建于20世纪50年代，是尉犁县主要棉区——古勒巴格乡、团结乡、塔里木乡的灌溉渠道，灌溉面积为11×104亩。干渠现为土渠，长24.814km，渠道纵坡1/6000~1/8000，过水流量为5m3/s，过水断面为20m2，流速0.3m/s。渠道渗漏严重，渠道水利用系数为0.85。
计划对该干渠进行防渗改造，采用砼板防渗。由于渠基土为龙四系粉细砂、粉土、粘土，再加之地下水埋深浅，因此渠道受冻胀的威胁较大，防冻胀设计龙其重要。
渠道底宽1~2m，渠深1.86~2.35m，边坡1:1.5~1:1.75，渠堤宽2.5m，封顶板宽0.3m。渠道防渗采用80mm厚的C20预制砼板。防冻胀采用了两种形式比较，一种为砼板下铺60mm厚的苯板保温，一种为渠基换填40~60cm的砂砾垫层防冻胀。
苯板从库尔勒市购进，平均运距67km，砂砾料从尉犁县与库尔勒市交界处的希尼尔地区拉运，平均运距30km。两种方案的渠道断面相同，经比较，苯板方案总投资为2611.67×104元，换填砂砾料方案总投资为3110.41×104元。方案一具有投资省、施工简单的特点，因此塔里木北干渠的防冻胀采用铺苯板保温的设计形式。
结语
对渠道防冻胀处理方式的选择，关系到渠道的造价和施工的难易，必须慎之又慎。苯板作为一种新型的渠道防冻胀处理方式，具有其独特的优点。现阶段巴州对苯板的运用还刚开始，一切还处于试验摸索阶段。虽然已有成功的运用例子，但需在今后的渠道设计与施工中不断地总结经验，进一步完善苯板的防冻理论和实际运用经验，为这一新型防冻材料的大面积推广应用提供条件。