鹽環定揚水干渠凍脹原型試驗觀測與防治措施

王福升，陸立國

(1.寧夏水利工程建設中心，寧夏 銀川 750001； 2.寧夏水利科學研究院，寧夏 銀川 750021)

陜甘寧鹽環定揚黃工程是解決革命老區陜西定邊、甘肅環縣和寧夏鹽池、同心縣人畜飲水困難、發展農業灌溉、改善生態環境、改變地區貧困落后面貌而興建的一項從黃河取水的揚水工程。三道井干渠屬寧夏專用工程，承擔鹽池灌區47%的輸水任務[1]。

三道井干渠設計流量2.48 m3/s，灌溉面積2萬hm2(95%為高效節水滴灌)。渠道為弧形底梯形斷面，設計水深1.23 m、流速0.78 m/s、底寬0.78 m、開口寬5.64 m、內邊坡1∶1.5、比降1/3 000，襯砌結構為6 cm厚C15混凝土預制板+3 cm厚M5水泥砂漿+0.18 mm厚聚乙烯薄膜。左岸4 m寬渠堤兼作渠道巡回道路，右岸渠堤寬2 m。干渠投入運行多年后，襯砌渠道出現板縫開裂、混凝土酥松、土體膨脹、隆起架空、板面滑塌等現象，已失去防滲固坡作用，使得輸水能力減少20%。為了查清破壞原因，對渠道周邊的基土和地下水取樣化驗，結果顯示，土體母質中含有大量的硫酸鹽和氯化物，地下水中鹽分含量也較高，渠道滲漏和地下水補給使得有害物質溶解于水后直接入侵混凝土板，造成混凝土強度降低[2]。進一步分析，除有害離子對混凝土產生腐蝕破壞外，凍脹是引起混凝土預制板隆起架空的主要原因。三道井襯砌渠道破壞現狀見圖1。為了掌握凍脹破壞程度，提出更新改造措施，選取2 km渠道作為試驗段，開展凍脹試驗觀測。

圖1 襯砌渠道破壞現狀

水利工程中的凍土與凍害防治研究始于20世紀50年代末，發展于80年代。為解決渠道防滲抗凍問題，國家成立了“渠道防滲抗凍協會”和“全國渠道防滲科技情報網”，并在各地投入資金開展渠道防滲抗凍研究。……