引丹灌区混凝土衬砌渠道抗冻胀垫层设计

何 萍

(襄阳市禹德建筑工程质量检测有限责公司，湖北 襄阳 441021)

1 工程概况

引丹灌区位于襄阳市的老河口市、襄州区和樊城区三市(区)境内，是丹江口水库五大效益之一，也是襄阳市最大的引水工程和灌区。位于汉江丹江口水利枢纽的东北部，地处湖北省老河口市与河南省淅川县、邓县交界处，距丹江口大坝约35 km，距老河口市约35 km。本区年平均气温15.3℃，极端最高温度42.5℃，极端最低温度-17.7℃。年均日照总历时为1900 h～2100 h，相对湿度76%，无霜期236 d，初霜出现在11月中旬，终霜发生在3月下旬。总体上本区气候温和，无霜期长，雨热同季。灌区内地面高程一般在170 m～200 m，山顶较平坦，为该区早期夷平面，地面相对高差不大，冲沟中等发育，沟深10 m～50 m。灌区及渠道工程总体位于盆地边缘及中西部，区内岗谷相间，岗谷走向大体有南北向趋势，且地形起伏差不大，总体上西高东低，北高南低。

灌区干渠渠道为弧形坡脚梯形渠道，底宽4.0 m，衬砌高度为2.0 m，内边坡比1∶2，渠底采用10 cm厚C20现浇混凝土衬砌，渠道结构示意图见图1。

图1 引丹灌区干渠弧形坡脚梯形渠道示意图

2 混凝土衬砌渠道抗冻胀垫层设计

2.1 垫层材料的选择

结合垫层抗冻胀的原理和机制，抗冻胀垫层主要发挥阻止毛管水上升的作用，所以，为增强垫层抗冻胀性能，必须将毛管水上升的高度严格控制在垫层和下层土交界面以下。在基质势能的影响下，均质土体中的毛管水克服重力势能后向上运移，因死孔隙的存在，水势能梯度呈不断减小趋势，且在任一点处基质势能和重力势能基本等值。……