灌区U形混凝土衬砌渠道冻胀分析及结构优化

(1.涝坡水利服务中心，山东 莒南 276600;2.日照市水利局，山东 日照 276800)

我国水资源丰富，但人均占有量少，水资源空间分布不均，为了农业经济的更好发展，需要投入大量的人力物力进行农田水利建设，近些年来，国家加快推进大中型灌区续建配套和灌排设施的更新改造，加强灌区渠系的输水效率和田间工程配套成为当前各个地区的灌溉农业发展的关键环节[1-3]。

渠道防渗衬砌是减少灌区输水损失、提高供水效率、防冲固坡、有效控制地下水位的重要农田水利工程措施，在发展节水灌溉农业、促进农业可持续发展中发挥着不可替代的重要作用。然而，由于北方地区常年受干湿和冻融交替循环的影响，渠道衬砌的冻胀破坏普遍存在，灌区渠道渗漏损失一直十分严重，制约着灌区农田水利配套设施建设以及灌溉农业的可持续发展。U形渠道是当前农田水利设施中较为常见的一种渠道结构型式，按照目前常用的组合形式，又可分为整体式U形混凝土衬砌渠道、两拼式U形混凝土衬砌渠道以及多拼式U形混凝土衬砌渠道[4-7]。为了对不同U形混凝土衬砌渠道冻胀变形规律有直观了解，首先设计了整体式、两拼式和三拼式U形混凝土衬砌渠道的冻胀试验，并以试验结果为导向，对U形混凝土衬砌渠道进行了结构优化设计，以期能为临沂市其他渠道工程建设提供借鉴。

1 工程背景

陡山水库灌区渠道总长36.46km(一干渠长23.96km、二干渠长12.5km)。一干渠23.96km衬砌渠道破损较为明显，有渠堤坍垮，经常有渗漏现象的渠道长度6.66km，目前可正常运行的渠道长度不足17.3km，渠道完好率为72%。……