精准加热防冻防渗渠道工程设计解析1 工程设计1.1 设计原理渠道防冻胀设计季节性冻土地区灌溉渠道建设的重要课题。目前，我国北方寒区的渠道防冻胀工程措施主要是通过改变渠道结构，达到阻止冬季负温条件下渠道的冻胀破坏的目的[1]。例如，随着新型保温材料制造技术的成熟和成本的降低，在渠道衬砌结构中加入一定厚度的新型保温板可以大幅降低衬砌结构和基土的冷热交换，从而获得良好的防冻胀效果[2]。上述渠道衬砌结构在多年的工程应用中显示，大部分渠道衬砌保持比较完好，但是也有个别渠段的混凝土板出现了不同程度的隆起。究其原因，主要是外部水分下渗以及地下水通过基土进入保温板，在冬季负温作用下造成冻胀破坏[3]。针对这种情况，提出了通过外部热量提供阻止渠道冻胀破坏的精准加热保温防冻胀渠道设计。其基本思路是通过加热和保温双重措施阻止渠道基土的冻结，同时利用加热保温板上附带的防渗层阻止水分进入保温板[4]。同时渠道保温板的通过自动化控制系统实现湿度和温度的自动监控和精准加热，当灌溉渠道的基土下降到冻结的临界温度时，保温板内的电热丝开始工作，当温度上升到设定值时，系统自动断电，停止工作。1.2 防冻防渗复合板的制作防 冻 防 渗 复 合 板 采 纳 新 型 聚 苯 乙 烯 保 温 板 ， 规 格 为200cm×180cm×6cm。在保温板中进行宽度为 5mm 的人工刻槽，从而形成网状镂空层，使电热丝的热量可以均匀扩散，提高加温效果。刻槽完成后进行电热丝的铺设，铺设时采纳蛇形铺设方式，并根据渠道不同位置的加热需求确定铺设密度，而无需在每个槽道中均铺设电热丝。在铺设完电热丝后，将聚苯乙烯加热复合板的上下板利用胶结材料进行封闭，防治电热丝的热量通过缝隙散失。然后在保温板的利用一布一膜土工布制作防渗层，方法是土工布的膜面对里，对保温板进行六面环抱的方法进行封包[5]。在渠道基础开挖完毕之后，首先对基土进行夯实，然后在接近坡面接近渠底 1/3 处埋设温度和湿度传感器，然后在基土层上铺设一层厚度为 3cm 的 1∶9 水泥细沙垫层，然后在在垫层上进行保温板的铺设。其中加热保温板铺设在接近渠底 1/3 至 1/4 处，其余部位铺设普通保温板。在保温板上铺设厚度为 3cm 的 M7.5 水泥砂浆，然后再铺设厚度为 6cm 的 C20混凝土预制块。将已经铺设好的渠道上的各个加温单元与温控箱连接，当渠道某一单元的基土温度降低到-2℃时，埋设在基土中的温度传感器就会发出信号，并将其...
