本實(shí)用新型涉及水利工程領(lǐng)域，具體是涉及一種輸水渠道保溫襯砌結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在凍土地區(qū)，輸水渠道襯砌結(jié)構(gòu)常因渠基土的凍脹而產(chǎn)生破壞。表現(xiàn)為抬升、鼓脹、裂縫、突起架空，坍塌錯(cuò)位及基土沖刷等形式。產(chǎn)生大量滲漏的同時(shí)嚴(yán)重威脅渠道安全。

當(dāng)前抗凍脹的措施包括：基土換填，排水措施，結(jié)構(gòu)措施和保溫措施等。

基土換填施工量大，工程造價(jià)取決于當(dāng)?shù)卮至Ａ系呢S富程度，在運(yùn)行期，常因細(xì)粒土的侵入導(dǎo)致抗凍脹失效。排水措施同樣工程量大，常用于填方渠道。結(jié)構(gòu)措施以弧形、U型等斷面代替梯形、矩形等斷面，以鋼纖維混凝土、瀝青混凝土等代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，但因渠基土凍脹荷載的復(fù)雜性，仍發(fā)生凍脹破壞。保溫措施即通過鋪設(shè)保溫材料對(duì)渠基土保溫來削弱凍脹，保護(hù)上部結(jié)構(gòu)安全，比較常見。

保溫材料種類很多，如膨脹蛭石及其制品、膨脹珍珠巖及其制品、礦渣棉板等，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，各種泡沫保溫材料在渠道中廣泛應(yīng)用，主要有EPS保溫板，XPS保溫板，聚氨酯(PUR)，高分子防滲保溫卷材等。

施工時(shí)將保溫材料整片鋪設(shè)在襯砌結(jié)構(gòu)下邊，保溫效果好，但存在兩個(gè)問題：一是施工難度較大，施工過程易受損壞；二是渠道退水期間，常因基土中孔隙水壓力過大，抗浮力低導(dǎo)致襯砌體頂起破壞，這種情況在新疆發(fā)生過多次，威脅渠道輸水安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型的目的：本實(shí)用新型是一種內(nèi)含保溫材料的新型渠道抗凍脹襯砌板，即采用“結(jié)構(gòu)與保溫材料”相結(jié)合的方式，讓襯砌板具有一定的保溫功能，從而降低凍土深度，減少凍脹量，防止襯砌板發(fā)生凍脹和滑塌，同時(shí)降低施工難度。

一種內(nèi)含保溫材料的渠道抗凍脹襯砌板，包括矩形襯砌板和六棱形襯砌板兩種；矩形襯砌板和六棱形襯砌板內(nèi)部均有兩個(gè)空腔；矩形襯砌板的兩個(gè)空腔為長(zhǎng)方形，六棱形襯砌板的兩個(gè)空腔為近似等腰梯形；矩形襯砌板和六棱形襯砌板內(nèi)部的空腔上下分別為頂板和底板，兩個(gè)空腔之間有隔擋肋梁；矩形襯砌板和六棱形襯砌板的頂板、底板和隔擋肋梁材質(zhì)均為混凝土；隔擋肋梁與頂板和底板預(yù)制為一體；空腔一端封閉，另一端開口，空腔內(nèi)部含有保溫材料。

所述內(nèi)含保溫材料的渠道抗凍脹襯砌板，內(nèi)部有空腔，空腔內(nèi)填充保溫材料。

所述內(nèi)含保溫材料的渠道抗凍脹襯砌板，空腔在預(yù)制期間通過設(shè)置內(nèi)模而形成，空腔內(nèi)填充的保溫材料選擇聚苯乙烯泡沫板EPS或聚苯乙烯擠塑板XPS。

所述內(nèi)含保溫材料的渠道抗凍脹襯砌板，頂板、底板和隔擋肋梁厚度均不小于2cm。

所述內(nèi)含保溫材料的渠道抗凍脹襯砌板，混凝土等級(jí)為C15或C20，抗凍脹等級(jí)為 F200，抗?jié)B等級(jí)W6。

所述內(nèi)含保溫材料的渠道抗凍脹襯砌板，空腔厚度根據(jù)凍土深度確定。

有益效果：本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型的預(yù)制混凝土板具有良好的保溫性能；源于其中部大量的泡沫顆粒，泡沫顆粒中為封閉氣泡，泡沫板導(dǎo)熱系數(shù)小于0.044W/(m.K)，而混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)介于1.5-1.74 W/(m.K)，為泡沫板導(dǎo)熱系數(shù)的34倍，保溫作用明顯，可減小渠基土的凍深和凍脹量。

(2)本實(shí)用新型的材料結(jié)構(gòu)分布更合理。矩形襯砌板和六棱形襯砌板中的隔擋肋梁可增強(qiáng)其整體強(qiáng)度；保溫材料的壓縮模量較大。對(duì)于非承重式護(hù)面襯砌結(jié)構(gòu)的矩形襯砌板和六棱形襯砌板而言，其強(qiáng)度滿足渠道工程的載荷要求。

(3)本實(shí)用新型的造價(jià)更低。本實(shí)用新型提出的矩形襯砌板和六棱形襯砌板與傳統(tǒng)混凝土襯砌板相比，可節(jié)約至少70％的混凝土用量，保溫材料EPS和XPS的價(jià)格遠(yuǎn)小于混凝土。

(4)本實(shí)用新型的施工難度較低。矩形襯砌板和六棱形襯砌板與傳統(tǒng)混凝土襯砌板相比，重量相應(yīng)的也減少了70％，其中保溫材料重量可忽略不計(jì)，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；同時(shí)減少了在傳統(tǒng)混凝土襯砌板下單獨(dú)鋪設(shè)保溫材料的工序，施工難度降低。

(5)本實(shí)用新型的聚苯乙烯顆粒可來源于廢棄塑料袋與塑料制品，因此能夠減少白色污染，使得垃圾減量化，資源化，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型提出的矩形襯砌板三維透視圖

圖2是本實(shí)用新型提出的矩形襯砌板平面剖面圖

圖3是本實(shí)用新型提出的矩形襯砌板A-A1剖面圖

圖4是本實(shí)用新型提出的六棱形襯砌板三維透視圖

圖5是本實(shí)用新型提出的六棱形襯砌板平面剖面圖

圖6是本實(shí)用新型提出的六棱形襯砌板B-B1剖面圖

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型的制作過程主要包括混凝土的配置，矩形襯砌體與六棱形襯砌體的預(yù)制與養(yǎng)護(hù)，保溫材料填充等階段。具體實(shí)施過程如下：

配置C15混凝土：將水泥、石子(豆石)、沙子和水等按照規(guī)范給出的配比關(guān)系配置成抗?jié)B、抗凍脹等級(jí)達(dá)標(biāo)的混凝土。

矩形襯砌體和六棱形襯砌體的預(yù)制：將內(nèi)模和外模固定在相應(yīng)位置，均涂上一層脫模劑，并將其放置在振動(dòng)臺(tái)上，將混凝土澆筑模具中，進(jìn)行振搗密實(shí)。

養(yǎng)護(hù)脫模：進(jìn)行后期養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)到要求齡期后，進(jìn)行脫模，包括內(nèi)模與外模。

保溫材料填充：保溫材料的填充有兩種方式，一種方式是現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡澆鑄(或注射)，即將聚苯乙烯顆粒與其他化工原料進(jìn)行配置，在發(fā)泡機(jī)的高溫環(huán)境下進(jìn)行發(fā)泡，反應(yīng)完成后，將流動(dòng)狀態(tài)的泡沫顆粒澆鑄在襯砌板的空腔中，冷卻后保溫材料成型；另一種方式是首先在發(fā)泡車間內(nèi)將保溫材料發(fā)泡成型，現(xiàn)場(chǎng)將成形的保溫材料裝入空腔即可；整個(gè)制作過程即完成。

六棱形襯砌板與矩形襯砌板工藝類似，唯一的區(qū)別是模具形狀與尺寸不同。

混凝土養(yǎng)護(hù)完成，保溫材料填充好后，可以直接用于渠道襯砌。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。