《寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)導(dǎo)則》編制說明

編制說明

一、工作簡況

1.1任務(wù)來源

2019年4月，中國水利學(xué)會(huì)根據(jù)《中國水利學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》（試行）相

關(guān)規(guī)定，經(jīng)過立項(xiàng)論證，公示后以《關(guān)于批準(zhǔn)<寒冷地區(qū)渠道安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)程>

等2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的通知》（水學(xué)[2019]77號(hào)），批準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。

本標(biāo)準(zhǔn)的編制單位為南京水利科學(xué)研究院新疆水利水電科學(xué)研究院西北

農(nóng)林科技大學(xué)新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局黑龍江省水利科學(xué)研

究院中水東北勘測設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司等。

1.2任務(wù)背景

寒冷地區(qū)的渠道大都位于凍土地基上方，渠道結(jié)構(gòu)物因厚度小、自重輕而對(duì)

地基土凍融作用十分敏感。根據(jù)我國水利行業(yè)大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及研究資料，地基土

凍融作用產(chǎn)生的破壞是北方寒冷地區(qū)渠系工程主要破壞形式。在負(fù)溫作用下，無

論是渠基土的凍脹還是融沉，渠道襯砌如果不能適應(yīng)這種變形，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破

壞，并進(jìn)一步造成渠水的長期入滲，加速渠道的劣化損毀。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，因凍

害造成的渠道損壞占比達(dá)40%以上，嚴(yán)重影響了區(qū)域工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展和人民群眾

的用水安全。

渠道的凍害程度受渠基土的土性、含水率、含鹽類及含量、水的鹽堿度、渠

道地基土的壓實(shí)性、襯砌結(jié)構(gòu)形式、防滲等級(jí)等諸多因素影響。針對(duì)凍害影響因

素開展渠道凍害防治工作時(shí)，除對(duì)寒冷地區(qū)渠道進(jìn)行必要的巡視檢查、安全監(jiān)測、

損毀修復(fù)外，還應(yīng)關(guān)注某一渠道斷面發(fā)生凍害的可能性，以及未來凍害發(fā)展的可

能趨勢。隨著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和問題認(rèn)知的深入，工程界內(nèi)已形成了多種針對(duì)寒

區(qū)工程凍害問題的評(píng)價(jià)技術(shù)，所采用的方法包括模糊評(píng)價(jià)、運(yùn)籌分析、人工神經(jīng)

網(wǎng)絡(luò)等；一些學(xué)者也利用設(shè)計(jì)、監(jiān)測資料，通過有限元方法等給出工程的安全預(yù)

測。然而，當(dāng)前用于寒冷地區(qū)渠道的相關(guān)評(píng)價(jià)方法仍相對(duì)較少；一些方法只是針

對(duì)某一具體工程，缺乏普適性；一些方法涉及的參數(shù)眾多、公式繁雜，實(shí)際可操

作性不強(qiáng)。

我國北方寒冷地區(qū)的大型渠道多為水資源配置工程，這些工程線路長，沿線

氣候地質(zhì)條件各異，因此不同斷面發(fā)生凍害的程度不同，針對(duì)凍害所采取的凍害

處治措施也不同。開展渠道凍害評(píng)價(jià)，根據(jù)某一渠道斷面工程特征進(jìn)行凍害安全

分級(jí)，進(jìn)而分段施策，有利于管理部門優(yōu)化資源、提升凍害處治效率。目前，我

國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SL23給出了寒區(qū)渠道設(shè)計(jì)的基本要求，以及渠基的凍脹性劃分。

然而，相關(guān)要求和分級(jí)僅是用于渠道設(shè)計(jì)階段，尚沒有針對(duì)運(yùn)行階段的寒冷地區(qū)

渠道凍害評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)。

綜上，對(duì)寒冷地區(qū)渠道凍害進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，有利于工程運(yùn)行的長治久安。圍

繞科學(xué)性和實(shí)用性，針對(duì)輸水安全保障需求，形成規(guī)范化的寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)

價(jià)方法，是適應(yīng)新時(shí)期水利改革發(fā)展總基調(diào)要求，提升工程科學(xué)管理水平的具體

體現(xiàn)，也是相關(guān)學(xué)科、技術(shù)發(fā)展的客觀需要。

1.3主要工作過程

1.3.1組建標(biāo)準(zhǔn)編制組

南京水利科學(xué)研究院作為標(biāo)準(zhǔn)編制實(shí)施機(jī)構(gòu)，于2019年初組建了由巖土工

程研究所、大壩安全與管理研究所的行業(yè)專家及一線人員組成的標(biāo)準(zhǔn)編制組，制

定了標(biāo)準(zhǔn)編制工作方案，開展標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

1.3.2文獻(xiàn)和資料收集

標(biāo)準(zhǔn)編制組收集整理了渠道安全監(jiān)測工作相關(guān)的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《建筑

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）、《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50145-2007）、

《凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50324-2014）、《渠系工程抗凍脹設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL

23-2006）、《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50662-2011）、《土工試驗(yàn)規(guī)程》

（SL237-1999）、《襯砌與防滲渠道工程技術(shù)管理規(guī)程》（SL599-2013）、《水利水

電工程安全監(jiān)測設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL725-2016）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和資料。標(biāo)準(zhǔn)編制組按照

標(biāo)準(zhǔn)編制依據(jù)和原則，對(duì)上述資料進(jìn)行了認(rèn)真分析、學(xué)習(xí)和研討，初步理順了標(biāo)

準(zhǔn)編制的方向和思路。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)《水閘安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL214-2015）、

《水庫大壩安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL258-2017）等2項(xiàng)水利工程安全評(píng)價(jià)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及

《渡槽安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》T/CHES22-2018團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)研讀，對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的

制定方向和定位進(jìn)行了把握。

1.3.3調(diào)研及標(biāo)準(zhǔn)編制

（1）調(diào)研

標(biāo)準(zhǔn)編制組通過行業(yè)協(xié)會(huì)等平臺(tái)，召集相關(guān)科研院所、工程管理部門和生產(chǎn)

單位進(jìn)行座談，與從事寒冷地區(qū)渠道工程建設(shè)管理工作的專家進(jìn)行交流，了解國

內(nèi)相關(guān)監(jiān)測工作的開展情況，總結(jié)其成功經(jīng)驗(yàn)，分析項(xiàng)目實(shí)施中存在的問題。同

時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)編制組還赴中國水利水電科學(xué)研究院寧夏大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、內(nèi)蒙

古工業(yè)大學(xué)、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)等從事寒冷地區(qū)渠道科研技術(shù)工作的相關(guān)科研院所、

企事業(yè)單位、高校進(jìn)行了調(diào)研，了解各單位開展寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)項(xiàng)目的相

關(guān)情況，獲取了工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了存在的問題。

通過調(diào)研，標(biāo)準(zhǔn)編制組系統(tǒng)梳理了寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)項(xiàng)目實(shí)施的主要內(nèi)

容，分析了評(píng)價(jià)工作實(shí)施中各環(huán)節(jié)的主要目的、內(nèi)容及要求，基本理清了本標(biāo)準(zhǔn)

的編制思路。渠道凍害安全評(píng)價(jià)的基本流程包括，現(xiàn)狀調(diào)查、資料復(fù)核、安全評(píng)

價(jià)、綜合安全評(píng)價(jià)等。其中涉及的安全評(píng)價(jià)方法是本標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容。

（2）科研

安全評(píng)價(jià)方法包含兩個(gè)層面，一是根據(jù)渠道產(chǎn)生凍害的主要影響因素確定凍

害指標(biāo)；二是采用特定的方法就凍害指標(biāo)給出渠道凍害程度的最終評(píng)價(jià)描述。而

指標(biāo)體系是公認(rèn)的安全風(fēng)險(xiǎn)率數(shù)值，是根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)積累并被承認(rèn)的指標(biāo)。在具

體的工程現(xiàn)場，受各種條件的限制，輸水渠道的類型多樣，如混土襯砌渠道、砌

石襯砌渠道、瀝青混凝土渠道、膜料防滲渠道等。處于寒冷地區(qū)的輸水灌渠，受

渠基土自身性質(zhì)、溫度條件、水分條件、渠道走向、上覆荷載壓力等因素的影響，

當(dāng)氣溫降低到一定程度時(shí)渠基土將發(fā)生鹽脹和凍脹變形，一些渠道還存在因低溫

而產(chǎn)生的鹽脹問題。此外，當(dāng)因渠道防滲破壞或者地下水埋深較淺時(shí)，在外界水

分補(bǔ)給下渠基土中的水分向凍結(jié)封面的遷移形成分凝凍脹，更加劇了渠基土的凍

脹，從而引起輸水渠道的破壞。

在建立安全評(píng)價(jià)方法前，必須明確渠道凍害安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。為此，編制

組多次深入寒冷地區(qū)渠道工程一線，包括北疆供水一期工程、XSDY工程等，依

托相關(guān)工程開展了大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)；此外，對(duì)我國北方寒區(qū)渠道凍害資

料及有關(guān)單位的研究、工作成果進(jìn)行了收集歸納。綜合試驗(yàn)結(jié)果、渠道凍害資料，

及已有研究成果，基本確立了寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。

上述資料的分析和深入研究，為《寒區(qū)輸水渠道凍害安全評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》團(tuán)

體標(biāo)準(zhǔn)的編制指明了方向。

（3）形成標(biāo)準(zhǔn)初稿

通過調(diào)研、科研，標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)收集到的相關(guān)信息、資料進(jìn)行了詳細(xì)的分析、

研討和總結(jié)，同時(shí)借鑒和參考了國內(nèi)外水利工程的安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合寒冷地區(qū)

渠道工程特點(diǎn)，圍繞科學(xué)性和實(shí)用性要求，建立了寒區(qū)輸水渠道凍害安全評(píng)價(jià)方

法。在此基礎(chǔ)上，參照SL1—2014《水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》的規(guī)則，編寫了

《寒區(qū)輸水渠道凍害安全評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)初稿。

（4）形成征求意見稿

《高寒區(qū)輸水渠道安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》經(jīng)過了多次專家咨詢、內(nèi)部研討和修

改。其間2019年3月22日，中國水利學(xué)會(huì)組織召開《寒區(qū)輸水渠道凍害安全評(píng)

價(jià)技術(shù)規(guī)程》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)論證會(huì)，通過了項(xiàng)目立項(xiàng)。咨詢研討的主要修改意見

有：

（a）建議對(duì)標(biāo)準(zhǔn)名稱和適用范圍進(jìn)行修改。

（b）建議完善部分術(shù)語。

（c）標(biāo)準(zhǔn)名稱改為《寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)導(dǎo)則》；

（d）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容在評(píng)價(jià)方法選擇上要注意可操作性，增加渠道襯砌結(jié)構(gòu)及土

石接合部等受凍害的影響內(nèi)容；

（e）評(píng)價(jià)分類宜粗不宜細(xì)。

標(biāo)準(zhǔn)編制組按照專家意見對(duì)《寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)導(dǎo)則》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)草稿進(jìn)

行了修改和調(diào)整。期間組織召開了征求意見稿編寫研討會(huì)2次，對(duì)草稿存在的問

題進(jìn)行了梳理，主要包括：

（a）立項(xiàng)專家建議增加渠道“襯砌結(jié)構(gòu)”“土石結(jié)合部”等受凍害的影響內(nèi)

容。目前已在細(xì)粒含量、壓實(shí)度、含水率、鹽漬度、溫度、地下水埋深等指標(biāo)基

礎(chǔ)上，增加了“襯砌結(jié)構(gòu)”評(píng)價(jià)指標(biāo)，并給出了具體賦分細(xì)則。然而，“土石結(jié)

合部”是個(gè)較為抽象的概念，若根據(jù)立項(xiàng)專家意見將其新增為評(píng)價(jià)指標(biāo)，將以哪

個(gè)參數(shù)作為賦分依據(jù)，需要進(jìn)一步探討。

（b）新增“襯砌結(jié)構(gòu)”、“土石結(jié)合部”作為評(píng)價(jià)指標(biāo)以后，各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重

都進(jìn)行了調(diào)整，但目前的方案人為主觀因素較強(qiáng)。建議組織有關(guān)單位專家，以函

評(píng)形式對(duì)權(quán)重指標(biāo)設(shè)置提出科學(xué)合理的分配方案。

（c）將標(biāo)準(zhǔn)適用范圍由“已建或待建輸水明渠”改為“已建輸水明渠”。理

由一是若已建或待建渠道都能評(píng)價(jià)，各指標(biāo)的參數(shù)涉及設(shè)計(jì)參數(shù)、施工參數(shù)、運(yùn)

行參數(shù)等，規(guī)定起來比較雜；二是待建渠道凍害評(píng)價(jià)意義不大，比如設(shè)計(jì)階段的

凍害評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)院不會(huì)根據(jù)我們的凍害評(píng)價(jià)而重新修改設(shè)計(jì)方案。

（d）規(guī)范導(dǎo)則中的相關(guān)文字表述、圖、表等。

在此基礎(chǔ)上，通過函評(píng)、會(huì)評(píng)等方式吸納了各方專家的意見，進(jìn)一步完善了

《寒冷地區(qū)渠道安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)程》草稿，形成征求意見稿。

1.4主要起草人及其所做的工作

1.4.1起草單位

本標(biāo)準(zhǔn)起草工作由南京水利科學(xué)研究院牽頭負(fù)責(zé)。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：南京水利科學(xué)研究院、新疆水利水電科學(xué)研究院、西北農(nóng)

林科技大學(xué)、新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局、黑龍江省水利科學(xué)研究

院、中水東北勘測設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司。

1.4.2任務(wù)分配介紹

水利部作為主管單位負(fù)責(zé)制定標(biāo)準(zhǔn)的管理與協(xié)調(diào)工作。

南京水利科學(xué)研究院作為標(biāo)準(zhǔn)起草的主編單位，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)起草、會(huì)議召集以

及編制單位之間的溝通交流。

新疆水利水電科學(xué)研究院、西北農(nóng)林科技大學(xué)負(fù)責(zé)相關(guān)試驗(yàn)研究結(jié)果分析工

作；新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局、黑龍江省水利科學(xué)研究院、中水

東北勘測設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司等單位負(fù)責(zé)各工序數(shù)據(jù)分析整理工作，參與草稿的討

論及技術(shù)支持等。

二、主要內(nèi)容及來源依據(jù)

2.1.主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)共包括6章，分別為：1總則。本規(guī)程適用于2級(jí)及以上，位于我國

寒冷地區(qū)承擔(dān)供水、調(diào)水、灌溉、發(fā)電等任務(wù)的輸水明渠凍害評(píng)價(jià)工作；規(guī)范性

引用文件。2術(shù)語和定義。對(duì)本規(guī)程涉及的專業(yè)術(shù)語進(jìn)行了說明和定義。3現(xiàn)狀

調(diào)查。對(duì)開展寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)所需的調(diào)查資料，以及渠道工程建設(shè)運(yùn)行的

檔案資料提出了具體要求，對(duì)評(píng)價(jià)工作的主要內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定。4評(píng)價(jià)方法。主

要評(píng)價(jià)體系設(shè)置、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)工作要求等等。5指標(biāo)評(píng)價(jià)。主要包括渠道凍

害影響因素評(píng)價(jià)、指標(biāo)權(quán)重分配等。6渠道凍害綜合評(píng)價(jià)，主要包括目標(biāo)評(píng)價(jià)、

渠道凍害綜合評(píng)價(jià)等。

2.2來源依據(jù)

術(shù)語和定義主要依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）、《凍土地

區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ118-2011）《凍土工程地質(zhì)勘查規(guī)范》

（GB50324-2014）、《水工建筑物抗冰凍設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50662-2011）；現(xiàn)狀調(diào)

查主要參考《水利水電安全監(jiān)測設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL725-2016）、《水閘安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》

（SL214-2015）、《堤防工程安全評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（SL/Z679-2015）、《渠道防滲工程技

術(shù)規(guī)范》（GB/T50600-2010）、《襯砌與防滲渠道工程技術(shù)管理規(guī)程》（SL599-2013）；

指標(biāo)評(píng)價(jià)、渠道凍害綜合評(píng)價(jià)主要依據(jù)《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50145-2007）、

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）、《渠系工程抗凍脹設(shè)計(jì)規(guī)范》

（SL23-2006）等標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)規(guī)定。

2.3主要試驗(yàn)、驗(yàn)證及試行結(jié)果

渠道凍害評(píng)價(jià)是以實(shí)際工程作為對(duì)象，圍繞引起凍害的主要影響因素，根據(jù)

工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行階段的相關(guān)具體參數(shù)，對(duì)整個(gè)渠道結(jié)構(gòu)在凍害作用下的安全等級(jí)

進(jìn)行定量劃分、評(píng)價(jià)，一種判斷工程工作性狀的有效方法。

按照科學(xué)性和實(shí)用性要求，采用何種方法進(jìn)行凍害評(píng)價(jià)是關(guān)鍵，而凍害評(píng)價(jià)

指標(biāo)體系是凍害評(píng)價(jià)方法的核心內(nèi)容。近年來，項(xiàng)目牽頭單位依托國家重點(diǎn)研發(fā)

計(jì)劃“高寒區(qū)長距離供水工程能力提升與安全保障技術(shù)”、水利部公益性行業(yè)科

研專項(xiàng)“咸寒區(qū)渠道凍害評(píng)估與處治技術(shù)”、水利部技術(shù)示范項(xiàng)目“咸寒區(qū)供水

渠道凍害評(píng)估處治技術(shù)應(yīng)用與推廣”等國家、行業(yè)重大專項(xiàng)項(xiàng)目，以寒區(qū)工程理

論為指導(dǎo),圍繞渠道運(yùn)行安全問題，綜合運(yùn)用土工測試技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)等開

展了大量寒區(qū)渠道凍害安全預(yù)報(bào)與處治研究，形成了包括渠道凍害過程離心模擬

技術(shù)、含鹽渠基土的凍脹特性、膨脹性渠基土的三維裂隙發(fā)育特征、渠道凍害劣

化致災(zāi)“水-熱-力”耦合力學(xué)模型，渠道凍害預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)，渠道凍害快速修復(fù)

技術(shù)等在內(nèi)的渠道凍害綜合評(píng)估與處治技術(shù)。綜合標(biāo)準(zhǔn)編制調(diào)研及專題科研工作

成果，建立了寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。以“很弱”、“弱”、“較強(qiáng)”、“強(qiáng)”、

“很強(qiáng)”等五個(gè)影響描述將具體指標(biāo)按照標(biāo)準(zhǔn)值劃分為五個(gè)級(jí)別。具體如下：

（1）細(xì)粒含量。以土中的顆粒粒徑小于0.075mm的顆粒（小于0.075mm粒

徑的顆粒屬于粉粒和粘粒）含量為區(qū)分土體凍脹特性的因素。我們將細(xì)粒含量小

于5%的土體劃定為“很弱”的級(jí)別，之后細(xì)粒含量每增加5%級(jí)別降低一級(jí)。隨著

細(xì)粒含量的增加，相同條件下土體的凍脹特性明顯增強(qiáng)，本次指標(biāo)劃分中，以細(xì)

粒含量15%作為界定基本安全與危險(xiǎn)的臨界細(xì)粒含量，因此細(xì)粒含量10%～15%

劃分為“較強(qiáng)”的級(jí)別。由于細(xì)粒含量大于50%的細(xì)粒土被認(rèn)為有較大的凍脹性，

故定義細(xì)粒含量大于50%為“很強(qiáng)”的級(jí)別。

（2）壓實(shí)度。研究表明，土體凍脹率隨著干密度的增大先增大后減小。通

過調(diào)研、試驗(yàn)等，設(shè)定“很強(qiáng)”級(jí)別對(duì)應(yīng)的渠基土壓實(shí)度為小于0.92，“強(qiáng)”的級(jí)別

對(duì)應(yīng)的渠基土壓實(shí)度為0.92～0.94，“較強(qiáng)”級(jí)別對(duì)應(yīng)的渠基土壓實(shí)度為0.94～

0.96，“弱”的級(jí)別對(duì)應(yīng)的壓實(shí)度為0.96～0.99，“很弱”級(jí)別對(duì)應(yīng)的渠基土壓實(shí)度

為大于0.99（鑒于施工過程中土體的壓實(shí)度可能大于本次輕型擊實(shí)試驗(yàn)的最大干

密度，因此具體工程壓實(shí)度大于1也認(rèn)為是很安全的級(jí)別）。

（3）水分。土體中的液態(tài)水是土體凍脹的內(nèi)在因素。對(duì)于任意一種特性的

土體，當(dāng)其含水率超過起始凍脹含水率后，土中液態(tài)水結(jié)冰體積膨脹才能產(chǎn)生土

體凍脹。本標(biāo)準(zhǔn)建議按照“凍脹等級(jí)”對(duì)含水率指標(biāo)進(jìn)行描述，“凍脹等級(jí)”中

的“Ⅰ不凍脹”對(duì)應(yīng)描述為“很弱”，以此類推。

（4）鹽漬度。近年來，項(xiàng)目牽頭單位開展了一些關(guān)于含鹽量對(duì)地基土凍脹

作用的影響研究。研究了以硫酸鈉為代表的渠基鹽漬土的凍脹變形特性。試驗(yàn)結(jié)

果表明，隨著Na2SO4含量的升高，土體的凍脹率急劇增大，Na2SO4含量越高，

3

土體凍脹變形越大。以干密度為1.89g/cm的土體為例，Na2SO4含量為0.2%時(shí)，

土體凍脹率為0.829%，當(dāng)Na2SO4含量升高至4.4%，凍脹率急劇增大至4.223%。

另一方面，隨著Na2SO4含量水平的升高，在其他條件相同的情況下，單位Na2SO4

含量升高引起的凍脹變形增長的速率也有所增大。按照1.5m的凍結(jié)深度換算，

Na2SO4含量為0.2%時(shí)土體的凍脹量大約為1.5cm，該凍脹量對(duì)應(yīng)的地基土凍脹

級(jí)別為I級(jí)凍脹；Na2SO4含量為4.4%時(shí)土體的凍脹量大約為7.5cm，該凍脹量

對(duì)應(yīng)的地基土凍脹級(jí)別為III級(jí)，凍脹。因此結(jié)合先前關(guān)于含鹽土體凍脹變形室

-2

內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果，建議設(shè)定以SO4離子為代表，含量0.2%為區(qū)別很安全級(jí)別與基

本安全級(jí)別的臨界鹽漬度值，0.5%為區(qū)別較安全級(jí)別和基本安全級(jí)別的鹽漬度，

1.0%為區(qū)分基本安全級(jí)別與危險(xiǎn)級(jí)別的鹽漬度，大于1.5%為高度危險(xiǎn)級(jí)別的鹽

漬度。鹽漬度的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定為：含量0.2%為區(qū)別“很弱”級(jí)別與“弱”級(jí)

別的臨界鹽漬度值，0.5%為區(qū)別“弱”級(jí)別和“較強(qiáng)”級(jí)別的鹽漬度，1.0%為

區(qū)分“較強(qiáng)”級(jí)別與“強(qiáng)”級(jí)別，大于1.5%為“很強(qiáng)”級(jí)別。

（5）襯砌結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目以以SL23中表4.2.2規(guī)定的渠道襯砌允許最大法向

位移值為依據(jù)，按照襯砌結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)組合的最大允許法向位移值越大，分級(jí)越高的

原則確定襯砌結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)組合的評(píng)價(jià)等級(jí)。例如，梯形斷面、混凝土襯砌的襯砌結(jié)

構(gòu)，SL23中規(guī)定的最大允許法向位移值為0.5~1.0cm，該允許值在所有襯砌結(jié)

構(gòu)中最低，說明該種襯砌結(jié)構(gòu)抵抗凍脹的能力最弱，因此評(píng)定為Ⅴ級(jí)；分離擋墻

式矩形斷面（底板）、瀝青混凝土襯砌的襯砌結(jié)構(gòu)，最大允許法向位移值為7~8cm，

該允許值在所有襯砌結(jié)構(gòu)中最高，襯砌結(jié)構(gòu)抵抗凍脹能力較強(qiáng)，因此評(píng)定為Ⅰ級(jí)。

其他級(jí)別以此類推。

（6）環(huán)境溫度。溫度是導(dǎo)致渠道渠基產(chǎn)生凍害的直接原因。我國北方寒冷

地區(qū)幅員遼闊，水工建筑物產(chǎn)生凍害的條件和過程不同，起始凍結(jié)溫度也有差異。

因此，在綜合各方專家意見的基礎(chǔ)上，提出采用“標(biāo)準(zhǔn)凍深”作為反映環(huán)境溫度

影響的指標(biāo)，參照GB50007、JGJ118中“標(biāo)準(zhǔn)凍深”的定義確定本標(biāo)準(zhǔn)中溫度

的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值?！皹?biāo)準(zhǔn)凍深”的概念是溫度大小和作用時(shí)間的綜合表征。全國范

圍內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)凍深絕大多數(shù)都在250cm以內(nèi)，因此，本規(guī)范以50cm為一個(gè)等級(jí)進(jìn)

行級(jí)別劃分。

建立指標(biāo)體系后，必須明確各指標(biāo)的有關(guān)權(quán)重，所采用的權(quán)重應(yīng)客觀，盡可

能反映各指標(biāo)對(duì)渠道凍害的影響程度水平。圍繞指標(biāo)權(quán)重分配的合理性要求，標(biāo)

準(zhǔn)編制組采用“層次分析法”，組織組內(nèi)專家就指標(biāo)權(quán)重的具體分值進(jìn)行了專家

打分，同時(shí)邀請(qǐng)了中科院西北院、新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)、寧夏大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、

中國水科院等國內(nèi)從事寒區(qū)水利工程相關(guān)工作的20余名專家共同參與了專家打

分工作。在此基礎(chǔ)上，綜合考慮反映各專家的職稱、職務(wù)、打分“一致性”情況

的專家各人權(quán)重因子，形成了寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重賦分。綜合

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及指標(biāo)權(quán)重賦分，形成了寒冷地區(qū)渠道凍害評(píng)價(jià)方法。

本項(xiàng)目參與單位，范圍涉及科研院所、高校、工程管理部門等多個(gè)單位，這

些單位長期以來，從水庫及灌區(qū)建筑物防滲抗凍脹破壞機(jī)理及材料、結(jié)構(gòu)與施工

等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主持完成了我國大量高寒地區(qū)工程科研、建設(shè)項(xiàng)目，涉

及寒區(qū)水利、公路、鐵路、輸油管道等工程，取得了良好的效果，在寒區(qū)工程監(jiān)

測工作方面積累了大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

本標(biāo)準(zhǔn)的編寫，旨在規(guī)范寒冷地區(qū)渠道工程凍害評(píng)價(jià)方法，為相關(guān)部門的管

理工作提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，鼓勵(lì)社會(huì)團(tuán)體廣泛參與，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)持續(xù)

發(fā)展。目前，相關(guān)技術(shù)已在北疆供水工程“一期二步