T/CHES 41-2020 寒冷地区渠道冻害评价导则(中国水利学会,报批稿,附条文说明)

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T/CHES 41-2020 寒冷地区渠道冻害评价导则(中国水利学会,报批稿,附条文说明)

3.3.3 应在调查分析的基础上,编制工程现状调查报告,报告编制应符合附录A的规定。

4.0.1 应根据现状调查报告等基础资料进行指标评价,以及渠道冻害综合评价。

4.0.2 应在工程现状调查报告的基础上无锡太湖施工组织设计7.21,按照以下原则选取冻害评价断面:

1 渠基存在冻胀敏感性土、盐渍土和膨胀土等不良地层分布。

2 历史上曾发生过大范围冻害或工程检修频次较高。

3 防渗和保温层损毁严重。

4.0.3 应按照以下步骤开展冻害评价:

1 依据基础资料确定待评断面各项冻害评价指标的特征值。

2 参照冻害评价指标的标准值对各项指标进行指标评价,确定指标评价等级。

3 根据指标评价等级确定指标得分。

4 按照指标权重和因素权重,结合指标得分,计算渠道冻害综合评价得分。

5 根据渠道冻害综合评价得分确定渠道冻害综合评价等级。

6 形成评价结论,给出防治措施及管理建议。

4.0.4 冻害评价指标包括细粒含量、压实性、水分、盐渍度、衬砌结构5项内部因素指标,以及环境温度1项外部因素指标。

4.0.5 冻害评价指标的评价等级和得分应按照表4.0.5确定。

表4.0.5 指标评价等级和指标得分

4.0.7 冻害综合评价得分应采用下式计算:

(4.0.7)

S — 渠道冻害评价综合评分;

Ki — 第i个因素的因素权重;

Wij — 第i个因素、第j个指标的指标权重;

Rij — 第i个因素、第j个指标的指标得分,根据指标评价确定;

m=2。n按照内部和外部因素取值,内部因素i=1,n=5;外部因素i=2,n=1。

5.0.1 应根据指标标准值对各项冻害指标的特征值进行指标评价。

5.0.2 指标评价等级应按照指标标准值区间,分为Ⅰ级~Ⅴ级五个等级。

5.1 指标标准值与指标评价等级

5.1.1 渠基土细粒含量和压实性的指标标准值与指标评价等级应按以下要求确定:

1 参照《土的工程分类标准》GB/T 50145附录A确定渠基土的粒组;

2 细粒含量的指标标准值按以下要求确定:

3 压实性指标标准值按以下要求确定:

5.1.2 水分的指标标准值应以渠基土冻前天然含水率w和冻结期间地下水位距冻结面的最小距离hw表征,按照表5.1.2确定。

表5.1.2 水分的指标标准值与评价等级

5.1.3 盐渍度的指标标准值与评价等级应按以下要求确定:

2 按照以下公式确定土中易溶盐含量。

(5.1.3)

mg ——土中含易溶盐的质量;

gd ——土颗粒质量。

3 盐渍度的指标标准值取值及相应评价等级按照表5.1.3确定。

表5.1.3 盐渍度的指标标准值与评价等级

5.1.4 衬砌结构的指标标准值应按以下要求确定:

1 以梯形、弧形、弧形底梯形、弧形坡脚梯形、整体式U型槽或矩形槽、分离挡墙式矩形断面(底板)等6种结构形式,与混凝土、浆砌石、沥青混凝土等3种衬砌材料,组成衬砌结构指标标准值的标准组合。

2 应结合待评断面结构形式,按照5.1.4确定衬砌结构标准组合对应的评价等级。

表5.1.4 衬砌结构标准组合与评价等级

5.1.5 以“冻深”表征环境温度对渠道冻害的影响程度,指标标准值取值及相应评价等级应按照表5.1.5确定。

表5.1.5 环境温度(冻深)的指标标准值与评价等级

5.2.1 待评断面各项指标的指标特征值应在设计、施工阶段形成的技术资料基础上,结合现状调查报告中的相关内容综合确定,必要时可增加试验、监测等。

5.2.2 环境温度指标的指标特征值若无实测资料,可参照《建筑地基基础设计规范》GB 50007附录F查取。

5.3.1 应按照指标标准值,确定待评断面各指标的特征值所对应的评价等级。

5.3.2 应按表4.0.5确定指标得分。

6.0.1 渠道冻害综合评价应在指标评价的基础上,根据4.0.7条确定渠道冻害综合评价分值。

6.0.2 根据确定的渠道冻害综合评价分值,按照表6.0.2确定综合评价等级。

表6.0.2 渠道冻害综合评价等级

6.0.3 冻害综合评价的使用应符合以下要求:

1 冻害综合评价为I级和Ⅱ级,可按日常管理要求正常运行。

2 冻害综合评价为Ⅲ级,应有针对性地提出局部处治建议。

3 冻害综合评价为Ⅳ级或Ⅴ级,应提出整体修复方案。

6.0.4 应根据评价结果形成冻害综合评价报告,报告编制应符合附录B的规定。

6.0.5 评价结果可作为寒冷地区渠道安全评价的依据。

附录A 工程现状调查报告

包括渠道所处位置,工程规模,建成时间,衬砌结构和防渗形式等,工程地质条件、气象、水文条件等;工程设计效益,建设过程等。

包括工程安全情况,工程实际效益等;运行管理制度与执行情况,主要管理措施,应急处置措施等。

应对渠道工程沿线的安全程度进行描述,并对存在的问题、隐患等,结合观测、检测、监测资料进行初步分析。

给出建议开展冻害评价的渠道断面,并描述该断面的基本情况。

附录B 渠道冻害综合评价报告

包括冻害评价的缘由、过程以及委托单位情况等。

2.1 管理单位基本情况

包括设计情况、施工情况、改扩建情况等基础资料,运行管理情况。

2.3 存在的主要问题

2.4 渠道冻害初步分析

3.1 指标层特征值取值

4.1 渠道冻害综合评价计算

4.2 渠道冻害等级确定

寒冷地区渠道冻害评价导则

1 总则...................................................................17

2 术语和定义.............................................................18

3 现状调查...............................................................19

4 评价方法...............................................................20

5 指标评价...............................................................21

1.0.1 我国多年冻土与季节性冻土区域面积约占国土面积75%,根据我国水利行业大量统计数据及研究资料,冻害破坏是寒冷地区渠系工程主要破坏形式。我国北方寒冷地区的大型渠道多为水资源配置工程,这些工程线路长,沿线气候地质条件各异,因此不同断面发生冻害的程度不同,针对冻害所采取的冻害处治措施也不同。开展渠道冻害评价,根据某一渠道断面的工程特征进行冻害安全分级,进而分段施策,有利于管理部门优化资源,提升冻害处治效率。

1.0.2 考虑到工程重要性,以及破坏造成的影响,本标准对2级以下渠道的冻害评价不做要求。

2.0.1 寒冷地区是我国气候的一个分区,GB 50176表4.1.1给出了其明确定义。本导则所指的寒冷地区,强调低温对渠道工程地基的影响,采用GB/T 50662第3.0.3条对寒冷地区的定义,更贴近工程需要。

2.0.3~2.0.7 相关名词借鉴了层次分析、模糊评价等评价方法中的有关术语,在此基础上,结合渠道冻害安全评价工作对相关名词进行了定义。

3.1.1 工程现状调查是渠道冻害评价的基础工作,由评价单位组织经验丰富、专业齐备的专家组负责完成,并对冻害评价工作提出指导性意见。

3.1.2 技术资料的真实性与完整性是做好渠道冻害评价工作的重要保障,因此要尽可能数据翔实、准确,满足冻害评价的要求。

3.1.3 对现场调查中发现的工程问题、缺陷或不足,需初步分析其成因和对渠道冻害的影响,对结论明确的内容,可不再进行评价。

3.2.7 渠道运行多年后,各指标参数可能会发生变化而与设计资料不一致,因此,在查阅技术资料的基础上,开展补充勘探、检测、监测,可以更好地掌握渠道断面当前的基本性状,有利于提升冻害评价结果的准确性。

4.0.3 本标准涉及的评价方法,采用了风险分析和模糊评价方法的基本思想,以寒冷地区渠道冻害对的工程安全的影响程度作为评价目标2、高支模专项施工方案,是围绕科学性和实用性要求,充分考虑各主要影响因素和影响程度下建立的评价体系。

4.0.4 渠道冻害评价的评价指标是在长期实践、理论研究、试验研究的基础上提出的。细粒含量、压实系数、水分、盐渍度、衬砌结构、温度等6个可量化的指标构成了导致寒冷地区渠道发生冻害破坏最主要、最基本的单元。在评价体系中,这些指标位于最底层。细粒含量、压实系数、盐渍度、衬砌结构等4个指标被认为是渠道工程的固有属性,这些属性组成了影响内部因素;温度作为引起渠基内水分相变的边界条件,是外部因素。在评价体系中,内部因素和外部因素位于中间层。渠道冻害综合评价为评价目标,位于评价体系的最顶层。

4.0.5 沿用模糊评价的概念,采用“1、3、5、7、9”的“等距尺度法”表示各项指标得分与评价目标的隶属关系。

4.0.6 权重分值由国内20余名从事寒冷地区渠道冻害防治工作的专家,采用“层次分析法”分析生成。权重生成过程中加入了考虑专家职称、职务、以及专家打分“一致性”等条件的各专家权重因子。

5.1.1 实践表明,粗粒类土(不包括细、粉砂土)的冻胀性主要决定于粉黏粒的含量。SL 23—2006第3.3.1条给出了渠系工程渠基土的冻胀性划分,即细粒土、粒径小于0.075mm的土粒重量超过土样总重量10%的粗粒土为冻胀性土。依据现行行业标准,结合理论研究和工程实际,本标准中对于细粒土直接沿用GB 50007中的有关划分;粗粒土以土中的颗粒粒径小于0.075mm的颗粒(小于0.075mm粒径的颗粒属于粉粒和粘粒)含量为区分土体冻胀特性的因素。此外,本条中的关于压实性的指标标准值取值同样是基于理论研究和实践经验确定的。

5.1.2 含水率是表征土体中水分含量的常用指标,但不同土体在相同含水率下的冻胀特性有所不同,因此不宜将含水率直接作为评价指标。本标准参照JGJ 118中的有关规定,根据土体类别、冻结期间地下水位距冻结面的最小距离,以及平均冻胀系数表征水分作用,该等级划分与现行行业标准西安某小区景观铺装工程施工组织设计,以及本标准的评价体系是协调的。

5.1.4 以SL 23表4.2.2规定的渠道衬砌允许最大法向位移值为依据,按照衬砌结构标准组合的最大允许法向位移值越大,对应级别越高的原则,确定衬砌结构标准组合的评价等级。例如,梯形断面、混凝土衬砌的衬砌结构,SL 23 中规定的最大允许法向位移值为0.5~1.0 cm,该允许值在所有衬砌结构中最低,说明该种衬砌结构抵抗冻胀的能力最弱,因此评定为Ⅴ级;分离挡墙式矩形断面(底板)、沥青混凝土衬砌的衬砌结构,最大允许法向位移值为7~8cm,该允许值在所有衬砌结构中最高,衬砌结构抵抗冻胀能力较强,因此评定为Ⅰ级,其他级别以此类推。

5.1.5 只有渠基土的温度降低至土体的冻结温度以下才可能会发生冻胀现象。为客观反应温度作用,参照GB 50007、JGJ 118中“冻深”的定义确定本标准中温度的指标标准值。“冻深”这一指标反映了温度水平和相应的作用时间,符合定量化的评价工作需要。

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