一种用于旱寒区输水渠道的导电土工膜

本技术涉及渠道结构，具体涉及一种用于旱寒区输水渠道的导电土工膜。

背景技术：

1、在旱寒地区，由于地下水的水分迁移在冬夏两季节的较大温差下形成的水-冰相变现象，输水渠道在建设过程中容易出现的渗漏、冻胀、冻融等一系列问题，进而对输水建筑造成巨大的破坏。例如，渠道基土冻胀时，渠槽上部内缩而底部上抬，混凝土衬砌板与基土发生相对位移从而产生冻胀力和冻结力。

2、其中，混凝土衬砌板被破坏过程可以概况为：1）由于沿渠道断面基土的冻胀量分布不均，冻胀量大的渠底基土对衬砌产生法向冻胀力，导致底板衬砌上抬同时对临近的渠坡衬砌产生顶托作用；2）渠坡衬砌在渠底衬砌顶托下发生相对基土向上的切向位移趋势，当这种趋势受到冻结约束时产生了切向冻胀力，同时反作用于渠底衬砌约束其上抬位移；3）渠顶基土自由冻胀，与其冻结在一起的衬砌随之受到拉力；4）综合冻胀力与冻结力作用结果，渠底和临近渠坡段为偏心受压状态，渠顶衬砌与临近渠坡衬砌为偏心受拉状态，呈现渠底抬升和渠坡鼓胀开裂的破坏特点。

3、经检索，hdpe土工膜全称高密度聚乙烯土工膜，具有优良的耐环境应力开裂性能、扛低温、抗老化和耐腐蚀性能，可以增强土壤的抗变形能力。例如，中国专利文献cn215512688u中公开了一种hdpe导电土工膜通过横向导电丝以及纵向导电丝可以将土工膜本体表面产生的静电快速释放出去。

4、虽然，上述hdpe导电土工膜在实际使用过程中，能够在一定程度上增强渠底基土的抗变形能力，但是，仍然难以避免冻胀现象对输水渠道造成的破坏。

5、综上所述，在旱寒区输水渠道的铺设过程中，如何设计一种膜层结构，用以提升对输水渠道的保温效果，提高输水渠道的抗冻能力，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，为旱寒区输水渠道的铺设过程中，提供一种膜层结构，用以提升对输水渠道的保温效果，提高输水渠道的抗冻能力。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：提出一种用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，包括被置于渠道基底和混凝土衬砌层之间的第一导电膜层和第二导电膜层；

3、所述第一导电膜层铺设于渠道基底上，所述第一导电膜层内嵌入有用于加热的第一电阻丝，所述第一电阻丝具有用于连接供电设备的第一连接端，所述第一连接端通过第一供电回路与供电设备相连；

4、所述第二导电膜层包覆在第一导电膜层上，所述第二导电膜层内嵌入有用于加热的第二电阻丝，所述第二电阻丝具有用于连接供电设备的第二连接端，所述第二连接端通过第二供电回路与供电设备相连；

5、所述第一电阻丝和第二电阻丝呈交错排布。

6、作为优选，第一电阻丝沿着输水渠道的延伸方向呈等间距排布。如此设置，多根第一电阻丝沿着输水渠道的延伸方向布设，便于第一导电膜层对渠道基底实施加热，有利于渠道基底受热的均匀性，提升了第一导电膜层对渠道基底的加热效果。

7、作为优选，第二电阻丝垂直于第一电阻丝排布。如此设置，有利于第一导电膜层的加热区域和第二导电膜层的加热区域形成交叉互补，进而进一步提升了对渠道基底的加热效果，提高了输水渠道的抗冻能力。

8、作为优选，第一导电膜层的对边上设置有第一导线，一对第一导线平行布设，第一电阻丝的第一连接端与第一导线相连。如此设置，第一电阻丝分别与一对第一导线相连构成第一供电回路，相邻的第一电阻丝均为并联结构，当单根第一电阻丝出现故障时，保证了其余第一电阻丝可以正常工作，提高了导电土工膜的使用稳定性。

9、作为优选，第一导线平行于输水渠道的延伸方向布设。如此设置，便于在输水渠道的一侧布设向第一导电膜层供电的供电设备，有利于降低第一导电膜层的铺设难度。

10、作为优选，第二导电膜层的对边上设置有第二导线，一对第二导线平行布设，第二电阻丝的第二连接端与第二导线相连。如此设置，第二电阻丝分别与一对第二导线相连构成第二供电回路，相邻的第二电阻丝均为并联结构，当单根第二电阻丝出现故障时，保证了其余第二电阻丝可以正常工作，进一步提高了导电土工膜的使用稳定性，进而提升了对输水渠道的保温效果。

11、作为优选，第二导线横跨输水渠道布设。如此设置，有利于第一导电膜层中的第一电阻丝和第二导电膜层中的第二电阻丝形成交错排布，进而进一步提升了对输水渠道的加热效果。

12、作为优选，混凝土衬砌层浇筑在第二导电膜层上。

13、本实用新型提供的一种用于旱寒区输水渠道的导电土工膜与现有技术相比，具有如下实质性特点和进步：该用于旱寒区输水渠道的导电土工膜利用第一导电膜层和第二导电膜层，在渠道基底和混凝土衬砌层之间形成双层加热防冻结构，对输水渠道具有良好的保温效果，交错排布的第一电阻丝和第二电阻丝通电加热后，有效减小了外界低温向内传导，大大减小了渠道基底基的土层冻深范围，进而提高了输水渠道的抗冻能力，避免了土层冻胀现象对输水渠道造成的破坏。

技术特征：

1.一种用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，包括被置于渠道基底和混凝土衬砌层之间的第一导电膜层和第二导电膜层；

2.根据权利要求1所述的用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，所述第一电阻丝沿着输水渠道的延伸方向呈等间距排布。

3.根据权利要求1或2所述的用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，所述第二电阻丝垂直于第一电阻丝排布。

4.根据权利要求1所述的用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，所述第一导电膜层的对边上设置有第一导线，一对第一导线平行布设，所述第一电阻丝的第一连接端与第一导线相连。

5.根据权利要求4所述的用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，所述第一导线平行于输水渠道的延伸方向布设。

6.根据权利要求1所述的用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，所述第二导电膜层的对边上设置有第二导线，一对第二导线平行布设，所述第二电阻丝的第二连接端与第二导线相连。

7.根据权利要求6所述的用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，所述第二导线横跨输水渠道布设。

8.根据权利要求1所述的用于旱寒区输水渠道的导电土工膜，其特征在于，所述混凝土衬砌层浇筑在第二导电膜层上。

技术总结
本技术涉及渠道结构技术领域，具体涉及一种用于旱寒区输水渠道的导电土工膜。该用于旱寒区输水渠道的导电土工膜包括第一导电膜层和第二导电膜层。第一导电膜层铺设于渠道基底上。第一导电膜层内嵌入有用于加热的第一电阻丝。第一电阻丝具有用于连接供电设备的第一连接端。第一连接端通过第一供电回路与供电设备相连。第二导电膜层包覆在第一导电膜层上。第二导电膜层内嵌入有用于加热的第二电阻丝。第二电阻丝具有用于连接供电设备的第二连接端。第二连接端通过第二供电回路与供电设备相连。第一电阻丝和第二电阻丝呈交错排布。该用于旱寒区输水渠道的导电土工膜提升了对输水渠道的保温效果，提高了输水渠道的抗冻能力。

技术研发人员：葛建锐,张亚新,房伟,侯慧敏,樊新建,郑健
受保护的技术使用者：兰州理工大学
技术研发日：20230208
技术公布日：2024/1/15