一、灌区概况
（1）地理位置
桦川县悦来灌区位于黑龙江省东部，松花江下游右岸的桦川县境内，是黑龙江省已建大型抽水灌区之一，地理坐标为东经130°35′~130°49′，北纬46°51′~47°07′，灌区北起松花江，南至桦川县羊草川地区和苏家店营子岗下，西隔铃铛麦河与星火灌区相望，东以丰收沟为界，与江川、宝山农场相邻，总面积41.47万亩。本区水陆交通便利，哈同公路由灌区北部穿过，桦集公路贯穿南北，乡级公路四通八达。区内悦来镇为桦川县政府所在地，是桦川县政治、经济、文化中心。悦来镇码头可停泊千吨货轮，在松花江畅流期，上可通佳木斯、哈尔滨，下可达富锦、同江、抚远，远可及我国和俄罗斯沿黑龙江、乌苏里江诸港口，方便快捷的交通网络对全区的生产建设起到了巨大的推动作用。
（2）地形地貌
灌区西部为松花江高漫滩，地面高程在74.00m～80.00m之间，地势东南高西北低，地面比降在1/2500～1/4500之间，除局部林地外均已开垦为耕地，主要种植水稻和旱作物。灌区东部为松花江低漫滩，地面高程在72.00m～74.00m之间，地势南高北低，地面比降在1/7000～1/10000左右，地势低平，土壤肥沃，粘土层较厚，适宜发展水田生产。
（3）气候条件
本区属中温带大陆性季风气候区。其主要特点是：春季干燥风大，气温回升快；夏季暂短，温热多雨；秋季气候凉爽，降温急骤；冬季严寒漫长。
根据气象资料分析，桦川县多年平均气温2.6℃左右，极端最低气温为-41.1℃（1970年1月3日）；极端最高气温为36℃（1977年7月20日）；多年平均≥10℃的有效积温为2600℃。本区春季气温上升快，一般3月上旬冰雪开始融化，土壤在3月下旬开始解冻，4月1日前后能稳定地通过0℃；9月份进入秋季，气温下降急骤，变幅也较大，9月22日前后有初霜，10月底开始结冰，夜冻昼融，11月8日前后开始封冻，进入冬季，冻土层深达2.5m，冻结期在7个月左右。
本区多年平均无霜期135d，多年平均降水量498mm，降水年内分布不均，多集中在6～9月份，6～9份降水占全年总降水的70%左右，暴雨多发生在7、8月份，7月中旬至8月上旬为大暴雨集中期，实测1968年7月25日24h降雨达120.8mm。
本区冬季受蒙古高压和极地大陆团控制，多偏北风，天气寒冷干燥；夏季受太天洋副热带高压和蒙古、华北低压控制，多偏南风；春季盛行西南风，4～5月份多年平均风速在4.5～4.8m/s。
（4）土壤条件
悦来灌区内主要土壤有：暗棕色森林土、白浆土、草甸土、沼泽土和、暗砂土等五类土壤，根据成土条件、物理粘料含量及砂层深浅，进一步划分为15个亚类。
（5）水源情况
松花江佳木斯站畅流期平均流量为3500m3/s，灌溉期保证率P＝80％的枯水流量为1370m3/s，P＝95％的枯水流量为686m3/s，水资源丰富，灌区灌溉用水由渠首泵站抽取松花江水供给。
灌区内其它各业用水（工业用水、农村生活用水，畜牧业用水等）全部采用地下水。本地区地下水埋藏浅，储量丰富，补给充分，单井出水量在50t～100t/h左右，地下水年可开采量约为1300×104m3，水质以碳酸钙型为主，矿化度0.1g/L～0.6g/L，PH值在6.0～6.5之间，水质较好，满足各业用水要求。
（6）工程地质与水文地质
1）工程地质
悦来灌区位于三江平原西部，第四系松散堆积，基底为第三系砂砾岩。根据黑龙江省大地构造单元划分表，本地区为兴凯湖-布列亚山地块区、老爷岭地块、三江新断陷带，其特征表现为自新生代以来形成的四面环山的盆地，盆地地势低洼平坦，有零量孤丘隆起。新构造运动以沉降为主，形成了广阔的平原。本灌区内第四系地层分布广泛，发育连续，厚度大，富水性强，除残丘附近第四系地层厚度不足50m外，大部分地区厚度为100m左右。
各级渠道地层岩性组成主要为：表层为黑色粘土、黄褐色壤土及砂壤土，厚度0.5～2.0m不等，下部为浅黄色粉细砂及细砂。根据钻孔资料分析，高漫滩区北部，佳桦公路以南创业乡拉拉街村至万宝村地区表层为粘土及壤土，厚度在0.5～1.5m左右，土壤渗透系数在0.01m/昼夜,属“中等”渗漏强度。由以上分析可见，各级渠道工程地质条件较好，无软基等不利地层结构，但由于筑渠土质主要为粘性土和壤土，粘料含量较少，渠体土壤的渗漏强度较大，为“中等”—“中强”渗漏强度，因此需要采取必要的防渗措施。
2）水文地质
区内含水层为第四纪沉积砂层，赋予了丰富的松散岩类孔隙水，地下水类型为孔隙潜水，含水层厚度较大，分布稳定，结构单一，富水性好。由于前第四纪在底起伏变化，松散岩含水层的厚度不均，由西南部残丘边缘到漫滩区，含水层厚度由几十米变至百米左右。地下水埋深随地形变化差异较大，高漫滩区地下水埋深2m～5m，苏家店一带5m～7m，低漫滩区埋深1m～2m。地下水补给主要为大气降水及灌溉回归水，沿江河地下水与江、河水力关系密切，常呈互补关系，丰水期地下水接受江水、及邻近地区地下水的补给。地下水径流微弱，其排泄方式以松花江径流排泄为主，其次为蒸发和人工开采。
本区地下水以HCO3-、CA2+、MG2+、NA+为主，水化学类型多为HCO3—CA+NA型，矿化度0.2～0.3G/T，PH值6.3～6.5，总硬度小于15，对砼不具有侵蚀作用。地下水温4～10摄氏度，钠吸附比（A）小于8，灌溉系数（ka）大于18，水质较好，为适宜灌溉型水，但水温偏低。
（7） 社会经济状况
悦来灌区是桦川县主要水稻产区之一，区内现有耕地面积36.28万亩。灌区位于桦川县悦来镇附近，行政区划包括悦来、创业、苏家店等3个乡镇，34个村屯；区内总人口5.87万人，其中农业人口5.61万人，农业劳动力1.9万人；役畜3414头；农用机械373标准台；年产粮9100×104kg，粮食商品率48.4％。
桦川县素有“鱼米之乡”的美称，是国家重要的商品粮基地县，主要种植水稻、大豆、玉米、小麦、烤烟、甜菜、亚麻、黑加仑、马铃薯等。桦川县依山傍水，历史悠久，风景秀丽，是我省朝鲜族聚集地。
（8）灌区工程状况
1）固定渠、沟道工程现状
悦来灌区现有灌溉干、支渠12条，干渠1条没有衬砌，在今年秋季停水后进行3.0公里衬砌，支渠11条中已经完全衬砌的有4条，部分衬砌的2条，斗、农渠道也进行了部分衬砌。多数的田间的斗渠、农渠都无节水措施，渠道经过多年的运行，冲淤变化较大，问题较多。
灌溉渠道年久失修，冲刷严重，渠道断面偏大，渠底高程偏低，无法满足供水水位要求，只能靠加大供水流量来壅高水位，不但浪费了水资源，增加了供水成本，而且加重了渠道的冲刷；渠道沿线土质疏松，土料粘粒含量偏少，斗、农渠道渗漏量较大，又无防渗措施。
灌区沟道经多年运行淤积严重，且斗、农沟较少，田间排水出路不清。
2）渠系建筑物现状
悦来灌区原规划设计干、支以上渠系建筑物178座，由于受资金等因素限制，只实施了69座，由于渠系建筑物少，给灌区内洪水、配水、交通等造成严重困难。斗农级缺少配水建筑物及量测水设施。
二、灌区渠道防渗冻胀技术措施应用情况
悦来灌区渠道防渗有两种形式，即现浇混凝土板和预制混凝土板，都是采用梯形渠道。现浇混凝土板的冻胀技术措施为渠道整形夯实后铺5厘米砂垫层，其上铺每平方米400克的防渗膜，最后进行现浇混凝土，混凝土分缝有的采用1厘米厚的浸沥青分缝板，有的现浇时用钢板隔开浇筑，待钢板拿出后既为一个缝。板块根据渠道的大小，采用1米*1米或1米*1.5米的板块，小型农渠有的采用每2延长米1个施工缝进行分缝，浇筑时隔2米进行支模浇筑，待混凝土上强度后在进行堵空浇筑，之间的施工冷缝即为分缝。现浇混凝土形式经几年运行没有发现断裂、冻胀等现象，而且板缝中间不长草，比较平整光滑，感观较好。
预制混凝土板多为50厘米（长）*50厘米（宽）*8厘米（厚）， 渠道整形夯实后铺每平方米400克的防渗膜其上铺5厘米砂垫层，然后进行铺板，这种形式也比较好，但在时间长了以后在板缝之间长出蒿草，感观上不如现浇混凝土。但现浇混凝土受工期限制，只能在灌区停水后进行，工期短。预制混凝土板可以在任何时间预制，灌区停后铺装，工期长。
三、典型渠道防渗冻胀技术案例分析
西三支渠0+000-0+150段为8厘米+现浇混凝土，1厘米厚的浸沥青分缝板，板块采用1米*1.5米，渠道整形夯实后铺5厘米砂垫层，其上铺每平方米400克的防渗膜，最后进行现浇混凝土，为梯形渠道，底宽4米，边坡长3米。2006年秋季施工到现在运行保持良好，没有发现冻胀现象。
西三支0+150-4+500段为8厘米厚预制混凝土板衬砌，渠道整形夯实后铺每平方米400克的防渗膜其上铺5厘米砂垫层，然后进行铺板，局部段由于当时施工土方压实不够出现塌陷，但整体还是较好。在板缝间长出杂草，感观上不如前一段好。
哈同公路北侧的农渠道采用6厘米厚、每2延长米1个施工缝进行分缝，浇筑时隔2米进行支模浇筑，待混凝土上强度后在进行堵空浇筑，之间的施工冷缝即为分缝。在2008年秋季施工到现在，状况也是较好，出现几处断裂缝也是土方不实的原因。此处现浇灌混凝土每块板内加了4毫米粗的冷拔丝钢筋网，冷拔丝间距为30厘米，起到了防止断裂的作用。
四、防渗冻胀技术措施应用的体会、经验及建议
1、灌区目前没有技术能力和设备能力进行渠道的防渗冻胀观测，只能从感观上进行评价和分析，不够准确，还要有专门的检测机构来进行这方面监测。
2、建议研发一种新型的材料来进行渠道防渗防冻胀，混凝土衬砌造价和所产生的效益之间不一定能成比例。
3、渠道防渗防冻胀要想达到效果好，设计是一方面的因素，而施工更是重要的因素，一定要把好施工质量关。
4、建后管理是渠道防渗防冻胀能不能达到效果的一个因素，渠道工程往往存在重建轻管的问题，投入资金进行改造的渠道防渗防工程没有后期管护维修费用。
现浇混凝土渠道
预制混凝土板衬砌渠道
农渠衬砌
