第9章渠道及闸址的工程地质分析

（二）实测流量计算法 计算公式为：
δL＝L1Q入Q－ 入Q出10% 0
式中： δL —— 单位长度渗漏损失率；
L —— 渠道长度，km；
Q入—— 渠道上游入口实测流量，m3/s； Q出 —— 渠道下游入口实测流量，m3/s；
四、渠道防渗措施 采用渠道防渗技术后，可提高渠系水利用系数， 具有输水快、有利于农业生产、节省土地等优点。 渠道防渗除了减少渠道水的渗漏损失外，还具有 以下几个优点： 1、提高了渠道的抗冲能力； 2、减少渠道粗糙度，流速加大，增加输水能力 3、减少渗漏对地下水的补给 4、减少渠道淤积，节省维修费用和清淤劳力， 降低灌水成本。
因此渠道边坡的稳定问题成为渠道的又一 个主要工程地质问题。
一、渠道边坡的破坏类型 （一）引起渠道边坡变形破坏的主要因素
1. 开挖或垫高形成高陡边坡，岩土体内应力平 衡状态变化，滑动力大于的抗滑力时，形成滑坡。
2. 开挖后，岩体暴露于地表，因风化作用强度 降低，引起渠道边坡的变形破坏。
3. 当渠道两侧地下水位高于渠水位并向渠内发 生渗流时，地下水的潜蚀作用使渠道边坡发生破坏。
γw—水的容重，KN/m3；其余符号意义同前。
2. 考虑静水压力的影响时 当渠道输水时，浸润作用使岩石处于饱和状态。
当渠水位下降后，岩体中的水对滑移体产生静水压力。 此时，静水压力对边坡稳定产生不利影响，抗滑力中 应减去静水压力。则：
K(Wco W s sPi)n tg cl
P 1 w h2 2 sin
式中：P—静水压力，KPa；
h—渠水与地下水水位差，m；
一般为0.4～0.5，差的仅0.3左右。 渠道渗漏除了影响渠道的利用效率、影响经济效益外，
还会造成一些不良后果。 如：地下水位抬升
土壤次生盐渍化和沼泽化 黄土湿陷造成渠道破坏、引起山坡滑动
一、渠道渗漏的地质条件 渠道渗漏有两类： 自身的渗漏 渠道地基渗漏
（一）基岩区 渠道渗漏一般不严重。渗漏条件主要取决于岩石
五、自然地质现象 渠道选线时要注意沿线的
崩塌、滑坡、泥石流和喀斯特发育程度等灾害性自然地 质现象，尽可能避开。在不能避开的情况下，应采取相 应措施进行治理，以保证渠系建筑物的安全使用。 六、天然建筑材料
渠道选线还应查明天然建筑材料的 分布 储量 质量 开采运输条件。
总之，由于渠系工程路线长、建筑物种类多， 工程地质条件又往往复杂多变，在实际工作中，应 对上述工程地质条件全面调查，综合分析研究，尽 量做到以下几点：
１、线路最短。 ２、土石方量最小。 ３、尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽等地区。 ４、注意避开滑坡、塌方、泥石流高发地区。 ５、充分利用地形，优先考虑自流输水。
第二节 渠道渗漏及其边坡稳定问题 渠道输水，是目前我国农田灌溉的主要输水方式，而渠
道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。 目前我国80%以上的渠道无防渗处理，渠系水利用系数
根据所使用的材料，渠道防渗可分为： （1）粘性土护面防渗 （2）砌石（卵石、块石、片石）防渗 （3）混凝土防渗 （4）塑料薄膜防渗 （内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面） （5）草皮防渗 其中混凝土衬砌是当今渠道衬砌的主要形式。
第三节 渠道边坡的稳定问题 无论是位于基岩区或是松散层中的渠道，
在施工和运行期间都会受到各种因素的影响， 引起渠道边坡的变形破坏，这直接关系到渠道 的安全、经济及能否正常运行。
一定的软弱结构面发生整体顺坡下滑的现象。 渠道边坡的滑坡破坏大致分为两种：
一种是渠道边坡本身的滑动破坏，另一种是位 于斜坡上的渠道，如果斜坡不稳定，整个斜坡岩 土体将连同渠道一起滑动破坏
（一）岩质边坡 1. 只考虑重力作用影响时
K下 抗滑 滑 W 力 力 cW o ssti g n cl
式中：K —— 抗滑稳定系数； W - 滑体重量，KN；α- 滑动面倾角； φ - 滑动面磨擦角；c - 滑动面凝聚力，KPa； L - 滑动面长度，m。
的破碎程度和渗漏通道的特征，包括透水层、断层破 碎带、节理密集带、岩溶发育带等。一般较容易发现， 且分布集中，处理方便。 （二）松散层分布区
渠道渗漏主要取决于土的透水性强弱与其成因类 型、岩性关系密切。
二、渠道渗漏特征
（一）、基岩区：
渗漏量较小，渗漏方式多以局部集中渗漏的形式出现， 常呈脉状或管状渗流，在渠道通水时比较容易发现，也比 较容易处理。
（二）、松散层分布区：
渗漏面积大，常不易发现，也不易处理，渗漏过程可 分为两个阶段：
第一阶段是渠道过水初期，以垂直渗漏为主。渠水在 重力和毛细力的作用下，沿垂直方向下渗。
第二阶段以侧向渗漏为主。如果渠பைடு நூலகம்的下渗量大于该 处地下水向下游的径流量，则渠底的地下水位逐渐上升， 直至与渠水连成统一水面。
松散沉积层中渠道渗漏过程示意图 1—渗漏水流向；2—浸润线；3—地下水峰
第9章渠道及闸址的工程地质分析
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四、水文地质条件
对于灌溉渠道沿线，主要是查明地下水的埋藏 深度及动态变化规律。如地下水埋藏深，则可能导 致渠水大量渗漏；如地下水埋藏过浅，会造成水下 施工，增加施工难度，而且投入使用后，由于渠水 渗漏将有可能导致渠道两侧地下水位抬高，当地下 水位接近地面时，就可能形成土壤盐碱化或沼泽化。 另外，以排水为目的的渠道应以垂直地下水流向布 置效果最好。
4. 边坡的岩土体，浸水后发生软化、泥化、湿 陷、膨胀等现象时，引起渠道边坡的变形破坏。
5. 渠道水、大气降水对边坡的直接冲刷或浸润 渗透，也会造成渠道边坡的失稳和破坏。
二）渠道边坡的破坏类型 1. 崩塌 2. 崩塌：斜坡岩土体脱离母体，发生崩落或滚动的
自然地质现象。可分为岩崩、土崩。 2. 滑坡 滑坡：斜坡上的岩土体因种种原因在重力作用下沿
三、渠道渗漏量计算
影响渠道渗漏量的因素很多，如岩土的渗透系数、 过水断面宽度、过水深度、水力坡度等，因此渗漏 量的计算比较复杂，属于地下水动力学的研究范畴。 下面介绍几种简单的方法。
（一）考斯加可夫经验公式法
计算公式为：
A Qm
δ—— 渗漏损失率，%；A —— 土层透水性参数；
Q —— 渠水流量，m3/s；m —— 土层透水性指数。