1、中华人民共和国水利行业标准渠道防渗工程技术规范SL 18一-2004条文说明目次1 总则.121 3 基本资料.123 3.1 水文气象、地质和地形条件.123 3.2 建筑材料和施工条件1233.3 其他资料.124 4 防渗材料和防惨结构.125 4.1 防渗主要原材料. . 125 4.2 防渗结构的技术要求.1304.3 防渗结构的选定. 131 5 防渗渠道设计.133 5.2 流量计算. 133 5.3 断面形式.135 5.4 断面参数.136 5.5 断面尺寸水力计算. 140 5.6 伸缩缝、砌筑缝及堤顶. 141 6 渠基稳定.142 6.1 般规定. 142 6.2 湿陷
2、性土基. 143 6.3 分散性土基.144 6. 4 膨胀土基.145 6.5 盐胀土基. 145 6.6 冻胀性土基. 146 6.7 其他情况.148 7 防渗结构设计.150 7.1 土料防渗. 150 7.2 水泥土防渗154119 7.3 砌石防渗.156 7.4 混凝土防渗.1567.5 膜料防渗.162 7.6 沥青混凝土防渗 168 8 渠道基槽施工.171 8. 1 填筑和开挖.171 8.2 基槽处理和排水设施的施工1719 防渗结构施工.173 9. 1 土料防渗.173 9.2 水泥土防渗1749.3 砌石防渗.175 9.4 混凝土防渗. 176 9.5 膜料防渗.
3、 . 177 9.6 沥青海凝土防渗. 177 10 施工质量的控制与检查.181 12 测验.183 12.1 渗漏测验. 183 12.2 变形测验. 188 12.3 冻胀测验. . 188 13 管理. . . . . . . 189 120 1总则1.0.1 渠道防渗工程技术就是杜绝或减少由渠道渗入渠床而流失水量的各种工程技术和方法。制定本标准的目的主要是为了满足输配水渠道防渗工程设计、施工、测验和管理的需要，提高其技术水平，保证工程建设质量和应有的寿命，达到持续高效输水，充分发挥工程效益。1. O. 3 渠道防渗工程建设，要力求技术先进、经济合理、经久耐用、运用安全，必须严格执行国
4、家规定的基本建设程序。原渠道增建防渗工程，面广量大，效益显著。但因原渠道没有作防楼工程，增加了水量损失，有的还造成土壤盐愤化，又多占了土地。增建防渗工程以后，尽管效益显著，但原造成的损失己难以弥补。因此，本条规定采取防渗措施时，宜与渠道其他工程项目同时设计和施工，以节约投资，减少占地，提高效益。陕西省的宝鸡峡、冯家山、东雷抽黄和山西省的尊村抽黄等大型灌区，采用这一做法，均取得了显著的效益。1. O. 4 渠道防渗工程，形式简单，技术复杂，适用范围较广。因此，在本条中根据工程的特点规定了进行渠道防渗工程设计应遵循的基本原则和方法，力求技术先进，包括在执行本标准的同时还可结合具体工程条件进行科学试
5、验，并在此基础上采用先进技术，从而为补充和完善本标准提供依据。百年大计，质量第一。任何技术先进、经济合理的渠道防渗工程设计，如无高质量的施工作保证，将会造成防渗效果低、工程寿命短和投资效益差等问题，所以施工中必须严把质量关，施工质量的检查和控制要贯彻在施工的全过程中，环环紧扣，一丝不苟，务必使施工质量达到设计标准。渠道防渗工程受复杂的环境条件影响和各种外力作用，其状态随时都在变化，如设计、施工不够完善或管理运用不当，很容易出现病害。而管理运用中如不及时维修，则病害必将逐渐发121 展，影响渠道防渗工程的安全运行，严重者甚至会导致失事。实践证明，有些渠道虽然原来属于病险工程，但由于管理得当，及时
6、采取了妥善的维修措施，保证了工程的正常运行。因此，为确保工程的安全和完整，延长工程使用寿命，充分发挥并扩大工程效益，必须加强管理，及时认真做好维修工作。1. O. 6 本标准只包括渠道有关防渗工程技术的要求，其他常规工程技术要求仍应遵守农田水利、发电引水、供水等渠道工程现行的国家标准和行业标准。122 3基本资料3. 1 水文气象、地质和地形条件3.1.1 渠道防渗工程的设计、施工和管理应按本条要求搜集、整理水文气象资料。其中的冰情主要包括封冰(冻)日期、解冰(凉)日期、流冰历时、冰厚、冰块尺寸、冰流量、流冰总量、流冰种类和性质、武开江概率，应根据当地或冰情相似问流的观测资料确定。负气温指数是
7、指一个冻结期内，日平均负气温值的累积值CC d)，其中不包括在冻结期内，特别是冻结初期和后期，由于气温回升而可能出现日平均气温为正值的日子。由于工程地点一般设有长期观测的水文气象资料，因此，本条规定可采用条件相似的邻近水文、气象站(台)的多年资料平均值。关于资料系列年限的规定，主要是考虑了我国水文、气象站的资料观测系列还不很长，同时也考虑了使统计值应满足一定的精度要求。3.1.2、3.1.3全面搜集和分析研究渠道沿线的各项工程地质和水文地质资料是进行渠道防渗工程建设的基础。这些勘测试验所得的资料均必须经过有关部门的审查或鉴定以后才能使用。3.1.4 地形条件是渠道防渗工程设计、施工必备的资料之
8、一，往往是决定工程造价的重要因素。根据工程实践，本条规定了工程建设所需的各种地形图，并在达到设计、施工要求的精度和使用方便的基础上，对各种地形图的比例尺也作出了规定。3.2 建筑材料和施工条件3.2.1 渠道防渗工程所需的材料量大，因此，就地取材是选择防渗结构的原则。料源应充足、质量优、运输条件好、单价低。3.2.2 渠道防渗工程的施工条件是保证施工质量、达到工程预期效果的重要因素，应尽力创造良好的施工条件。123 3.3其他资料3.3.1 扩建或改建渠道防渗工程，应对原渠道的基本情况和工程病害进行调查分析，取得渠床土质和水分状况、渠道水力要素和渗漏量等资料，系扩建或改建防渗工程设计、施工和管
9、理的重要依据。3.3.2 渠道防渗工程设计者应熟悉建设单位对工程运用的要求，并有当地已建成渠道防渗工程的设计与施工资料、管理运用经验、试验研究成果和竣工验收报告等资料作为依据或参考。124 4 防渗材料和防渗结构4.1 防渗主要原材料4.1.1 粘土和粘砂混合土防渗渠道，土料中粘粒含量多时，胶结力强、活性高，防渗层的强度和防渗性能都较好，所以，规定粘粒含量应大于总量的20%。表1是广东省建材研究所的土料强度试验成果，从中可以看出粘粒含量对土料强度的影响。表1土的颗粒分析和强度试验表密度士粒组成(%)抗压强度编号(kg/rn3) 砾砂粒粉粒粘粒(MPa) 1 2720 9 61 22 8 0.0
10、43 2 2720 8 40 32 20 0.048 3 2800 0.5 57.5 19 23 O. 150 土的塑性指数与土的颗粒组成有密切的关系，一般说来，土的塑性指数愈高，土的颗粒也愈细，土料防渗的性能也较好。对土料防渗渠道的抽样试验结果表明，防渗性能好的粘土和粘砂棍合土防渗渠道，其塑性指数均大于10。但对灰土和三合土防渗层，因为掺加了石灰，土料的塑性指数可以低一些，但也应大于7。因为塑性太低时，粘粒含量少，也影响石灰与土的结合力，使防渗能力大为降低。对粘士和粘砂混合土防渗结构，土料中有机质的含量应控制其小于3%;对灰土、三合土防渗结构，土料中有机质的含量应控制其小于1%。这是因为有机
11、质含量影响士的密实度和土料的防渗性能，也影响士的强度。特别是灰士和三合土，士中的有机质会延缓或阻止石灰与土粒间的结合和固结，影响灰土强度，甚至使灰土、三合土内部形成许多发丝状裂缝，降低其防渗能力。四川省水科所和湖南省水科所的试验资料表明，当土中有机质含量125 大于0.6%时，对灰土的强度开始产生影响;大于1%后影响明显增加;当其含量超过3%时，对灰土强度影响很大，试件饱水后全部拥塌。含盐量多的土遇水会膨胀，易被水溶解流失，从而导致防渗层失稳、滑塌和抗刷能力降低，故本条根据新疆的经验，对土的含盐量作了应小于2%的限制。水泥土防渗渠道，土料中粘粒含量的多少，对水泥土的强度、水泥用量、抗渗性、抗冻
12、性及干缩性都有较大影响。土料中粘粒含量过少，则水泥土的抗渗性差z粘粒含量过多，则施工拌和困难、强度低、水泥用量大、抗冻性差、干缩大。为此，一般对其含量都作出了规定。如美国规定土料中小于0.074mm的土粒应在10%14%之间;印度规定小于0.002mm的土粒在015%之间p原苏联B.M.别兹鲁克等则认为小于0.002mm的土粒在5%12%之间最适宜。我国如山东、天津、内蒙古、湖南、广东、江西、四川、浙江等省(自治区、直辖市)的实践，一般要求土料中粘粒含量在7%15%之间。综合以上经验，按水泥土防渗、强度、抗冻性能及施工等要求，本条规定，含粘粒量宜为8%12%。砂是水泥土的重要骨料，良好级配的砂
13、含量多，则能配制出强度较高和水泥用量经济的水泥土，但其含量也有一定的适宜范围，过多则不利于抗渗，过少则不经济。美国、前苏联提出砂的含量应在60%80%之间;印度为35%80%。我国工程实践经验证明，合理的砂含量也在上述范围，因此，本条中规定含砂量宜为50%80%。4.1.2 生石灰或贝灰应锻烧适度、色白质纯。使用的石灰应有化学成分分析报告，其质量应符合E级生石灰的标准，即氧化钙和氧化模的总含量应不小于75%;贝灰根据现有成果的综合分析，其氧化钙含量应不低于45%。表2是石灰质量标准表。试验证明，石灰中的活性氧化物随存放时间的增长而减少。假烧的石灰露天堆放半个月，活性氧化物可降低30%左右F堆放
14、一个月，活性氧化物可减少40%以上。所以，在施工的全过程中，包126 括水化、拌和、闷料、铺料和穷压过程，最好不要超过半个月，而且，要妥为堆放，最好随到随用。表2石灰的质量标准生石灰块熟石灰块编号项目级别级别I E E E 活性CaO十MgO含量(%，按干90 75 1 重计不小于60 70 60 50 未消解颗粒含量(%，0.6筛孔以2 上)不超过10 12 14 10 12 14 细度筛余量900孔/cm23 5 7 3 (%)不大于4900孔/cm210 15 20 4.1.3 沥青棍凝土对砂料的技术要求，参照土石坝碾压式拥青棍凝土防渗墙施工规范)(SD 220-87)中的有关规定，其中
15、，砂料的水稳定等级是判断砂料与沥青粘附性能的指标。其检验方法是将砂粒与朋青拌和，使其表面包裹一层沥青膜，然后将它分别放入不同撒度的Na2C03溶液中煮沸，找出切青膜已剥落的砂粒含量为50%的溶液浓度，即可确定其水稳定等级。大量试验资料和工程实践经验表明，水稳定等级大于4级，切青混凝土就具有足够的水稳定性。1昆凝土对砂料的技术要求，参照水工1昆凝土施工规范)(DL/T 5144-2001)中的有关规定。4.1.4 砂砾料的级配标准选用美国的规定，粒径大于5mm的含量为50%95%。辽宁水科所在开原县渠道防惨试验工程上采用的砂砾料，大于5mm粒径的含量为50%80%。我国采用的标准在图4.1.4的
16、范围以内。因此，采用此标准是适宜的。砂砾料的最大粒径是根据美国垦务局C.w.琼斯著美国柔性薄膜防渗渠道砂砾料和土料保护层的特性一文的建议，选用75150mm。4.1.5 混凝土粗骨料的技术要求，系参照DL/T5144-2001作出的规定;拥青棍凝土石料的技术要求，系参照SD220-87作出的规定。拥青揭凝土中，碱性骨料与朋青的粘附力高，具有良好的水稳定性，建议采用碱性碎石。由于渠道防渗工程一般线路长，所需骨料应尽量就地取材。如当地石料为酸性时，根据坝工和渠道扬青混凝土防渗工程的经验，在酸性石料中掺入石灰或水泥，可明显提高酸性石料与沥青的粘附能力，水稳定性能好，且施工简单，成本较低，易于推广。用
17、卵石拌制的沥青混凝土，卵石与拥青的接触面小，强度较低，建议尽量采用碎石。如果采用天然卵石加工碎石时，宜用大卵石，以增大卵石的破碎面。实践表明，其粒径比应在3倍以上。用小卵石作粗骨料，粘附力、胶合力均小，应有充分的技术经济论证。吸水率大的石料，质地疏松，易受水浸湿，易残存水分，从而降低石料与沥青的粘附性能，故对其含量加以限制p石料应有洁净的表面，如为粘土等杂质污染，将降低与拥青的粘附力，故对含泥量加以限制;若粗骨料形状接近立方体，受力条件较好，而针片状颗粒受力后易被折断，故限制了含量。工程实践表明，石料与拥青的粘附性达到四级，可满足工程要求。4.1.6 矿粉是粒径小于0.074mm的矿质材料，其
18、主要作用是填充粗、细骨料的空隙，提高沥青混凝土的密实性、强度和抗渗性能。因碱性矿料与调青的粘附力强，宜选用石灰岩和白云岩等碱性矿物。用普通硅酸盐水泥代替矿粉，在青海涅海渠拥青棍凝土防渗工程中收到了良好的效果，同时，水泥尚兼有酸性石料改性的功能，在缺乏碱性矿粉时，采用硅酸盐水泥代替矿粉，无论在经济或技术上都是合理的。用滑石粉代替矿粉，其性能和效果也是良好的，但成本较高，使其推广受到限制。矿粉粒径越小，其比表面积越大，从而与沥青泪合形成的拥青青的粘附能力和各种性能越好，沥青1昆凝土性能得到改善，本条根据国内外有关资料，规定矿粉100%通过0.6mm筛，70%以上通过0.074mm筛。这与日本水工拥
19、青混凝土棍合料对矿粉的要求接近。128 水分含量的限制，目的在于控制矿粉不结成团，易于分散。我国公路拥青路面施工技术规范规定矿粉的水分应小于1%，日本水利拥青工程设计基准要求水分不超过0.5%。本标准规定为0.5%以下。亲水系数是评定矿粉亲水性的指标。将相同数量的矿粉分别放入盛水和盛煤油的量筒中，矿粉在水中沉积的体积与在煤油中沉积的体和、之比就是亲水系数，比值越小，亲水性越小。亲水性材料(如石英等)在干燥状态下，虽然其表面也能吸附沥青，但吸附性程度比憎水性材料差，特别在潮温状态下，拥青与矿物颗粒表面的粘合程度将更减弱。实践证明:使用亲水材料制成的矿粉，不能获得良好的切青混凝土。因此要求沥青棍凝
20、土所用矿粉的亲水系数应小于1.0。4. 1.8 DL/T 5144-2001中规定，水工混凝土粉煤灰掺合料宜选用I级或E级粉煤灰。烧失量大，主要表现为含碳量多，对?昆凝土各种性能都有不利影响，因此规定烧失量作为评定粉煤灰质量主要指标之一。由干排法获得的粉煤灰，其含水率(%)不大于1.0;湿排法获得的粉煤灰，其含水率不宜大于15%，其质量应均匀。统计我国各电厂151个粉煤灰样品，其三氧化硫含量均在O.1 % -1. 8 %范围内，本标准规定三氧化硫含量不大于3.0%。需水量比是评定粉煤灰质量的一项重要指标，需水量比反映了粉煤灰需水量的大小，粉煤灰需水量又与细度、含碳量有关，最终影响到混凝土的强度
21、、施工和易性及耐久性，国内外粉煤灰标准中都规定了对需水量比的要求。4. 1. 11 随着石油沥青的发展，我国山东、青海、新疆等地先后采用道路石油沥青修建沥青泪凝土渠道防渗工程，收到了很好的效果。同时，我国在土石坝洒青?昆凝土防惨工程中也成功地采用了道路石油沥青，从而为沥青海凝土渠道防渗工程采用道路石油栅青提供了成功的经验。渠道防渗工程应采用软化点45-60C，延度大于60cm，针入度40-100的朋青，因为我国拥青符合上述要求的甚少，本标准建议采用60甲或100甲道路石油拥青。表4.1.11系参考中、轻交通量道路石油切青技术要求所得。4. 1. 12 聚乙烯各项技术指标参考聚乙烯(PE)土工膜
22、防渗工程技术规范(SL/T 231-98)选定;聚氯乙烯各项技术指标参考土工合成材料聚氯乙烯土工膜(GB/T 17688二1999)中单层聚氯乙烯土工膜的物理力学性能要求选定;调青玻璃纤维布油毡是采用玻璃纤维布作基材，以改性沥青作浸涂层，经压制而成的防水卷材，20世纪70年代，由西北水科所与青海水科所协作开发并经防渗工程试验取得成功。4. 1. 13 高分子防惨保温卷材是西安三联防水材料有限公司最新研制的具有防渗、保温双重性能的新型材料，具有良好的隔热性、抗渗性、抗撕裂、无毒性等优点，且施工工艺简单。表4.1.13-1中的技术指标是参照西北水利科学研究所试验成果、绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(X
23、PS)(GB/T 10801. 2-2002)和工程实践提出的。聚苯乙烯板已广泛用于防止地基冻胀和其他结构物的保温。表4.1.13-2是根据聚苯乙烯泡沫塑料板(SG 232-81)和渠道防渗结构的要求提出的。4.2 防渗结构的技术要求4.2.1 本条是按原规范中各种防渗结构的适宜厚度，结合近年来一些渠道防渗工程实践，并参照灌概与排水工程设计规范(GB 50288-99)制定的。由于影响渠道防渗结构厚度的因素很多，如渠道断面形状、流量的大小等，特别是矩形断面渠道，在休灌时，防渗结构受到基土的侧向压力作用，其厚度就要相应加大些。此外，在渠道水面变化区，防惨结构干湿交替，表层易产生剥蚀，厚度也要相应
24、加大些。防渗结构厚度太薄不能满足渠道防渗要求，太厚又不经济，应通过试验研究慎重确定。4.2.2 防渗结构的允许最大渗漏量、适用条件、使用年限等是参考D.B.克拉茨著的灌溉渠道衬砌和陕西省水利科学研究所编写的渠道防渗，并根据我国实际情况，结合渠道防惨工程的大130 量实验资料经分析研究后拟定的。允许最大渗漏量在原规范中是防渗效果，参照GB50288-99，对原名称作了较合理的修改。4.3 防渗结构的选定4.3.1 气候条件是渠道防渗工程设计和施工应考虑的基本因素，对防楼结构的耐久性和施工方法具有决定性作用。地形条件往往是决定渠道防渗工程造价的重要因素。在各种防渗结构中，压力管道受地形影响最小，但
25、太贵;低压管道、输水槽及棍凝土等防惨结构，较能适应地形的变化;而土料及埋铺式膜料(土保护层)防渗结构，因允许流速小，只能用于较平坦地区。基土的渗透性是决定有无防渗必要和采用哪种防渗结构的关键，土的冻胀敏感性和抗压强度等都是工程设计应考虑的主要性能。地下水位高于渠底时，防渗结构存在承受扬压力的问题，需在防渗层下设排水设施。在寒冷地区，地下水位的高低，是防渗工程进行防冻胀设计时需要考虑的。选定防渗结构时，应考虑土地利用、渠道大小和输水方式。为减少占地，在城郊及人口密集地区，应采用暗渠(管)、输水槽或边坡较陡的U形、短形断面等刚性材料防渗渠道。为了改善旧有灌溉系统和输水方式，如合并地块、改连续输水为
26、轮流输水、改变种植作物等，都应考虑采用刚性材料防渗，使配水渠系占地最小，同时，也使轮流输水的渠系能更好地满足配水要求。选定防渗结构时，应考虑防渗标准。在水费很高的地区，或渗漏水有可能引起渠基失稳、影响正常运行的渠道，防渗标准应提高。宜采用下铺膜料、上用1昆凝土板作保护层的结构。据国外有关经验，厚10cm的棍凝土防渗渠道，平均渗漏量为21L/Cm2 d)，如在1昆凝土板下加铺聚氯乙烯薄膜，可减少渗漏量95%。只要持续12年，节约的水量就足以抵偿塑膜增加的投资。渠道衬砌的耐久性取决于衬砌形式、衬砌材料的质量、渠道131 的管理养护等。使用年限对计算工程的经济效益影响很大，设计时应慎重确定。选定防渗
27、结构时，应考虑劳力、能源及机械设备供应情况。在劳力较多、工资较低的地区，宜采用能充分利用劳动力的防渗结构。如采用预制陶瓷板及1昆凝土板安砌和压实土料防渗等。如压实厚度超过O.5m或用现浇混凝土防渗时，则可采用推土机、铲运机、羊足碾及商筑机等设备，以保证施工质量，加快施工进度，使防渗工程早日受益。4.3.2 我国幅员辽阔，渠道防渗结构种类很多，各地应根据具体条件因地制宜选择。渠道防渗工程所需材料量大，因此，应就地取材。132 5防渗渠道设计5.2流量计算5.2.3 条文中给出的式(5.2.3-1)和式(5.2.3-2)是渗漏损失流量的估算公式。估算结果的优劣取决于式中参数k.、。、km的选取是否
28、妥当，当然公式的形式也有不够完善之处。如式(5.2.3-1)是目前文献上常见的写法。但门宝辉于渠道流量损失及水利用系数公式探讨)( (中国农村水利水电)2000年第2期)一文中指出该式不妥之处在于式中假定单位渠道长度损失流量m3/ (8. km)J是沿渠道全长不变，实际上由于该值沿渠长是变化的，因而，渠道越长，按目前公式算的结果误差越大。门宝辉利用积分形式导出了一段长度为L的渠道，若损失参数为h、m，其渠首的毛流量Q毛和渠末的净流量Q净之间的关系是zQ - Qij. = kmL/IOO (1) 并认为应该用式(1)取代目前的通用公式(2):Q毛-Q净=kQ汪mL/IOO (2) 按照这一思路，
29、式(5.2.3-1)应该用式(3)取代zq = (Q:r十oekmL/IOO)l/m - Qd (3) 式(3)在理论上比式(5.2.3-1)正确，这是应当肯定的。但是用式(5.2.3-1)计算时误差究竟有多大应予以复核。经计算，当用式(5.2.3-1)代替式(3)相对误差小于5%时的最大允许渠长(km)见表30表中的数字可供使用式(5.2.3-1)时参考。本标准之所以未用式(3)替代式(5.2.3-1)，其原因除目前一些文献仍采用的是式(5.2.3-1)的形式外，更重要的原因在于它仅是一个粗略估算公式，而公式参数e:o、k，m值的选定是否合适，比公式的形式更为重要。至于式(5.2.3-2)，
30、也由于参数儿的合理选定对计算结果影响更大，因而对于式中湿周的选取也不作进一步深入推导。133 表3用现行公式计算渠道渗漏损失相对误差小于5%时的最大允许渠长单位:km Q串(m3/s)h m 。0.5 1.0 2.0 5.0 10.0 0.05 342.2 421.3 518. 7 682.8 840.6 0.10 171.1 210.6 259. 3 341.4 420.3 0.70 0.3 o. 15 114.0 140.4 172.9 227.6 280.2 0.20 85.5 105.3 129.6 170.7 210.1 1. 00 17.1 21.0 25.9 34. 1 42.0
31、 0.05 192.4 245.2 312.5 430.7 549.0 0.10 96.2 122.6 156.2 215.3 274.5 1.30 0.35 0.15 64.1 81.7 104.1 143.5 183.0 0.20 48.1 61.3 78.1 107.6 137.2 1. 00 9. 6 12.2 15.6 21.5 27.4 0.05 138.3 182.5 240.9 347.5 342.2 0.10 69. 1 91.2 120.4 173.7 171.1 1. 90 0.40 0.15 46.1 60.8 80.3 115.8 114.0 0.20 34.6 45
32、.6 60.2 86.9 85.5 1. 00 6. 9 9.1 12.0 22.9 17.1 0.05 105.0 143.5 196.1 296.1 404.5 o. 10 52.5 71. 7 98.0 148.0 2.65 0.45 0.15 35.0 47.8 65.3 98.7 134.8 0.20 26.2 35.8 49.0 74.0 1.00 5. 2 7.1 9.8 14.8 20.2 0.05 87.5 123.8 175.1 276.9 0.10 43.7 61. 9 87.5 138.4 195.8 3.40 0.50 0.15 29.1 41. 2 58.3 92.
33、 3 0.20 21. 9 30.9 43.7 69.2 97.9 1. 00 4.3 6. 2 8.7 13.8 134 5.2.4 对于一条有多个分水口的渠道流量的计算，本条文提出了逆问递推和正向递推两大类计算问题。逆向递推指的是由渠尾向渠首逐段渠道考虑渗漏损失流量后，叠加上分水口流量推出渠首的流量。这种计算方法是人所共知的。然而，在生产工作实际中，还会遇到另一种情况，即已知渠首的总引水流量，需要通过逐段渠道的渗漏损失流量计算，得出各分水口的引水流量，而这些分水口的流量并不是任意的，它们之间具有一定的相对比值关系。此时的计算是顺水流方向推算的，故称之为正向递推法。正向递推法和逆向递推法一样
34、，要求在各个渠段中的起始断面流量、渠尾断面流量、渠段渗漏损失流量之间满足水量平衡的要求。同样，在各个分水口处，渠道流量和分水口流量之间，也要作到水量平衡。正向递推方法，可以用来推算在某一特定频率年份的全年或年内某一时段的渠道水利用系数。此时，该年份的全年或年内某一时段的渠首实际总引水量Wo(或总平均引水流量Qo)是有记录的，各分水口在相应时段的引水量W，(或平均引水流量Q，).i= 1. 2. . n.也是有量水记录的。可是，由于各分水口的量水方式具有一定的误差，往往会发现利用Wo-2: Wi作为该渠道总水量的渗漏损失是不合理的，这也就是说，各引水口的引水量记录值W，其绝对值是不可倍的，但是由
35、于各分水口的水量测量方法大致相同，可认为它们之间的相对数量比值是可信的。基于这种认识，可采用正向递推方法求解。1987年和2002年.tr.方法曾在山西省重点灌区渠系水利用系数的测试和推算中采用，取得可信的结果。5.3断面形式5.3.1 梯形断面渠道施工简便、边坡稳定，在地形地质无特殊问题的地区，可普遍采用。弧形底梯形、弧形坡脚梯形、U形渠道等，由于适应冻胀变135 形的能力强，能在一定程度上减轻冻胀变形的不均匀性，在我国北方地区得到了推广应用。根据甘肃省靖会电灌总干渠试验段的观测，弧形底梯形渠道的弧形底部因不均匀冻胀变形造成的折角变形，平均为0.180，而梯形渠道平底折角变形平均为4.50。
36、弧形底断面可以大大减轻冻胀开裂及消融时的滑塌破坏。弧形坡脚梯形渠道曾在甘肃省武威西营总干渠上采用，原西北水科所也在山东打渔张五干渠上进行过试验，实践表明，其适应冻胀变形的能力优于梯形渠道。U形渠道从1975年开始在陕西省大量应用，目前在全国各省(自治区、直辖市)的小型渠道上得到较普遍的应用，其主要优点是:水力条件好，近似水力最佳断面，可以减少衬砌工程量，输沙能力强，有利于引高含沙水流p在冻胀性和湿陷性地基上适应地基变形的能力较强;渠口窄，节省土地，减少挖填方量z整体性强，防渗效果优于梯形渠道F便于机械化施工。暗渠不占土地，安全性能高，水流不易污染，在强冻胀地区，可避免冻胀破坏，因此，在强冻胀或
37、土地资源紧缺地区，可考虑采用。5.4断面参数5.4.1 渠道堤高超过3m或渠道地质条件复杂的防渗渠道的最小边坡系数应采用土坝边坡稳定分析计算方法，并考虑防渗渠道的特点，经过计算确定。土保护层膜料防渗渠道的边坡经常出现滑塌事故，应慎重对待。大型、中型渠道宜按附录C计算确定。无条件时，可参照表5.4.1-1选用。表5.4.1-1中的数值是根据我国经验(见表4)及国外资料制定的。表5.4.1-2中的数值是参照国内资料(见表5)制定的。5.4.2 防渗渠道糙率值是根据小型水利水电工程设计图集渠道防渗分册、渠道防渗、(U形渠道、灌溉渠道衬砌、灌溉排水渠系设计规范)(SDJ 217-84)等标准、资料提出
38、的。本136 标准中表5.4.2中的糙率值是在原渠道防渗工程技术规植(SL 18-91)给定数值的基础上将其中数值偏小的砌石类防渗渠道糙率进行了一些调整而成的。表4我国部分地区土保护层腹料防渗渠道的边披系数项目设计流量土质边坡水深(m3/s) 系数(m) 新疆生产建设兵团农7师奎屯水库泄水重粉质25.0 壤土2.5 3.43 渠河北省石津总干4干3分干渠10.6 2.0 河北省石津总干4干1分干渠8.2 2.0 1.54 河北省石津总干4干1分干渠6.0 2.0 1.55 资新疆生产建设兵团农7师车排子东支干重粉质料8.0 壤土2.0 1.84 渠来源河北省石津总干4干3分干渠4.7 2.0
39、1. 45 河北省石津总干南3支渠0.4 1. 5 0.7 新疆生产建设兵团农2师铁干里总干渠16.0 重壤土1. 75 新疆生产建设兵团农2师卡拉干渠重粉质10.5 1.75 1.50 壤土辽宁省沈阳沈抚排污干渠8.0 重壤土1. 75 1. 40 表5我国刚性材料防渗渠道的边坡系数设计流量(m3/s)渠基土质100 粘土0.5-1.0 1. 0-1. 5 中壤土0.5-1. 0 1.0-1.25 1.25-1.5 1. 75 砂壤土0.5-1.5 粉砂或砂土1.5 1. 5-2. 0 砂卵石1. 5 1.25-1. 5 式(5.4.2)来源于W.R.毛里森及.G.斯塔勃克塑膜衬砌渠道的性能
40、一文，计算前应作出砂砾料颗粒级配曲线。5.4.4 表5.4.4给出的防渗渠道的允许不冲流速值是根据我国的调查资料(见表6、表7、表的及国外资料综合分析后拟定的。寝6我国部分防渗渠道的不冲流速资料来源渠道断防渗层结构及形式流量纵被流速备注面形式(m3/s) (m/s) 新疆维吾尔自弧底底部砌石厚3Ocm，边治区金沟河引水梯形坡预制混凝土厚10cm40 1/166 6 渠中段甘肃省西金输弧底底部砌石厚35cm，边72 1/120 6 每20m设l水干渠梯形披预制混凝土厚15cm防冲截墙甘肃省西金输弧底预制混凝土厚15cm49.2 1/170 5.2 每20m设l水干渠梯形防冲截墙新疆维吾尔自孤底底
41、部砌石厚30cm，边22 1/220 3.6 治区安集海引水渠梯形坡为空箱结构甘肃省昌马新梯形底部砌石厚25cm，边30 1/90 4.7 每20截m墙设I总干渠坡现浇混凝土厚10cm防冲甘肃省昌马新梯形现浇混凝土底厚30 1/110 4.95 总干渠15cm，边坡厚10cm湖南省韶山灌区梯形灰土、三合土0.42 0.531 广东省连县奎梯形灰土0.742 池渠宝鸡峡螺下北晴渠灰土0.916 干4斗渠广东水科所试0.065 0.66 验渠三合土 0.077 0.75 原长江流域规平冲斜水泥土6.0-10.0 水泥含量划办公室室内试(45.) 3.0- 4%-16% 验冲水泥土8.0 四川省水科
42、所平冲斜水泥土14.0 (45.) 10.0-试验冲水泥土13.9 138 表7干砌卵石挂淤渠道的不冲流速单位:m/s 水力半径R卵石平均尺寸(m)砌筑状况(m) 0.2 0.25 0.3 0.6 3.5 3.8 4.0 平面形卵石，砌筑仔细并1. 0 3.8 4.2 4.4 表团修整2.0 4.0 4.5 5.0 0.6 2.8 3.0 3.1 平面形卵石，砌筑一般1.0 3.1 3.3 3.5 2.0 3.5 4.0 4.2 O. 6 2.4 2.6 2.7 非平面形卵石，砌筑一般1.0 2.7 2.9 3.1 2.0 3.0 3.5 3.7 一寝8原长江流域规划办公室测得的水泥土抗冲流速
43、水泥含量(占干土重)4 7 10 13 16 (%) 平冲6-6.8 6-8.4 10.6 10.6 10 流速(m/s)斜冲3-6 3-6 6-8.9 6-10.2 6-10 (1)在调查中发现，膜料防渗渠道许多粘性土保护层的破坏，不是由于边坡抗滑力小，而是由于流速过大，水位变化区波浪的冲击淘刷或渠系建筑物上下游流速流态的变化引起的。根据新疆生产建设兵团农7师的实测，粘性土保护层的允许流速应比土渠的允许流速小lO%20%。为了安全，结合各地经验和有关资料，提出了表5.4.4土保护层的不冲流速值。另据国外有关资料介绍，粘性土保护层的不冲流速为O.31. Om/s，有的资料认为不能超过0.9m/
44、s ，因此，本条规定其下限为小于0.45m/s。(2) Y昆凝土等刚性材料本身的耐冲流速很高，但渠道防渗一般为薄板结构，流速太大时，在脉动水压力作用下，容易失去稳定。根据统计，我国各地温凝土防渗渠道的流速一般在3m/s以下。位于新疆、甘肃山前冲积扇上的棍凝土防惨渠道，流速有在3 m/s以上的，个别达到56m/s ，但这类渠道底部大多用浆砌卵石或细粒温凝土砌卵石，边坡?昆凝土厚度大多超过0.15m，有的还沿渠道每20m设置了一道厚O.40. 6m、深0.8-1.2m的防冲截墙。美国垦务局建议，棍凝土渠道流速不得超过3m/s。根据上述情况，本条对混凝土渠道设计的允许不冲流速作了规定。(3)石料的抗冲耐磨性能良好，在高流速渠道多采用石料衬砌渠底。从国内调查资料得知，浆砌料石和卵石的抗冲性能好，但宜适当提高砌筑砂浆的标号。干砌卵石挂淤后也可承受较高流速。表7是新疆的实测数据。(4)水泥土虽然试验测得的抗冲流速较大见表的，但由于缺乏工程论证，对照混凝土，适当降低了水泥土的允许不冲流速。S.S 断面尺寸水力计算5.5.3 弧形底梯形渠道断面处于水力最佳状况下所应遵循的条件是kr=主=1。这一条件可由本标准中过水断面面积及温周XdA
