【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 寸。（2）布置原則。防滲設(shè)計(jì)一般采用防滲和排水相結(jié)合的原則，即在高水位側(cè)采用鋪蓋、板樁、齒墻等防滲措施，用以延長(zhǎng)滲透坡降和閘底板下的滲透壓力；在低水位側(cè)設(shè)置排水措施，如面層排水以減少滲透壓力，并防止?jié)B流出口附近發(fā)生滲透變形。（3）地下輪廓線的布置 1）閘基防滲的長(zhǎng)度的確定。由于地基土質(zhì)為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，所以取滲徑系數(shù)C為4，根據(jù)L≥C△H，即閘基的地下輪廓線長(zhǎng)度不應(yīng)小于地基允許的滲徑系數(shù)與上下游最大水位差的積。L=4=10(m)2）防滲設(shè)備。由于閘基土質(zhì)以粘性土為主，防滲設(shè)備采用粘性鋪蓋，閘底板設(shè)置齒墻。3），則L底==(m)考慮長(zhǎng)度綜合考慮上部布置及地基承載力等要求，確定為24m.=9=(m),.c。鋪蓋長(zhǎng)度根據(jù)3~5倍的上下有水位差，確定為了10m, 防滲排水計(jì)算滲流壓力計(jì)算（1）滲流計(jì)算的目的計(jì)算閘底板各點(diǎn)的滲透壓力；驗(yàn)算地基土在初步擬定的地下輪廓線下的滲透穩(wěn)定性。（2）計(jì)算方法計(jì)算方法有直線比例法、流網(wǎng)法和改進(jìn)阻力系數(shù)法。進(jìn)阻力系數(shù)法是一種以流體力學(xué)為基礎(chǔ)的近似解法。對(duì)于比較復(fù)雜的地下輪廓，先將實(shí)際的地下輪廓進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化，使之成為垂直和水平兩個(gè)主要部分。再?gòu)暮?jiǎn)化的地下輪廓線上各角點(diǎn)和板樁尖端引出等勢(shì)線，將整個(gè)滲流區(qū)域劃分為幾個(gè)簡(jiǎn)單的典型流段。由于改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算結(jié)果精確，本設(shè)計(jì)采用此種方法進(jìn)行滲流計(jì)算。（3） 改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算滲透壓力（一）計(jì)算公式（出自《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》）1．確定地基的有效計(jì)算深度Te當(dāng)?shù)鼗煌杆畬勇癫剌^深時(shí)，須有一個(gè)有效計(jì)算深度Te來(lái)代替實(shí)際深度T，Te可根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》公式確定：當(dāng)L0/s0≥5時(shí)，Te= （31）當(dāng)L0/s0＜5時(shí)， （32）式中 Te——土基上水閘的地基有效計(jì)算深度，m；L0——地下輪廓的水平投影長(zhǎng)度，m；s0——地下輪廓的垂直投影長(zhǎng)度，m。2．典型段的劃分先將實(shí)際的低下輪廓線進(jìn)行簡(jiǎn)化，使之成為垂直和水平兩個(gè)主要部分。再?gòu)暮?jiǎn)化的低下輪廓線上各角點(diǎn)和板樁尖端引出等勢(shì)線，將整個(gè)滲流區(qū)域劃分為幾個(gè)典型流段：進(jìn)、出口段，內(nèi)部垂直段和水平段。3．計(jì)算各典型段的阻力系數(shù)（如圖3—1）圖3—1 典型流段計(jì)算圖（1）進(jìn)出、口段： （33）式中 ε0—進(jìn)、出口段的阻力系數(shù)；S —板樁或齒墻的入土深度，m；T —地基透水層深度，m。（2）內(nèi)部垂直段 （34）式中 εy內(nèi)部垂直段的阻力系數(shù)。(3)水平段： （35）式中 εx —水平段的阻力系數(shù)；L —水平段長(zhǎng)度，m；SS2—進(jìn)、出口段板樁或齒墻的入土深度，m。（4）計(jì)算各典型段的水頭損失 （36）式中 ξi—各分段的阻力系數(shù)；N—總分段數(shù)。（5）進(jìn)出口段水頭損失局部修正進(jìn)、出口水力坡降呈急變曲線形式，算得的進(jìn)、出口水頭損失與實(shí)際情況相差較大，需進(jìn)行必要的修正。修正后的水頭損失為： （37）式中 —進(jìn)、出口段修正后的水頭損失值，m；h0—按式ε0=（S/T）3/2+，m?！枇π拚禂?shù)，按式（3—8）計(jì)算： （38）式中 —底板埋深與板樁入土深度之和，m；—板樁另一側(cè)地基透水層深度，m。修正后的進(jìn)、出口段修正后的水頭損失將減少Δh。 （39）有關(guān)進(jìn)、出口段水頭損失值的詳細(xì)計(jì)算如下，先用進(jìn)出口段的前一段水頭損失的減少值相比較：若hx≥Δh，則按修正；若hxΔh，則按進(jìn)出口段的前兩段水頭損失的和相比較：若hx+hy≥Δh，則按修正若hx+hyΔh，則按修正。hCD為與進(jìn)出口相鄰的第三個(gè)典型流段的水頭損失。6．計(jì)算角點(diǎn)的滲壓水頭對(duì)于簡(jiǎn)化后的地下輪廓各角點(diǎn)的滲壓水頭可用下式計(jì)算，中間沒有計(jì)算到的點(diǎn)均用此段的上下游段滲透水頭差內(nèi)插計(jì)算。各段滲壓水頭=上段滲壓水頭－此段滲壓水頭損失值7．驗(yàn)算滲流逸出坡降為保證閘基的抗?jié)B穩(wěn)定性，要求出口段逸出坡降必須小于規(guī)定的容許值。出口處的逸出坡降J為： （310）簡(jiǎn)化地下輪廓。簡(jiǎn)化后地下輪廓，劃分9個(gè)基本段。確定地基的有效深度。由于L0=24m；s0=+=L0/s0=24/=＞5地基的有效深度Te為Te==24=12（m）根據(jù)地質(zhì)資料，河道縱坡降約55%0，壩線下游向約30m處出露巖基，由于閘底板齒墻坐落在巖基上，基本上屬于不透水層，但實(shí)際情況還是有一定的滲透，故假設(shè)其實(shí)際的地基透水層深度為5m。計(jì)算Te大于實(shí)際的地基透水層深度Tp=5m，所以取Te =5m,進(jìn)行滲流計(jì)算。滲流區(qū)域的分段和阻力系數(shù)的計(jì)算過地下輪廓的角點(diǎn)、尖點(diǎn)，將滲流區(qū)域分成十個(gè)典型段。9段為進(jìn)出口段，8二段為內(nèi)部水平段，7則為內(nèi)部垂直段。流段阻力系數(shù)為ξ段號(hào)LSTξ進(jìn)口段和出口段　1 9 內(nèi)部垂直段　3 5 7 中間水平段　2 4 6 8 則ξ=ξ=。滲透壓力計(jì)算：（1）△H==。根據(jù)水流的連續(xù)條件，經(jīng)過各流段的單寬滲流流量均應(yīng)相等。（a）任一流段的水頭損失 ,則h1 = h2 = h3 = h4 = h5 = h6 = h7 = h8 =h9=（b）進(jìn)出口段進(jìn)行必要的修正：進(jìn)出口修正系數(shù)為=T180。=5m T=5m S=則= ,故可以不修正。同樣對(duì)出口段修正如下=T180。= T= S= 則=,故亦不需修正。(c）作出滲透壓力分布圖：根據(jù)以上算得滲壓水頭值，從上游進(jìn)口段開始，逐次從作用水頭值減去個(gè)分段水頭損失值，即可求得各角隅點(diǎn)的滲壓水頭值。H1=H2==H3==H4==H5==H6==H7==H8==H9==單位寬度底板所受滲透壓力：P=( H6+ H7)161== KN單位寬鋪蓋所受的滲透壓力：P=( H3+ H4)201== KN單位寬度底板所受滲透壓力：P=( H6+ H7)161=(+)161== KN單位寬鋪蓋所受的滲透壓力：P=( H3+ H4)201=(+)201== KN閘底板水平段的平均滲透坡降和出口處的平均逸出坡降閘底板水平段的平均滲透坡降為J===＜[J]=～滲流出口處的平均逸出坡降J為J===＜[J]=～閘基的防滲滿足抗?jié)B穩(wěn)定的要求。、排水設(shè)備的作用采用排水設(shè)備，可降低滲透壓力，排除滲水，避免滲透變形，增加下游的穩(wěn)定性。排水的位置直接影響滲透壓力的大小和分布，應(yīng)根據(jù)閘基土質(zhì)情況和水閘的工作條件，做到既減少滲透壓力又避免滲透變形。、排水設(shè)備的設(shè)計(jì)（1）水平排水水平排水為加厚反濾層中的大顆粒層，形成平鋪式。排水反濾層一般由2~3層粒徑的砂和砂礫石組成。層次排列應(yīng)盡量與滲流的方向垂直，各層次的粒徑則按滲流方向逐層增大。反濾層的材料應(yīng)該是能抗風(fēng)化的砂石料，并滿足：被保護(hù)土壤的顆粒不得穿過反濾層；各層次的顆粒不得發(fā)生移動(dòng)；相臨兩層間，較小一層的顆粒不得穿過較粗一層的空隙；反濾層不能被阻塞，應(yīng)具有足夠的透水性，以保證排水通暢；同時(shí)還應(yīng)保證耐久、穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)的反濾層由碎石、中砂和細(xì)砂組成，其中上部為20cm厚的碎石，中間為10cm厚的中砂，下部為10cm厚的細(xì)砂。見下圖3—3：圖3—3 反濾層構(gòu)造圖（單位：cm）（2）鉛直排水設(shè)計(jì)本工程在護(hù)坦的中后部設(shè)排水孔，孔距為2m，孔徑為3cm，呈梅花形布置，孔下設(shè)反濾層。（3）側(cè)向排水設(shè)計(jì)側(cè)向防滲排水布置（包括刺墻、板樁、排水井等），并應(yīng)根據(jù)上、下游水位、墻體材料和墻后土質(zhì)以及地下水位變化等綜合考慮，并應(yīng)與閘基的防滲排水布置相適應(yīng)，在空間上形成防滲整體。在消力池兩岸翼墻設(shè)2~3層排水孔，呈梅花形布置，孔后設(shè)反濾層，排出墻后的側(cè)向繞滲水流。．止水設(shè)計(jì)凡具有防滲要求的縫，都應(yīng)設(shè)止水設(shè)備。止水分鉛直止水和水平止水兩種，前者設(shè)在閘墩中間，邊墩與翼墻間以及上游翼墻鉛直縫中；后者設(shè)在黏土鋪蓋保護(hù)層上的溫度沉陷縫、消力池與底板溫度沉陷縫、翼墻和消力池本身的溫度沉陷縫內(nèi)。在黏土鋪蓋與閘底板沉降縫中設(shè)置瀝青麻袋止水。針對(duì)本工程地基特點(diǎn)，本階段主要考慮樁基礎(chǔ)、深層攪拌法和高壓噴射注漿加固三種方法并進(jìn)行了比較， 。加固方法適用范圍優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)樁基礎(chǔ)較深厚的松軟地基，尤其適用于上部為松軟土層、下部為硬土層的地基。作用顯著，地基穩(wěn)定性好、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)多，可靠性好。樁尖未嵌入硬土層的摩擦樁仍有一定沉降量。工藝相對(duì)較復(fù)雜，價(jià)格較貴。水泥攪拌法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土等軟粘土地基.施工快速安全、振動(dòng)小，基本無(wú)污染；工程量小，投資省。對(duì)施工質(zhì)量要求較高，水泥用量大，加固深度受到限制。高壓噴射注漿法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土等地基.適應(yīng)各種地層、可靠性好。水泥用量大，工藝復(fù)雜，價(jià)格較貴。四、閘室布置主體部分。開敞式水閘閘室由底板、閘墩、閘門、工作橋和交通橋等組成，有的還設(shè)有胸墻。閘室的結(jié)構(gòu)形式、布置和構(gòu)造，應(yīng)在保證穩(wěn)定的前提下，盡量做到輕型化、整體性好、剛性大、布置勻稱，并進(jìn)行合理的分縫、分塊，使作用在底基單位面積上的荷載較小，較勻稱，并能適應(yīng)地基可能的沉降變形。、閘墩 閘底板的設(shè)計(jì)1作用閘底板是閘室的基礎(chǔ)，承受閘室及上部結(jié)構(gòu)的全部荷載，并較均勻地傳給地基，還有防沖、防滲等作用。2形式常用的底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。在特定的條件下，也可采用低堰底板、箱式底板、斜底板、反拱底板等。平底板按底板與閘墩的聯(lián)結(jié)方式，有整體式和分離式兩種。（1）整體式底板閘墩與底板澆筑成整體即為整體式底板。其順流向長(zhǎng)度可根據(jù)閘身穩(wěn)定和地基應(yīng)力分布較均勻等條件來(lái)確定，同時(shí)應(yīng)滿足上層結(jié)構(gòu)布置的需要。水頭愈大，地基愈差，底板應(yīng)愈長(zhǎng)。初擬底板長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)于砂礫石、砂壤土地基可取（~）H，對(duì)于粘壤土地基可?。▇）H，對(duì)于粘土地基可?。▇）H，H為上下游最大水頭差。底板厚度必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求。大中型水閘可取閘孔凈寬的1/5~1/8，一般為1~2m，底板內(nèi)配置鋼筋。底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)滿足強(qiáng)度，抗?jié)B及防沖要求，一般選用C15或C20。常用的底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。在特定的條件下，也可采用低堰底板、箱式底板、斜底板、反拱底板等。平底板按底板與閘墩的聯(lián)結(jié)方式，有整體式和分離式兩種。（1）整體式底板閘墩與底板澆筑成整體即為整體式底板。其順流向長(zhǎng)度可根據(jù)閘身穩(wěn)定和地基應(yīng)力分布較均勻等條件來(lái)確定，同時(shí)應(yīng)滿足上層結(jié)構(gòu)布置的需要。水頭愈大，地基愈差，底板應(yīng)愈長(zhǎng)。初擬底板長(zhǎng)度時(shí)，對(duì)于砂礫石、砂壤土地基可?。▇）H，對(duì)于粘壤土地基可?。▇）H，對(duì)于粘土地基可?。▇）H，H為上下游最大水頭差。底板厚度必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求。大中型水閘可取閘孔凈寬的1/5~1/8，一般為1~2m，底板內(nèi)配置鋼筋。底板混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)滿足強(qiáng)度，抗?jié)B及防沖要求，一般選用C15或C20。根據(jù)本工程的地質(zhì)資料，采用整體式平底板。3．底板長(zhǎng)度根據(jù)前面設(shè)計(jì)已知閘底板長(zhǎng)度為24m。4．垂直水流方向布置為了滿足閘門的順利提升及滿足地基不均勻沉陷的要求，垂直水流方向一般要進(jìn)行分段。5 底板厚度考慮強(qiáng)度、剛度的要求，并另外設(shè)置齒墻。1．作用分離閘孔并支撐閘門，工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利地通過閘室。2．長(zhǎng)度的確定應(yīng)能滿足過閘水流平順，側(cè)向收縮小，過流能力大的要求。上游墩頭采用半圓形，下游墩頭采用流線型。其長(zhǎng)度為24m。3．厚度的確定應(yīng)根據(jù)閘孔孔徑、受力條件、結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求和施工方法確定。平面閘門的門槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門的尺寸確定，，。，以便于工作人員檢修。4．閘墩高度的確定閘墩上游部分的頂面高程應(yīng)滿足以下兩個(gè)要求：①水閘擋水時(shí)，不應(yīng)低于水閘的正常蓄水位（或遭遇地震）加波浪計(jì)算高度與相應(yīng)安全超高之和。②泄洪時(shí)，不應(yīng)低于設(shè)計(jì)（或校核）洪水位加相應(yīng)的安全超高。各種運(yùn)用情況下水閘的安全超高下限值《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定如下：采用以下三種方法計(jì)算，取較大值。▽閘墩=校核水位+安全超高=+=（m）▽閘墩=設(shè)計(jì)水位+安全超高=+=（m）▽閘墩=正常水位+Δh≈++=（m）表4—1 水閘安全超高下限值（m）運(yùn)用情況水閘級(jí)別1235擋水時(shí)正常蓄水位遭遇地震泄洪時(shí)設(shè)計(jì)洪水位1校核洪水位1式中，Δh為波浪