【正文】 基滲透變形；減小閘基滲透壓力；減少水量損失；合理選用地下輪廓尺寸。 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、齒墻等防滲設(shè)施，用以延長(zhǎng)滲徑減小滲透坡降和閘底板下的滲透壓力；在低水位側(cè)設(shè)置排水設(shè)施，如面層排水、排水孔排水或減壓井與下游連通，使地下滲水盡快排出，以減小滲透壓力，并防止在滲流出口附 近發(fā)生滲透變形。 地下輪廓線布置 閘基防滲長(zhǎng)度的確定。 根據(jù)公式 41 計(jì)算閘基理論防滲長(zhǎng)度為 。其中 C 為滲徑系數(shù)，因?yàn)榈鼗临|(zhì)為重粉質(zhì)壤土，查 林繼鏞主編《水工建筑物》 表63 取 7。 具體計(jì)算如下 L CH? （ 41） 其中 H 取正常灌溉時(shí)的閘前正常水深 為最不利工況計(jì)算 7 ( )L C H m? ? ? ? 防滲設(shè)備 設(shè)計(jì) 由于閘基土質(zhì)以粘性土為主，防滲設(shè)備采用粘土鋪蓋，閘底板 20 上、下游側(cè)設(shè)置齒墻，為了避免破壞天然的粘土結(jié)構(gòu)，不宜設(shè)置板樁。 防滲設(shè)備尺寸和構(gòu)造。 1）閘底板順?biāo)鞣较蜷L(zhǎng)度根據(jù)公式 42 計(jì)算，根據(jù)閘基土質(zhì)為重粉質(zhì)壤土 A 取 。底板長(zhǎng)度綜合考慮上部結(jié)構(gòu)布置及地基承載力等要求，確定為 25m。 L AH? （ 42） 3 8. 5 25 .5 ( )Lm? ? ? 2）閘底板厚度為 取 16 閘孔凈寬 011 9 ? ? ? ?實(shí)際取為 。 3）齒墻具體尺寸見圖 1。 圖 41 閘底板尺寸圖 （單位： cm） 4）鋪蓋長(zhǎng)度根據(jù)（ 3 ~5）倍的上、下游水位差，確定為 40m。鋪蓋厚度確定為：便于施工取為 厚度取 。為了防止水流沖刷及施工時(shí)破壞粘土鋪蓋，在其上設(shè)置 30cm 厚的漿砌塊石保護(hù)層， 10cm 厚的砂墊層。 校核地下輪廓線的長(zhǎng)度 根據(jù)以上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，實(shí)際的地下輪廓線布置長(zhǎng)度應(yīng)大于理論的地 21 下輪廓線長(zhǎng)度，通過校核，滿足要求。 鋪蓋長(zhǎng)度 +閘底板長(zhǎng)度 +齒墻長(zhǎng)度 = 40+21+=L理 = 排水設(shè)備的細(xì)部構(gòu)造 排水設(shè)備的作用 采用排水設(shè)備，可降低滲透水壓力，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，做到即減少滲壓又避免滲透變形。 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。反濾層一般是由 2~3 層不同粒徑的砂和砂礫石組成的。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；各層的顆粒不得發(fā)生移動(dòng)；相鄰兩層間，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，其工作性能和效果應(yīng)不隨時(shí)間的推移和環(huán)境的改變而變差。 本次設(shè)計(jì)中的反濾層由碎石，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。 22 圖 42 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 10cm，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）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情況綜合考慮，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)在粘土鋪蓋保護(hù)層上的溫度沉陷縫、消力池與 底板溫度沉陷縫、翼墻、消力池 本身的溫度沉降縫內(nèi)。在粘土鋪蓋與閘底板沉陷縫中設(shè)置瀝青麻袋止水 .。 23 圖 3 止水詳圖 (單位： cm) 24 第五章 防滲計(jì)算 滲流計(jì)算的目的 計(jì)算閘底板各點(diǎn)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。 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，由于改進(jìn)阻力系數(shù)法計(jì)算結(jié)果精確，采用此種方法進(jìn)行滲流計(jì)算。 計(jì)算滲透壓力 地基有效深度的計(jì)算 有效深度用以下下 公式 51 判斷 ： 0 0 0/ 5 0 .5eL S T L??當(dāng) 時(shí) （ 51） 000005/5 1 . 6 / + 2e LL S T LS??當(dāng) 時(shí) 由于 0065= = 2 6 52 .5LS ? 所以 地基有效深度為 ： = 65= meTL?? （ ） 由于 eT 大于實(shí)際的地基透水層深度 8m，所以取小值 8eTm? 。 分段阻 力系數(shù)的計(jì)算 通過地下輪廓的各角點(diǎn)和尖端將滲流區(qū)域分成 9 個(gè)典型段，如圖 25 4 所示。其中 9 段為進(jìn)出口段，用式 52 計(jì)算阻力系數(shù)； 7段為內(nèi)部垂直段，用式 53 計(jì)算相應(yīng)的阻力系數(shù)； 8 段為水平段，用式 54 計(jì)算相應(yīng)的阻力系數(shù)。各典型段的水頭損失用式55 計(jì)算。結(jié)果列入（表 1）中。 對(duì)于進(jìn)出口段的阻力系數(shù)修正，按公式 5 5 58 計(jì)算，結(jié)果如表 53 所示。 圖 51 滲流區(qū)域分段圖 （單位： m） 3 / 20 1 .5 ( ) 0 .4 4 1ST? ?? （ 52） 2 l n c o t (1 )4y ST?? ??? （ 53） 120 .7 ( )x L S ST? ??? （ 54）1iiniiHh ????? （ 55） 039。39。0 hh ?? (56) ??? ni ihh10 (57) 26 ?????? ??????????????????39。239。39。TSTT? (58) 式中 h39。0 進(jìn) ,出口段修正后的水頭損失值 (m)； h 0 進(jìn) ,出口段水頭損失值 (m)； β 39。 阻力修正系數(shù) ,當(dāng)計(jì)算的β′≥ 時(shí) ,采用β′＝ ； S39。 底板埋深與板樁入土深度之和 (m)； T39。板樁另一側(cè)地基透水層深度 (m). 各段滲透壓力水頭 損失具體計(jì)算如下表 51 所示： 表 51 各段滲透壓力水頭損失 分段編號(hào) 分段名稱 S （ m） 1S 2S T L i? ih ih? ① 進(jìn)口 — — 8 — ② 水平 — 0 40 ③ 垂直 — — — ④ 水平 — 0 0 ⑤ 垂直 — — — ⑥ 水平 23 ⑦ 垂直 — — — ⑧ 水平 — 0 0 ⑨ 出口 — — 8 — 合計(jì) 27 進(jìn)出口阻力系數(shù)和水頭損失修正計(jì)算具體如下表 53 所示： 表 52 進(jìn)出口段的阻力系數(shù)修正表 序號(hào) 段 別 S′ T′ ?? ho′ Δ h ?xh 1 進(jìn)口段 0..0962 2 出口段 計(jì)算各角點(diǎn)的滲透壓力值。 用表 1 計(jì)算的各段的水頭損失進(jìn)行計(jì)算，總的水頭差為正常擋水期的上、下游水頭差 。各段后角點(diǎn)滲壓水頭 =該段前 角點(diǎn)滲壓水頭 — 此段的水頭損失值，結(jié)果列入表 54。 表 53 閘基各角點(diǎn)滲透壓力值 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 0 驗(yàn)算滲流逸出坡降 出口段的逸出坡降為： 9 0 . 4 6 7 0 . 1 8 6 82 . 5hJ S ?? ? ?? ，小于壤土出口段允許滲流坡降值 ? ? ~?J （查 李繼鏞主編《水工建筑物》第 5版 表 65 得），滿足要求，不會(huì)發(fā)生滲透變形。 繪制 閘底板的滲透壓力分布圖 52。 圖 52 閘底板下滲透壓力分布圖 (單位： m) 28 第六章 閘室結(jié)構(gòu)布置 底板和閘墩 設(shè)計(jì) 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）型式 常用的閘底板有平底板和鉆孔灌注樁底板。由于在平原地區(qū)軟基上修建水閘，采用整體式平底板，沉陷縫設(shè)在閘墩中間。 （ 3）長(zhǎng)度 根據(jù) 第四章 設(shè)計(jì)已知閘底板長(zhǎng)度為 25m。 （ 4）厚度 根據(jù) 第四章 設(shè)計(jì)已知閘底板 厚度為 。 閘墩設(shè)計(jì) （ 1）作用 分隔閘孔并支承閘門、工作橋等上部結(jié)構(gòu)，使水流順利的通過閘室。 （ 2）外形輪廓 應(yīng)能滿足過閘水流平順、側(cè)向收縮小的，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)度采用與底板同長(zhǎng)，為 25m。 （ 3）厚度 為中墩 ，縫墩 ，邊墩 。 平面閘門的門槽尺寸應(yīng)根據(jù)閘門的尺寸確定，檢修門槽深 ,寬 ,主門槽深 ,寬 。檢修門槽與工作門槽之間留 的凈距，以便于工作人員檢修。 （ 4）高度 采用以下三種 方法計(jì)算取較大值，根據(jù)計(jì)算墩高最大值為 ，另根據(jù)《水閘設(shè)計(jì)規(guī)范》 SL 2652022 中規(guī)定有防洪任務(wù)的攔河閘閘墩高程不應(yīng)低于兩岸堤頂高程，兩岸堤頂高程為 29 ，經(jīng)比較后取閘墩高度為 。 1） 墩H =校核洪水位時(shí)水深 +安全超高 =+=。 2） 墩H =設(shè)計(jì)洪水位時(shí)水深 +安全超高 =+=； 閘前波高按下式 61 計(jì)算： 2022 00200 .0 0 1 80 .1 3 0 .70 .1 3 0 .7mmmgDvg h g Hth thvv gHthv?????????????????? ? ? ????? ???????????????? （ 61） hm 平均波高 (m)； v0 計(jì)算風(fēng)速 (m/s),根據(jù)資 料取 20m/s； D 風(fēng)區(qū)長(zhǎng)度 (m),根據(jù)資料取 600m； Hm 風(fēng)區(qū)內(nèi)的平均水深 (m),取 ； 29 . 8 1 0 . 0 0 6 0 3 60 . 1 3 ( 0 . 2 3 3 5 7 ) ( )2 0 0 . 1 3 ( 0 . 2 3 3 5 7 )mh th th th? ? 29 . 8 1 0 . 1 3 0 . 1 8 6 6 ( 0 . 2 4 8 8 2 )20 mh th? ? ? ? 20 . 1 3 0 . 1 8 6 6 ( 0 . 2 4 8 8 2 ) 2 0 0 . 2 4 3 7 ( )9 . 8 1m thhm? ? ??? 3） 墩H =正常擋水位時(shí)水深 + h? =++=。 30 圖 61 縫墩尺寸詳圖 （單位： cm） 閘門與啟閉機(jī) 設(shè)置 閘門按工作性質(zhì)可分為工作閘門、事故閘門和檢修閘門；按材料分為鋼閘門、混凝土閘門和鋼絲網(wǎng)水泥閘門；按結(jié)構(gòu)分 為平面閘門、弧形閘門等 ，該工程選擇的閘門形式如下： 工作閘門基本尺寸為閘門高 取 9m，寬 9m，采用平面鋼閘門，雙吊點(diǎn)，滾輪支承。 檢修閘門采用疊梁式，閘門槽深為20cm，寬為 20cm，閘門型式如 右圖 所示。