闸基渗流计算

3.3.2 下闸首防渗计算

（1） 水位组合

二堡船闸复核计算水位组合见表2.2。

表2.2 二堡船闸复核计算水位组合表 计算情况 上游（里运河）水位

下游（头溪河）水位

墙后水位 设计(通航)情况 ▽8.5m ▽1.0m ▽3.5m 校核(防洪)情况

▽9.6m ▽4.0m ▽3.5m 上 闸 首 检修期 ▽6.5m ▽-1.0m ▽3.5m 设计(通航)情况

▽8.5m ▽1.0m ▽3.0m 下 闸 首

检修期

▽-1.0m

▽2.5m

▽3.0m

（2） 验算防渗长度

据文献[2]知，二堡船闸下闸首地下轮廓布置如图1所示

图3 下闸首地下轮廓布置示意图 （单位：高程m ；长度cm ）

其实际长度：

m L 6.306.00.130.150.1=+++=实 m H 5.70.15.8=−=∆ 4][1.45

.76

.30=>==∆=

C H

L C 实

粉质粘土

故下闸首防渗长度基本满足满足规范设计要求。 （3）下闸首渗流计算

根据地下轮廓的特点和文献[5]规定，采用改进阻尼系数法计算，由图1可得到地下轮廓简化和分段，具体布置见图2。

图2 下闸首地下轮廓简化、分段布置图（单位：高程m ；长度cm ）

① 计算地基有效深度： L 0=15.0+13.0=28.0m S 0=1.1m

L 0/ S 0=28.0/1.1=25.5＞5

T e =0.5L 0=0.5×28.0=14.0m,下闸首地基土质均匀，相对不透水层为无限深，故下闸首地基渗流的影响范围以有效深度T e 控制。

② 计算各典型段的阻尼系数

各典型段的几何特征及阻尼系数计算见表5。

表5 下闸首各典型段阻尼系数计算表

③各典型段渗压水头损失计算

各典型段渗压水头损失按公式H h i

i

i ∆∑=

ξξ计算，其中H ∆根据下闸首的运行工况确定，各典型段渗压水头损失具体计算结果见表6。

表6 各典型段渗压水头损失计算表（m ）

计算情况 H ∆ 渗压水头损失

h 1 h 2 h 3 h 4 h 5 h 6

修正前

1.162 0.091

2.512 0.109 2.492 1.135 设计(通航)情况

7.5

修正后 0.729 0.182 2.854 0.109 2.923 0.704 修正前

0.542 0.043 1.172 0.051 1.163 0.529 检修期

3.5

修正后

0.34

0.086 1.331 0.051 1.364 0.328

④ 进、出口段修正及各区段渗压水头损失调整。 进、出口段修正系数：

]059.0][2)(

12[1

21.1'

2'

'++−

=T

S

T T β

第①段

627.0]

059.00

.140

.1][2)0.145.13(12[1

21.121=++−

=β

第⑥段

62.0]

059.06

.137.0][2)6.139.12(12[1

21.126=++−

=β

进出口修正及相应典型段渗压水头损失调整计算见表2。各典型段末的渗压水头计算见表7。

表7 下闸首各典型段末的渗压水头计算表（m ）

计算情况 渗压总水头

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 设计(通航)情况

7.5 6.77 6.59 3.74 3.63 0.70 0.0 检修期

3.5

3.16

3.07

1.74

1.69

0.33

⑤ 下闸首底板所承受的渗透压力计算

由各典型段末的渗压水头可计算下闸首底板所承受的渗透压力，以下闸首底板上游端最低点为矩心，具体计算见表8。

表8 下闸首渗透压力计算表

计算情况

算 式

渗透压力

(kN)

力臂 (m)

力矩 (kNm)

10×0.7×13.0×20.0

1820 6.5 11830 0.5×10×(3.63-0.7)×13.0×20.0 3809 4.33 16493 设计(通航)情况

合计

5629 28323 10×0.33×13.0×20.0

858 6.5 5577 0.5×10×(1.69-0.33)×13.0×20.0 1768 4.33

7655 检修期

合计

2626

13232

⑥ 渗透坡降计算

出口坡降： J ´＝

6.0][01.1

7.0704

.0=>=J 水平坡降： J x =3.0][23.00

.13923

.2=<=x J

因下闸首地下轮廓出口段布置形式不合理，导致渗流出口坡降较大，故渗流出口产生渗透变形的可能性很大。

下闸首纵剖面示意图 (单位：高程m ，其它cm)