水闸的渗透计算与止水设备

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第437页（1975字）

(一)渗透计算方法 水闸地基渗透的计算方法有渗透系数法(直线比例法)和流网法。这里仅介绍渗透系数法。

使用渗透系数法，首先要根据地基土壤情况，选定渗径系数，据以布置地下轮廓线的长度——渗径长度，并计算渗透压力。

渗径长度L和水头差H的比值，称为渗径系数，视闸基土质和在渗流出口处是否设置反滤层而不同。C值的倒数()为土壤允许的平均渗透坡降。当闸上作用水头已定时，所需的渗径长度为：

采用勃莱法： L≥CH(m) (2－7－54)

式中 C、C₀——分别为勃莱渗径系数和莱因渗径系数，见表2－7－24

表2－7－24 渗径系数

H——闸上作用水头(m)

L₂、L_B——分别为铅直和水平渗径长度

L、L₀——分别为按勃莱法和莱因法计算时所需的渗径长度

对于勃莱法与莱因法的选择：对于一般水平的、有较短齿墙的地下轮廓，用勃莱法计算；对于有板桩或较深齿墙的地下轮廓，用莱因法计算。

作用在建筑物地下轮廓线上的全部水压力还应包括静水压力。地下轮廓各点的静水压力(用水头表示)等于该点与下游水位的高程差。

(二)地基土的渗透变形和防渗措施

当渗透水流在闸基土壤中流动时，土壤可能产生破坏性渗透变形，导致水闸失事。渗透变形主要表现为管涌和流土两种现象。

为了防止地基土的渗透变形，需要采用防渗设备，延长渗透途径。它可分为水平防渗设备——铺盖，和垂直防渗设备——板桩、齿墙等。板桩防渗效果较好，但造价较高，施工时间较长，所以只有当铺盖不能达到防渗要求时，才考虑使用。齿墙设置在闸底板前后端，不仅可起到防渗作用，也有利于水闸的水平抗滑。此外，在渗流出逸处设置反滤层，也能有效地阻止渗透变形现象的产生。

(三)反滤层

选用粒径不同的无粘性土(砂、砾、卵石或碎石)，铺筑2～3层而成。其粒径应随渗流方向而逐渐增大(图2－7－59)。

图2－7－59 反滤层构造图

(四)止水设备

为了适应地基不均匀沉陷，水下各构件之间均留有接缝。所有不允许透水的接缝中都应有止水设备。

按止水的位置，可分为垂直缝止水和水平缝止水。

垂直缝止水设于闸墩、边墩与翼墙以及翼墙之间的接缝。止水构造见图2－7－60，其中a图构造适用于不均匀沉陷较小或对防渗要求稍低的垂直接缝(如两岸翼墙间的接缝)，b、c图构造，多用于重要的、对防渗要求较高的接缝(如闸墩间的接缝)，能较好地适应地基不均匀沉陷。

图2－7－60 垂直止水构造图(单位：cm)

水平缝止水设于地下轮廓范围内的混凝土接缝处，如底板间、底板与混凝土防渗板间以及混凝土防渗板之间的接缝处。止水设备构造如图2－7－61，其中a图构造适用于地基沉陷较小或对防渗要求较低的接缝处，b、c、d图构造适用于有较大的不均匀沉陷或对防渗要求较高的接缝，如闸底板、边墩底板与混凝土铺盖板之间的接缝。

图2－7－61 水平缝止水构造图

1－柏油油毛毡或沥青砂板、沥青杉板填缝 2－紫铜片或镀锌铁皮、塑料止水片 3－φ7～10cm柏油油毛毡卷 4－灌沥青或用沥青麻索填塞 5－橡皮 6－鱼尾螺栓 7－沥青混凝土 8－二至三层柏油油毛毡或麻袋浸沥青，宽50～60cm

对于渠系上小闸的接缝，不论其部位和方向如何，止水设施最简单的做法是在缝中铺设油毛毡止水片。