黄河水利职业技术学院涡河闸毕业设计说明书
图3—3 反滤层构造图（单位：cm）
（2）铅直排水设计 本工程在护坦的中后部设排水孔，孔距为2m，孔径为10cm，呈梅花形布置，孔下设反滤层。
（3）侧向排水设计 侧向防渗排水布置（包括刺墙、板桩、排水井等），并应根据上、下游水位、墙体材料和墙后土质以及地下水位变化等综合考虑，并应与闸基的防渗排水布置相适应，在空间上形成防渗整体。
在消力池两岸翼墙设2~3层排水孔，呈梅花形布置，孔后设反滤层，排出墙后的侧向绕渗水流。
3．止水设计
凡具有防渗要求的缝，都应设止水设备。止水分铅直止水和水平止水两种，前者设在闸墩中间，边墩与翼墙间以及上游翼墙铅直缝中；后者设在黏土铺盖保护层上的温度沉陷缝、消力池与底板温度沉陷缝、翼墙和消力池本身的温度沉陷缝内。在黏土铺盖与闸底板沉降缝中设置沥青麻袋止水。其构造如图3—2。
第二节 渗流计算
一、渗流计算的目的
计算闸底板各点的渗透压力；验算地基土在初步拟定的地下轮廓线下
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的渗透稳定性。
二 、计算方法的选择
计算方法有直线比例法、流网法和改进阻力系数法。 1．直线比例法
对于地下轮廓线比较简单，地基又不复杂的中、小型工程，可采用直线比例法；直线比例法是假定渗流沿地下轮廓流动时，水头损失沿程按直线变化，求地下轮廓各点的渗透压力。直线比例法有勃莱法和莱因法两种。
（1）勃莱法
将地下轮廓予以展开，按比例绘一直线，在渗流开始点作一长度为Hx
的垂线，并由垂线顶点用直线和渗流溢出点相连，即得地下轮廓展开成直线后的渗透压力分布图。任一点的渗透压力hx，可按比例求得：
hx=Hx/L
（2）莱因法
根据工程实现，莱因法认为水流在水平方向和垂直方向流动，削能的效果是不一样的，后者为前者的三倍。在防渗长度展开为一直线时，应将水平渗径除以3，再与垂直渗径相加，即得折算后的防渗长度，然后按直线比例法求得各点渗透压力。
2、流网法
对于边界条件复杂的渗流场，很难求得精确的渗流理论解，工程上往往利用流网法解决任一点渗流要素。流网的绘制可以通过实验或图解来完成。前者运用于大型水闸复杂的地下轮廓线和土基，后者运用于均质地基上的水闸，即简便，又有足够的精度。
3、进阻力系数法
这是一种以流体力学为基础的近似解法。对于比较复杂的地下轮廓，先将实际的地下轮廓进行适当简化，使之成为垂直和水平两个主要部分。
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再从简化的地下轮廓线上各角点和板桩尖端引出等势线，将整个渗流区域划分为几个简单的典型流段。
由于改进阻力系数法计算结果精确，本设计采用此种方法进行渗流计算。
三、改进阻力系数法计算渗透压力
（一）基本原理如上所述。
（二）计算公式（出自《水闸设计规范》） 1．确定地基的有效计算深度Te
当地基不透水层埋藏较深时，须有一个有效计算深度Te来代替实际深度T，Te可根据《水闸设计规范》公式（3—3）确定：
当l0/s0≥5时， Te=0.5l0
当l0/s0＜5时， Te=5l0/（1.6l0/s0+2） （3—3）
式中 Te——土基上水闸的地基有效计算深度，m；
l0——地下轮廓的水平投影长度，m； s0——地下轮廓的垂直投影长度，m。 l0/s0=（45+20）/2.5=26＞5
地基的有效深度Te为Te=0.5l0=0.5×（45+20）=32.5（m） 计算Te大于实际的地基透水层深度8m，所以取最小值Te =8m。 2．典型段的划分
先将实际的低下轮廓线进行简化，使之成为垂直和水平两个主要部分。再从简化的低下轮廓线上各角点和板桩尖端引出等势线，将整个渗流区域划分为几个典型流段：进、出口段，内部垂直段和水平段。
3．计算各典型段的阻力系数（如图3—4）
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图3—4 典型流段计算图
① 进、出口段：
ε
式中 ε
0=1.5（S/T）3/2+0.441
（3—4）
0——进、出口段的阻力系数；
S ——板桩或齿墙的入土深度，m； T ——地基透水层深度，m。 ② 内部垂直段：
ε
式中 ε
y=2/π
ln ctg（π/4（1－S/T）） （3—5）
y——内部垂直段的阻力系数。
③ 水平段： ε式中 ε
x
）/T x=（L-0.7（S1+S2）
（3—6）
——水平段的阻力系数；
L ——水平段长度，m；
S1、S2——进、出口段板桩或齿墙的入土深度，m。 4．计算各典型段的水头损失 hi=ε
i
ΔH/Σε
i
（3—7）
5．进出口段水头损失局部修正
进、出口水力坡降呈急变曲线形式，算得的进、出口水头损失与实际情况相差较大，需进行必要的修正。修正后的水头损失h0＇为：