河海大学继续教育学院涵江水利枢纽工程毕业设计说明书
前部水平段采用浆砌块石，为减小渗透压力内设排水孔，底部为100mm碎石垫层反滤层。后部倾斜段采用干砌块石，下层碎石垫层，厚度为100mm。干、浆砌块石厚度均为500mm。
3.3.4 防冲槽设计
防冲槽一般为堆石结构，槽顶与海漫顶面齐平，槽底高程决定于冲刷深度、开挖施工和堆石数量等条件，本次设计，防冲槽采用常用的宽浅式梯形断面，深2m，底宽3米，防冲槽上、下游边坡取1:2～1:4。
3.4 防渗排水设计
水闸的防渗排水设计主要是根据闸基地质情况及上、下游水位条件等进行设计计算，内容包括：（1）进行水闸的地下轮廓布置，设计防渗、排水设施的型式、布置、构造和尺寸；（2）渗流压力计算；（3）验算地基抗渗稳定性；（4）滤层设计；（5）防渗帷幕及排水孔设计；（6）永久缝止水设计。
3.4.1 地下轮廓设计
地下轮廓主要包括底板、砼铺盖、板桩和排水设施。
闸底板是闸室的基础，承受闸室及上部结构的全部荷载，并均匀的传给地基，又兼有防渗、防冲刷的作用。它既要满足上部结构布置的要求，又要满足稳定及本身的结构强度等要求。
1）底板顺水流方向的长度L
L可按经验公式估算L=(H+2h+α)(1+0.1△H)K 其中：h=0.5m α=0.5m k=1.0
设计水位：H=19.5－13.0=6.5m ΔH=19.5－14.5=5.0m 则L=（6.5+2×0.5+0.5)×(1+0.1×5.0)×1.0=12.0m 校核水位时：H=20－13=7m；ΔH=20.0－14.5=5.5m 则L=（7.0+2×0.5+0.5)×(1+0.1×5.5)×1.0=13.2m
进一步考虑上部结构稳定及底板防渗要求，初拟底板长度L为20m。
2）底板厚度d。根据经验，底板厚度为（1/5－1/7）单孔净跨。即厚度在1.4m～
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2.0m。故初拟d=1.8m。
3.4.2 闸基防渗强度的验算
按经验公式计算所必须的防渗长度为
L=C△H 《水工》（6-11） 式中：L为防渗长度，包括水平段、铅直段及倾斜段 △H为上下游水位差（m）； C为渗径系数，取7。
1）设计水位：上游水位19.5m，下游水位14.5m，则 L＝C△H＝7×(19.5－14.5)＝35m
2）校核水位：上游水位20.0m，下游水位14.5m，则 L＝C△H＝7×(20.0－14.5)＝38.5m 根据上述所确定的尺寸，实际闸基防渗长度
L=0.6+0.5+0.7+19+2.2+1.5+4.4×2+1.4+15.5+1.4+1.0+6.2=58.8m 大于设计和校核水位下的计算值L，满足防渗长度要求。
3.4.3 渗流计算
渗流计算的目的是计算水闸闸基地下轮廓线各点的渗压水头、渗流坡降、渗透流速等。渗流计算的理论计算主要有直线比例法、加权直线法、改进阻力系数法等。
本设计中渗流计算采用改进阻力系数法进行渗流计算。 （1）地下轮廓线的简化
为了便于计算，将复杂的地下轮廓进行简化。由于铺盖头部及底板上下游两端的齿墙均较浅，可以将它们简化成短板桩。
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铺盖止水铜片底板止水铜片护坦1-3 地下轮廓布置图 （单位:m） （2）确定地基的有效深度
根据地质资料，闸址位置不透水层距底板约有16m。
由地下轮廓线简化图知：地下轮廓的水平投影长度L0＝20+20＝40m，地下轮廓的垂直投影长度S0＝13.0－5.8＝7.2m。L0/S0＝40/7.2＝5.56＞5，故地基的有效深度
Te＝0.5L0＝0.5×40＝20m 《水工》 （6-19）
大于实际透水层深度，因此渗流计算深度取实际的透水层深度T＝16m。 （3）渗流区域的分段和阻力系数的计算
过地下轮廓的角点、尖点，将渗流区域分成八个典型段（见图3-4-1），Ⅰ、Ⅷ段为进出口段，Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅻ段为内部垂直段，Ⅲ、Ⅵ则为内部水平段，查《水工建筑物》表6-3及分别计算阻力系数列表如下：
表3-4-1 阻力系数计算表 区段名称 进出口段 内部铅直段 内部水平段 渗流段 Ⅰ、Ⅷ Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅻ Ⅲ、Ⅵ 阻力系数ξ计算公式 ξ0＝1.5(S/T)1.5+0.441 ξy＝（2/π）ln{ctg[π/4(1-S/T)]} 结果 ξⅠ＝0.464、ξⅧ＝0.514 ξⅡ＝0.029、ξⅣ＝0.409、ξⅤ＝0.355、ξⅫ＝0.063 ξy＝[L-0.7(S1+S2)]/T ξⅢ＝0.874、ξⅥ＝0.970 由上表及公式
ξ=??i＝0.464+0.514+0.029+0.409+0.355+0.063+0.874+0.970＝3.678 （4）计算渗透压力
各段水头损失的计算hi＝ΔHξi/ξ 《水工建筑物》（6-18）
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1）设计水位条件下： ①ΔH＝19.5－14.5＝5.0m
由上面公式计算设计水位下的各段水头损失，列表如下：
表3-4-2 水头损失计算表
分段编号 ξi Hi Ⅰ Ⅱ Ⅲ 0.874 1.188 Ⅳ 0.409 0.556 Ⅴ 0.355 0.483 Ⅵ 0.970 1.319 Ⅶ 0.063 0.086 Ⅷ 0.514 0.699 0.464 0.029 0.631 0.039 ②进出口水头损失的修正： 进口处修正系数β'为 β1'=1.21－
??T/?12??T???????21 《水工》（6-21中的β'计算公式）
?S/?2?(?0.059)T??T′＝12.4+4.8＝17.2m T＝13.0+4.8＝17.8m S'＝13.0－11.9＝1.1m 则 β1=1.21－
1＝0.583＜1.0，应予以修正 2??17.2??1.112?2?0.059)????(????17.8??17.8进口段的水头损失修正为h0'=β'h0 hI0'＝0.583×0.631＝0.368m 进口段水头损失的修正量为
Δh＝(1-β1')hI0＝(1－0.583)×0.631＝0.263m 修正量应转移给相邻各段，则 hII'＝0.039+0.039＝0.078m
hⅢ'=1.188+(0.263－0.039)＝1.412m 同样对出口段修正：
T'=16.0m T=17.3m S=2.3m 出口段修正系数β2'为 β2＝1.21－
??T/?12??T???????21
/?S?2?(?0.059)T?? ＝1.21－
1＝0.785＜1.0，应予以修正 2??16??2.312?2?0.059)????(????17.3??17.3
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