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船闸渗流

2020-04-09 21:01

在船闸的地基和闸首边墩、闸室墙后所产生的渗流。

船闸的渗流情况与闸室底透水与否有关。当闸室为不透水底板时,整个船闸为一挡水建筑物,渗流从上游经过闸首及闸室底板下的地基,并经过闸首边墩和闸室墙后的回填土向下游渗出。此时渗流的渗径较长,一般不致对建筑物的稳定造成危害。当闸室为透水底板时,闸首和闸室分别为独立的挡水建筑物。就闸首而言,渗流由上游(或闸室)经闸首底板下的地基向闸室(或下游)渗出,同时还有绕过闸首边墩向下游渗透的绕流。就闸室而言,当闸室泄空时,闸室墙后回填土中的地下水经闸室墙底向闸室渗出,而当闸室灌满水时,渗流则自闸室向墙后回填土内渗入。

与其他水工建筑物比较,船闸渗流有2个特点:①空间性。在船闸中,闸首底板下的渗流和闸首边墩绕流相互影响,闸室墙的渗流不仅有自上游流向下游的纵向流动,而且有与船闸轴线垂直的横向流动,渗流具有明显的空间性。②不稳定流。在船闸的灌泄水过程中,作用在船闸上的水头在很短的时间内由最大变为零或由零变为最大,渗流的方向也随着改变,船闸渗流具有不稳定流的性质。

为减少作用在建筑物上的渗透压力,防止地基土壤的渗透变形,根据工程地质条件、水文地质条件、作用水头、闸室结构型式以及船闸在枢纽中的布置进行综合考虑,确定其防渗布置。当闸室为透水底板时,闸首及闸室墙应分别考虑其各自的防渗设施。闸首常用的防渗设施有铺盖、齿墙、板桩、帷幕、防渗墙等。为防止闸首边墩两侧回填土内的集中渗流,可考虑在边墩后采用透水性较小的回填土填筑或在其内填筑黏土心墙,或在边墩背面设置刺墙等。对闸室墙则可在底板下设置板桩或防渗墙,并在闸室底部设反滤层。为降低闸室墙后的地下水位,通常在墙后回填土内设置排水管或明沟。当闸室为不透水底板时,其防渗布置比较简单,一般只需在墙后设置排水管和明沟。

船闸渗流的初步计算一般简化为平面问题,按稳定流考虑,通常采用渗径系数法(参见加权爬路法、阻力系数法)。对于大型和重要的船闸,宜进行空间渗流的试验研究。

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