5.5 防渗排水设计

5.5.1 防渗长度计算

初步拟定（泵）闸基防渗长度，采用渗径系数法：

式中 L——闸基防渗长度，即闸基轮廓线防渗部分水平段和垂直段长度的总和，m；

ΔH——上下游水位差，m，考虑最不利的内外水位组合，外河（屏山河）为最高控制水位2.0m，内河（幸福涌）为常水位0.2m；

C——允许渗径系数值，地基淤泥质土层覆盖较浅，采用水泥土置换，C可取5。

计算防渗长度为11m，新涌水闸的设计水平防渗长度为25.20m，满足水闸的水平防渗长度要求。

5.5.2 抗渗稳定计算

根据工程布置及地质勘察，水闸闸基下为淤泥质砂壤土及粉质黏土，其下有部分中粗砂，渗透系数为3.2×10^-3cm/s。闸基土允许渗流坡降值水平段为0.15，出口段为0.40，闸基土易发生流土破坏。因此，新涌水闸的闸基周围采用水泥土搅拌桩封闭，桩底深入强风化黏土岩，满足抗渗要求。

抗渗稳定计算采用改进阻力系数法。

水闸地基的有效深度T_e按下列公式计算：

当L₀/S₀≥5时

当L₀/S₀＜5时

式中 T_e——土基上水闸的地基有效深度，m；

L ₀——地下轮廓的水平投影长度，m；

S ₀——地下轮廓的垂直投影长度，m。

当计算的T_e值大于地基实际深度时，T_e值应按地基实际深度采用。

分段阻力系数可分为进出口段、内部垂直段和水平段。

进出口段：

式中 ξ₀——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。

内部垂直段：

式中 ξ_y——内部垂直段的阻力系数。

水平段：

式中 ξ_x——水平段的阻力系数；

L_x——水平段长度，m；

S ₁、S₂——进、出口段板桩或齿墙的入土深度，m。

各分段水头损失值可按下式计算：

式中 h_i——各分段水头损失值，m；

ξ_i——各分段的阻力系数；

n——总分段数。

进、出口段水头损失值和渗透压力分布图形可按下列方法进行局部修正：

式中——进、出口段修正后的水头损失值，m；

h ₀——进、出口段水头损失值，m；

β′——阻力修正系数，当计算的β′≥1.0时，采用β′=1.0；

S′——底板埋深与板桩入土深度之和，m；

T′——板桩另一侧地基透水层深度，m。

修正后水头损失的减小值Δh：

式中 Δh——修正后水头损失的减小值，m。

当h_x≥Δh时，可按下式进行修正：

式中 h_x——水平段的水头损失值，m；

h′_x——修正后的水平段水头损失值，m。

此时渗流坡降呈急变段的长度：，相应的水头损失为Δh。

当h_x＜Δh时，可按下列两种情况分别进行修正：

（1）h_x+h_y≥Δh时

式中 h_y——内部垂直段的水头损失值，m；

——修正后的内部垂直段水头损失值，m。

（2）h_x+h_y＜Δh时

式中 h_cd——CD段的水头损失值，m，CD参见《水闸设计规范》（SL 265—2001）第C.2.5条；

——修正后的CD段水头损失值，m。

计算时考虑出口水平段渗透坡降和出口处坡降，验算是否水平段有接触冲刷、出口处发生流土破坏。

出口段渗流坡降值可按下式计算：

式中 S′——地下轮廓不透水部分渗流出口段的垂直长度；

——出口段水头损失。

闸（泵）基下为淤泥质砂壤土。经计算，新涌水闸闸基水平段水力坡降最大值为0.03，小于允许值［J_x］=0.15；出口段水力坡降最大值为0.12，小于允许值［J］=0.40，闸基抗渗稳定满足要求。

5.5.3 排水设计

为了增加底板的抗浮稳定性，在泵站前池及进、出口海漫的底板上，以及水闸上、下游海漫段设置了间距2.0m，直径75mm的排水孔，底板下设砂砾石垫层和土工布。