防渗计算示例资料

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1、8.2 防渗计算 为保证泵房地基土壤的渗透稳定性，泵房要有足够的地下轮廓线长度。防渗 计算取最大水位差情况，水位差组合为上游41.4 m，下游35.5m。 8.2.1 防渗长度校核 建筑物地下轮廓线是从水流入渗点开始，沿建筑物地下不透水部分的轮廓， 到渗流的逸出点为止。 本设计中， 在前池底部设置反滤层， 并设冒水孔。 反滤层由上至下分为 3 层， 分别是碎石（10cm），瓜子石（10cm），中砂（10cm）。出水池与泵房采取分 建的建筑布置形式。 墙后地下水位为随上游水位的变化而变化，防渗计算取最大水位差情况（即 最高运行工况） ， 上下游水位分别为41.4m、 35.5m， 则上下游水位差

2、h=40.9 35.0=5.9m。 地下轮廓线如图 8.1 所示。 图图 8.1 地下轮廓线示意图 （单位：地下轮廓线示意图 （单位：cm） 防渗长度以 1 点为入渗点，以 14 点为出渗点开始算起： 1 22 33 44 55 66 77 88 99 1010 1111 1212 1313 14 0.5272.768.781 0.520.54.65.450.50.52100.520.50.797 36.54m LLLLLLLLLLLLLL =+ =+ = 计算 6、7 两点间的渗压水头： 6 36.54 13.275 5.93.76m 36.54 H = 6 36.54 17.875 5.9

3、3.01m 36.54 H = 则： 67 3.01 3.76 3.39m 22 HH H + = 则进水池后水面高程为 35+3.39=38.39m，填土均为透水性好的粉砂土，考 虑到稳定，填土高程定为38.0m，因此可认为进水池后水位为 38m，则泵房下 部防渗长度重新计算： 8 99 1010 1111 1212 13 0.50.52100.520.512.414mLLLLLL = +=+= H 为38.035.0=3.0m，由于回填土也采用粉砂土，故允许渗径系数C为35， 取渗径系数为4， 4 312m，故地下轮廓满足 防渗长度求。 8.2.2 渗透坡降校核 （1） 地基有效深度计算

4、根据地质资料，默认为地基不透水层埋深为无限深，地下轮廓线图见图 8.1， 用有效深度Te 代替实际深度Tp。 当 0 0 5 L S 时， e0 =0.5;TL 当 0 0 5 L S 时， 0 e 0 0 5 = 1.62 L T L S + 式中： T e有效深度，m； S0地下轮廓线的垂直投影长度，m； L0 地下轮廓线的水平投影长度，m。 由图可知 L0=12.0m，S0=7.25m，则： 0 0 12.0 =1.6555 7.25 L S 0 e 0 0 55 12 =12.91m 1.6 1.655+2 1.62 L T L S + （2）分段阻力系数及各段水头损失计算 通过地下轮

5、廓线的各角点和尖端将渗透区域分成5个典型段如图8.2所示。其 中 、段为进、出口段，、为内部垂直段，为内部水平段。 图图 8.2 渗透区域典型段划分 渗透区域典型段划分 阻力系数计算公式如下： 进、出口段： 1.5 =1.5()+0.441 S T 进 内部垂直段： = T S Ln1 4 cot 2 垂 水平段： () T SSL 21 7 . 0+ = 水平 式中：S 齿墙的入土深度，m； T 地基透水层深度，m。 各分段水头损失值的计算按下式： = ii i H H 式中： i H i 段的水头损失值，m； i i 段的阻力系数； H渗透总水头，m。 根据分段情况和以上公式将计算结果列于

6、表 8-1 和表 8-2。 表表 8-1 阻力系数计算表阻力系数计算表 段号 段 别 S（m） T（m） L（m） 阻力系数 i (1) 进口段 7.25 12.91 1.072 (2) 内部垂直段 0.5 6.16 0.081 (3) 水平段 0.5 0.5 6.16 12.0 1.834 (4) 内部垂直段 0.5 6.16 0.081 (5) 出口段 0.8 6.46 0.506 表表 8-2 各典型段的渗透水头损失 各典型段的渗透水头损失 计算情况 分段 (1) (2) (3) (4) (5) H(m) i 1.072 0.081 1.834 0.081 0.506 设计情况 2.50

7、 hi 0.750 0.057 1.283 0.057 0.354 H(m) i 1.072 0.081 1.834 0.081 0.506 校核情况 3.00 hi 0.900 0.068 1.539 0.068 0.425 （3）进出口段水头损失修正 当进、出口处底板埋深较小时，进、出口段水头损失值的修正按下式进行： 0 0 hh= 式中： 0h 按上式计算的水头损失值，m； 阻力修正系数； 0 h 修正后的水头损失值，m。 阻力修正系数按下式进行： )059. 0(2)( 2 12 1 21. 1 + + = T S T T 式中： S 底板埋深与板桩入土深度之和，m； T 底板另一侧地

8、基透水层深度，m。 其中当计算结果1.0 时，采用1.0 = ，修正后水头损失减少值 ()1 i hH = 。 将进、出口出水头损失修正汇总于表8-3。 表表8-3 进、出口水头损失修正进、出口水头损失修正 计算情况 h0(m) T(m) T(m) S(m) h0(m) H(m) 进口段 0.750 0.892 6.14 12.9 7.9 0.669 0.081 设计 情况 出口段 0.354 0.859 6.14 6.0 0.8 0.304 0.050 进口段 0.900 0.834 6.16 12.9 6.5 0.751 0.149 校核 情况 出口段 0.425 0.861 6.16 6

9、.0 0.8 0.366 0.059 对于进、出口段齿墙不规则部位，可按下列方法进行修正。因渗流区各段h 值的和必须等于总水头值，故上述进、出口水头损失的减少值，应该按不同情况 分别加在附近的几个渗流段内分两种情况给予修正。 1）当 x hh 时，按式 xx hhh = + 修正，式中 x h为水平段修正前的水头损 失值； x h 为水平段修正后的水头损失值。 2）当 x hh 时，按下列方法修正：、当 xy hhh+ 时，2 xx hh = ， yyx hhhh = + y h为内部铅直段修正前的水头损失， y h 为修正后的水头损失值。、当 xy hhh+ 时，2 xx hh = ， 2

10、yy hh = ， () + xy hhhhh= + 水平水平。h水平为中间水平 段修正前的水头损失， h 水平 为中间水平段修正后的水头损失。 根据以上方法，对水头损失进行修正： 进口段齿墙处：由于=00.07,00.070.070.131 xxy hhhhh =+=+= =且。 故 2=2 0.00.0m xx hh = = 2=2 0.070.14m yy hh = = 出口段齿墙处：由于=00.07,00.070.070.092 xxy hhhhh =+=+= =且。 故 2=2 0.00.0m xx hh = = 2=2 0.070.14m yy hh = = 进出口修正计算如表8-

11、4所示。 表表 8-4 进出口修正及相应典型段渗压水头损失调整计算表 (单位： 进出口修正及相应典型段渗压水头损失调整计算表 (单位： m) ) 渗压水头损失 h1 h2 h3 h4 h5 修正前 0.750 0.057 1.283 0.057 0.354 设计情况 修正后 0.669 0.114 1.300 0.114 0.304 修正前 0.900 0.068 1.539 0.068 0.425 校核情况 修正后 0.751 0.137 1.611 0.137 0.366 修正后各角点渗压水头计算如表8-5所示。 表 表 8-5 各渗流角点处的渗压水头的计算各渗流角点处的渗压水头的计算 (单位： (单位：m) ) 渗压水头 H1 H2 H3 H4 H5 H6 设计情况 2.5 1.831 1.717 0.418 0.304 0.000 校核情况 3 2.249 2.113 0.502 0.366 0.000 （4）渗流坡降校核 出口段渗流坡降 5 11 0.366 0.460.500.60 0.8 h JJ S =， 满足要求。 水平段渗流坡降 3 22 1.611 0.1340.500.60 12 h JJ L =， 满足要求。