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 渗流是指水在岩土空隙之间的运动，在水利工程、石油化工、环境保护等方面都有广泛的应用。在水闸设计与工作中加入渗流理论，主要还是为计算水闸中水流动向、水的渗透过程以及渗透引起的水闸结构变化。对水闸渗流问题进行研究有助于合理的评价水坝安全指标，提升水闸稳定性，对社会的稳定与发展有重要的意义。

　　1．渗流对水闸的影响

　　水闸对于调节水坝水流有着重要的作用，而渗流又对水闸工作有重要的影响。许多水闸由于设备不完善，技术不完备，渗流问题十分突出，需要人们进行深入的研究和探讨。

　　1.1影响水闸挡水和泄洪
渗流是河流、湖泊、水井集水廊道、水库、水坝等水体周围常见的现象，尤其是水闸周围，由于长时间处于工作或建设阶段，大部分会使水体周边土质松软，水体发生渗流现象的可能性更大。有时水闸处于关闭状态进行挡水，但由于周边土地经常被水体浸泡，再加上水闸建设和日常工作活动，造成附近土质松软，加剧了水的渗透，影响挡水效果。泄洪时也是一样，由于水在岩土缝隙之间的大量运动，容易使周边土壤储存大量水分，影响开闸泄洪的放水效果。

　　1.2渗流在闸基不均匀沉降中的作用
实际上，我国大部分大坝都有不同程度的渗水现象，很大程度上是受水的渗流作用影响。水的渗流现象会使大量水分渗入大坝内部，造成大坝身体的湿陷，而每当雨季来临，上游来水猛增，泄洪量骤然增大，水位提升，渗流会加剧对大坝的不利影响。同时，渗流所产生的扬压力会冲击水闸工作质量，极有可能会造成水闸抗滑稳定性下降。而且渗流带来的影响不止在抗滑稳定性方面，对主体大坝的应力分布也有重要影响。

　　1.3对抗滑稳定性的影响
抗滑稳定性是衡量一个大坝安全与否的重要指标，这一指标的提升也就意味着水闸结构的稳定性的提升。闸基滑动需要以连续的软弱面作为支撑，下游有足够的临空面供其衔接，很多时候由于水分渗流现象严重，岩土含水量提升，土质变松软，并且会造成岩土之间空隙增大，摩擦力减小，产生大面积的临空面，加剧闸基的滑动。闸室滑移较多会影响水量控制质量，会对大坝造成更深层次的危害，所以闸基闸室要有较高的抗滑系数。

　　2．渗流的计算

　　2.1改进阻力系数法
改进阻力系数法是将地下轮廓较为复杂的渗流区域分成若干段，对各个分段的受力进行精确计算，得出各个分段的阻力系数，再简单求和累计相加得到水闸受力大小情况。这是常用的渗透计算方法中最为简单的一种，也是使用最广泛的一种。

        2.2有限单元法
有限元方法的基础是变分原理和加权余量法，其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，根据变分原理或加权余量法，说明出流体力学的数值。主要步骤是：
        第一，控制方程和边界条件，在渗流过程中岩土之间缝隙比率不变的前提下推导出二维渗流数值；
        第二，泛函和变分，精确出外力所做的功；
        第三，渗流场的离散计算，将渗流场划分为若干个常用的三角形单元，通过线性插值求得某面积内的力；第四，单元渗流矩阵与整体平衡方程，对各部分的结果进行汇总整理。

　　2.3比较分析法
这种方法主要包括这样几点：
        第一，闸基轮廓线部分点水头值的比较，这需要合理运用阻力系数法；
        第二，闸基渗透压力值比较，根据各个点水分的渗透压力值进行计算；
        第三，出口渗透坡降比较，结合前边考察各点压力值的压力分布情况计算得出。

　　3．水闸防渗及处理工作

　　3.1高压灌浆法防渗法
高压喷射灌浆技术是利用高压水枪将密度较大的灌浆喷涂在墙面上，以达到防渗透的效果，大体上分为旋转喷射、定向喷射、摆动喷射三种喷涂方式。这种方法施工时间短，设备灵活简便，效果也十分显著。但不同地段墙体质量参差不齐，加上有些地段水流较快，或者砾石直径过大，应谨慎使用这种防渗方法。比如，1994年北港加固时就用这种方法建设混凝土防渗墙，但由于地下水流动活跃，导致防渗墙建设化为乌有，这说明河床两侧地下水渗透压力较大，这是最好采取高压旋转喷射进行防渗墙建设。

　　3.2粉喷桩截渗墙进行防渗处理
粉喷桩截渗墙是指通过特制的深层搅拌机械，在地下深层将软土和固化剂搅拌，制作出有一定压缩性的水泥土柱体，从而提升土地承载力和紧实程度。目前我国对水闸地基进行防渗处理主要使用此种方法。几年前，在小清河王道拦河闸工程中，由于灌注桩和部分承台施工完毕，导致换桩难度大，费用高，只好采用粉喷桩截渗墙的方法在已建成桩台周围进行防渗处理，提升土壤紧实度，才有效阻止了渗流情况的发生。

　　3.3平原水闸针对侧向渗透破坏的防治措施
针对平原水利工程中的渗流现象，通常要采取的解决方法主要包括三个方面：
       第一，设计方面，灌溉渠道上的进水闸闸身横断面要小，而侧向防渗工作设计中应根据高防低排的原则，与闸下正槽互相配合，最好适当增加反滤层，以减轻侧翼墙的防渗压力；
       第二，施工方面，侧向回填土尽量使用粘性土壤，而且要保证土质纯洁，杂质少，且含水量较少，每层小于30cm，层堆层夯，回填土压实度要高，慎重选择反滤料，保证土壤既不会堵塞反滤层，也不能从反滤层渗出。
       第三，管理方面，定期检查，严格检测水分渗透现象，管理人员落实好职责，坚决杜绝人为因素引起的疏漏和破坏，加强上下游翼墙的修复维护。

　　3.4规避大坝不规则沉降风险
着手这几项工作可以有效避免坝体的不均匀沉降：
        1、闸室结构尽量简单，质量较轻，减少对闸底的压力；
        2、合理布局闸室位置，应保证闸室位置与临近结构重量一致；
        3、施工时优先选择大重量构件或建筑，要等这些大型设施施工完毕后自然沉降一段时间，结构趋于稳定后，再选择建设小型构件或建筑。

水闸 大坝 岩土

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