第六章三峡永久船闸混凝土边坡极端不利外水压力分析.pdfVIP

维普资讯 第19卷 第 2期 岩石力学与工程学报 g(2)：186～ I92 2000年 3月 0hzne~eJournal。jRockMechanicsandE giueeriug M a f ．2000 三峡永久船闸混凝土边墙极端不利外水压力分析 ／ 张有无 陈 平 窦铁生 (r匿水利水电科学研究脏 北京 10004) 摘要 三蛱永久船闸采用直立岩坡贴壁式薄衬砌边墙t墙后外水压力是边墙稳定的重要荷裁。船闸闸室水位变动频 繁 ，当闸室水位突降，由室内渗出的外水目1构成作用在边堵 上的外水压力。考虑了墙内排水体系的作用．对 R恒定 渗流问题进行了多工况分析，给出极端最太外水压力值。 关键词!查里查：望 苎苎!堡墨 盾蜘 ．i瞧}{3喁 分类号 U61 文献标识码 A 发章编号 1000—6915(2000)02—0I86—07 1 前 言 2 永久船闸闸室运行前邻近闸室岩体 三峡永久船闸为 5级双线船 闸，其总水头差为 地下水位 u3m，平均每级船闸水头差为 23131。船闸系在左岸 山体中开挖而形成。闸室开挖壁面系直立高坡 ，边坡 2．1 船闸边坡 内稳定地下水位线 有2个30cm宽的台阶。在陡坡 自下而上做 1．5，]．8 为减少船 闸高边坡的渗流荷载 ，在两侧坡各布 及 21131厚的贴壁式混凝土衬砌作为闸室边墙。船 置有 7条排水隧洞。每条排水洞并非沿船闸全长布 闸水位频繁变动，高水位时内水外渗 ，再加上边坡地 置，任一横剖面视其位置 只出现 6条或 6条以F排 水及降雨入渗的地下水，当闸室为低水位时就台 水嗣。由每条排水洞斜方 向向j二打排水孔形成排水 形成对边墙的外水压力 。由于边墙很薄很高，必须采 幕 (图 1)。船闸闸室下部也布置有排水库道。在如此 取工程措旖来保证在外水作用下边墙结构的安全。 强大的排水体系作用 r，闸室附近稳定地下水位大 设计 采取的措旖为： 幅度降低 (图2) 船闸运行后 ，如闸室不渗水 ，则闸 (1)在边墙内侧贴岩壁设置水平及竖直排水体 室混凝土边墙将不承受稳定的外水压力。 系，间距均为4～6131在边墙内部设竖向集水井，将 2．2 降雨过程地下水暂态渗流场 汇集到边墙排水体系的水送入闸室下的排水库道排 据分析，当连续大雨不超过 1O0rain，由降雨丽 走，以减小作用在边墙上的外水压力。边墙内侧纵横 形成的暂态渗流场虽有较大变化．稳定地下水位以 向排水网络的交点处均设一预埋管通 向边墙内的排 上出现大片暂态饱和区，对边坡孔隙压力有所增加． 水井 但闸室边墙一带仍为非饱和地带 ，即混凝土边墙仍 (2)设置上述的排水体系后，墙后设计外水压力 无外水压力作用 (图3)。当遭遇连续大雨超过 3h， 采用闸室内水面以下的全水头静水压乘以折减系数 边坡混凝士护衬也漏水的情况 r，闸室混凝土边墙 0．25。混凝士衬砌与岩石接触面粘结强度很小，且不 局部受有小于 2012]水头的外水压力(图3)。阿3的 可靠，不予考虑 。在外水压力作用下，混凝士衬砌的 计算未考虑紧贴闸室混凝土墙外的排水体系的作用． 稳定需靠联结锚杆来维持。 这一排水体系将使雨季作用在边墙的暂态孔隙压力 三壤船闸闸室混凝土衬砌边墙外水压力是饱和／ 降到很小值 ，一如下述 。另据分析 ．当边坡斜坡段混 非饱和、非恒定渗流问题，要考虑排水的影响，可用 凝土护衬不渗水时，即使连降大雨 ．5h，闸室边墙 已开发的专用程序进行船闸边墙可能最大的外水压 外侧仍为非饱和区，无外水压力作用于混凝土衬砌 力分析 ，为锚固设计提供安全可靠的荷载。 J二(图d) 1998年9月2