混凝土防渗墙在水库坝基加固中的应用研究

为有效解决水库坝基渗漏失稳问题,以某水库大坝为例,在明确其坝基存在渗漏失稳问题的基础上,通过多方案比选确定混凝土防渗墙防渗加固方案,提出混凝土防渗墙各项重要参数,据此对混凝土防渗墙的施工工艺流程和方法进行深入分析,使混凝土防渗墙在水库坝基防渗加固中的应用达到理想成效。

考虑土石坝坝基接触带性能演化的渗流稳定分析

为分析土石坝在渗流及变形长期作用下坝基接触带性能及变化规律,基于水力耦合的分析方法,以某水库工程不同时期得到的坝基和坝基接触带渗透系数,建立土石坝坝基接触带渗透性能与力学参数演化模型,把握坝体及坝基材料物理力学特性、渗透特性的演化规律,对水库长期处于正常蓄水位情况下的渗流场及应力场进行分析。研究表明,由于水流的长期渗流作用,导致坝基接触带中的土壤流失,渗透系数增大,进而导致通过坝坡面、两岸山体的渗漏量增大。考虑水力耦合对坝体变形稳定的影响,研究发现,在水库运行期间,坝基接触带的强度是不断降低的,接触带的屈服区增加,变形量不断增大,安全系数随运行时间的增加不断降低。

华安水电站大坝坝基扬压水位异常现象分析

坝基扬压力监测是确保混凝土重力坝安全运行的重要手段,坝基渗压系数是评价混凝土重力坝稳定性的重要指标。华安水电站大坝坝基布置的11个测压孔中,UP8测压孔实测扬压水位明显偏高,表现异常。通过现场测试、资料分析和统计模型等方法,分析了UP8测压孔扬压水位偏高的可能原因,评价了对大坝稳定性的影响,为同类大坝坝基扬压力异常现象分析提供了有益的参考。

坝基缓坡预裂开挖中不同布孔方式下的爆破扰动比较分析

在坝基缓坡预裂开挖中,为解决传统主爆孔或缓冲孔顺坡布设时(称之为顺坡布孔)钻孔效率低的问题,工程建设者尝试采用了反坡钻孔的方式(称之为反坡布孔),有必要对两种布孔方式下坝基保留岩体扰动情况进行比较分析,以指导工程实践。依托白鹤滩水电站坝基缓坡开挖,分别开展了顺坡布孔与反坡布孔两种开挖方式下的现场爆破试验,同时借助LS-DYNA三维动力有限元模拟,比较分析了两种布孔方式下保留岩体的爆破损伤演化特性与振动分布规律,并揭示了不同布孔方式下的内在力学作用机制,最后综合考虑开挖成型效果与施工速率,对坝基缓坡开挖方案的选择进行了探讨。结果表明:两种布孔方式下由预裂孔引起的保留岩体扰动情况基本一致,区别在于主爆孔或缓冲孔引起的累积损伤效应与爆破振动,内在原因在于炮孔与保留岩体轮廓面夹角的变化。相对顺坡布孔,反坡布孔因增大了主爆孔或缓冲孔与轮廓面的夹角,减少了传输至保留岩体的爆炸能量,有利于减轻对保留岩体的扰动,可减小损伤深度约11.6%~13.9%,降低爆破振动约6.4%~53.7%。

库水-淤砂层-坝体-坝基体系地震响应分析

针对我国西部水利工程结构面临的地震安全问题,特别是混凝土高拱坝的抗震安全设计,以小湾水电站混凝土高拱坝为研究对象,进行了库水-淤砂层-坝体-坝基体系的耦合动力分析,同时考虑了复杂的坝基地形、正常蓄水位的库水以及常年运行而堆积的淤沙层的影响。主要内容有:①基于传递矩阵法及二维有限元,实现了复杂峡谷地形的自由场计算;②基于水-饱和多孔介质-固体的统一计算框架,实现了库水-淤沙层-坝体-坝基体系的三维地震响应分析算法。最后,分别以脉冲波和地震波作为输入,探讨了小湾拱坝的地震响应规律及库水淤沙层对拱坝地震响应的影响。结果表明:坝体顶部中心区域会承受较大的拉、压应力;而库水底部淤砂层对坝体的位移及应力影响并不显著。

大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形特征研究

抽水蓄能电站是实现“双碳”战略目标的重要举措,混凝土面板堆石坝作为抽水蓄能电站上水库大坝的优选坝型之一,往往坝基顺河向坡度较陡,坝体容易产生顺坡向滑移变形,坝坡抗滑稳定性较差,危及抽水蓄能电站上水库大坝运行安全。因此,建立大倾角坝基上混凝土面板堆石坝数值模型,研究大倾角坝基上混凝土面板堆石坝滑移变形的规律,揭示大倾角坝基上混凝土面板堆石坝产生滑移变形的机制,提出减小其滑移变形的物理力学和几何结构设计措施。研究结果表明,较大下滑力和较小抗滑力是大倾角坝基上混凝土面板堆石坝容易产生滑移变形的根本原因;坝基倾角越大,重力沿坡面分力越大,坝体滑移变形越大,坝坡安全系数越小(当坝基倾角大于15°时,坝坡安全系数小于规范要求的最小值1.5);增设压坡能够有效减小坝体滑移变形,显著提高坝坡抗滑稳定性,压坡平台高度越高、宽度越宽和黏聚力、内摩擦角越大,坝体滑移变形越小,坝坡安全系数越大,推荐压坡平台高度和宽度取1/2倍主坝最大坝高,压坡密实度(黏聚力和内摩擦角)与主坝堆石密实度相当。

HD水电站坝基扬压力分析及监控指标拟定

针对HD水电站坝基扬压力监测资料,采用定性和定量相结合的方法对扬压力进行深入分析,并根据置信区间法和典型小概率法拟定了监控指标。结果表明,各测点实测扬压力水位极值与年变幅相对稳定,扬压力水位均在设计范围内,帷幕防渗效果较好;坝基扬压力逐步回归统计模型精度较高,坝基扬压力受上游水位分量、下游水位分量和时效分量影响较大,受温度分量和降雨分量影响较小;典型小概率法拟定的监控指标略大于置信区间法和历史最大值。

病险老土石坝坝基可液化土标贯判别方法修正研究

“十四五”期间,我国近2万座病险水库需开展安全鉴定及除险加固工作,地震液化判别是其中的重要勘察内容,相关国家规范多推荐采用标准贯入试验(SPT)进行液化判别。但是这些规范方法对于已建成的病险老土石坝坝基可液化层判别并不完全适用,主要原因在于其只指出水库水位变化后需修正实测标贯击数,但是如何得到用于标贯击数修正的坝体地下水位并无相关说明。而病险水库运行水位一般低于正常蓄水位,坝体钻孔的地下水位埋深较大,故实测标贯击数偏大、临界标贯击数偏小,液化判别偏于危险。本文结合实际工程需要,提出了坝体钻孔地下水位快速修正方法,主要思想是先将孔内水位进行抬升(抬升最大幅值为正常蓄水位与当前蓄水位之差),然后结合孔口高程、坝高等对孔内水位进行适当折减。最后介绍了该修正方法在部分土石坝安全鉴定工程中的应用。所提出的方法是对现行规范中液化判别内容的补充,已在实际工程中得到较好运用,所积累的工程经验可为病险水库的安全鉴定及除险加固工作提供参考。

水库坝基岩体卸荷带成因分析及处理

岩体卸荷带是因自然地质作用和人工开挖导致岩体应力释放而形成的岩石松动破碎带。针对大姚桂花水库右岸坝基截水槽基础出现的岩体强卸荷带,通过成因分析和方案比选,最终采用固结灌浆的方式进行处理,避免了大规模开挖,节省了工程投资,确保了施工安全和工程顺利进行。处理后效果较好,卸荷岩体的完整性、基础承载性、抗渗性均有较大改善,基础承载力满足设计要求。同时也给其他地质条件相对较差的类似工程基础处理提供借鉴。

坝基固结灌浆施工技术研究

以某水库大坝为例,通过孔内循环式灌浆法完成水库大坝固结灌浆施工,在施工过程中控制灌浆段的长度在10m以内,逐级加压,从上至下进行连续固结灌浆作业。施工完毕后监测点所在坝基位置的透水率均小于3Lu,符合基岩固结灌浆标准,有效地规避了坝基岩体发生变形的风险,应用效果优势显著。

高拱坝坝基扬压力异常问题分析

渗流特性是反映水利工程运行性态的重要内容,某高拱坝在蓄水运行3年后,渗流特性表现出了一定的异常现象。本文基于该工程渗流渗压监测数据,通过环境量数据进行统计模型建模分析,定量分析和评价了水压、降雨、温度和时效等分量对坝基扬压力的影响,并以2019年为典型年,计算了效应量的各分量变幅占比,得出由于降雨影响,水通过微细裂隙入渗至坝基导致扬压力异常,同时本文的分析思路可为同类工程监测资料分析提供借鉴。

水利枢纽坝基防渗措施分析

基于北京市某中型水库渗漏现状,分析渗漏特点,对比分析3种防渗加固方案,从技术方法和方案设计两方面对高喷灌浆施工方案进行介绍,同时从工艺流程及钻孔、浆液配制、喷浆、孔口回灌等对高喷灌浆施工要点进行详细探讨。

基于振冲碎石桩现场试验的软土坝基处理工艺研究

振冲碎石桩是软弱土坝基重要的加固手段,在实际的工程实践中,振冲碎石桩加固手段对于软弱坝基的处理是否有效需要基于现场试验进行检测。针对非洲卢旺达Nyabarongo II HPP工程的坝基振冲碎石桩加固措施难题,在国内选址了地质条件相似的温州仙湖试验区进行振冲碎石桩的现场试验,验证了振冲碎石桩加固深厚软土层的有效性。采用孔压静力触探试验、十字剪切板试验、动力触探试验、载荷试验检测振冲碎石桩的加固效果和地基承载力。相关研究可丰富软弱土坝基的振冲碎石桩施工处理工艺,为后续类似工程加固实践提供参考。

黄金峡水利枢纽坝基与深层抗滑稳定性分析研究

混凝土重力坝抗滑稳定性分析计算成果对大坝选址、基础处理和工程质量措施有指导意义。本文针对黄金峡水利枢纽坝基存在断层、裂隙、边坡结合带不稳定块体等地质问题,对坝基面、深层、岸坡坝段全方位进行了抗滑稳定性分析,对计算结果不满足稳定性要求的坝段提出了针对性的工程处理措施。分析方法可为类似工程借鉴。

基于深层搅拌法的水泥搅拌桩在鲁皂水库重力坝坝基渗流中的应用

为了分析鲁皂水库重力坝坝基深层搅拌桩的防渗技术,针对复合地基的设计和沉降规律进行研究,并对坝基的渗流过程进行模拟和评价。结果表明,当深层搅拌桩的使用率为20%或25%时,复合地基的沉降量随着桩长比的增加而减小,置换率的增加使复合地基沉降量减小。当无深层搅拌桩或14m深层搅拌桩时,坝基断面的渗透流速分别为1.016×10^(-5)和8.002×10^(-6) m^(3)/s。研究表明,大坝的渗透系数对其渗透性有一定的影响;大坝的渗透系数越低,其渗透性就越低。

深厚覆盖层坝基防渗墙渗漏风险预测方法探析

基于现场勘察数据,建立深厚覆盖层坝基防渗墙模型,提出一种水库大坝深厚覆盖层坝基防渗墙的渗漏风险预测方法。该方法利用数值模拟技术,根据深厚覆盖层坝基防渗墙模型对防渗墙在不同工况下的渗流场进行模拟和分析;结合传感器网络监测数据,提取防渗墙关键部位的压力、水位和温度等实时参数;采用人工智能算法对模拟结果和监测数据进行处理和分析,预测防渗墙的渗漏风险。根据预测结果,获取相应的风险控制和应对措施,实现对渗漏风险的精准预测和实时监控,为水库大坝的安全运行提供有力保障。

水利水电坝基固结灌浆施工技术研究

在实践中,固结灌浆技术主要是通过钻孔直接把水泥材料打入到地层的裂缝中,当水泥浆液凝固后,能够有效地提高岩体的总体强度,而固结灌浆的工作重点在于岩体施工的总体性和抗变形能力的灌浆项目,在水利工程的建设中,利用固结灌浆技术,可以极大地增强坝体的强度和稳定性,所以在全国多个大型水利水电项目建设中都得到了大量的使用与关注,并且,固结灌浆技术是确保水库大坝工程的顺利稳定运作的关键保证。对此,文章把某一座水库大坝作为实例,采用孔内循环注浆的方法,将注浆断面控制在10米内,由上而下,逐层加压,实施连续固结注浆。工程完成后,监测点位于坝基处的渗透系数都低于3Lu,满足了基础固结注浆的要求,有效预防坝基岩体产生形变的隐患,在工程实践中具有明显的运用价值。

高海拔高寒地区坝基基础处理高效施工技术研究

高海拔高寒地区的水电站施工面临着多种挑战,如高海拔、复杂地形、气候条件恶劣等,导致高海拔高寒地区的水电站建设更是复杂和困难,施工风险高。因此,如何确保高海拔高寒地区水电站坝基基础处理的安全高效施工是一个呕待解决的重要问题。基于此,本文针对高海拔高寒地区坝基基础处理展开研究,旨在解决其施工中的难点和问题,提高施工效率和质量,降低施工成本。

水库坝基防渗技术与稳定性分析

在新建或扩建水库工程时,为确保水库质量满足要求,使其能够正常运行,坝基防渗的研究意义重大。以深圳市清林径水库坝基防渗工程为背景,针对目前面对的工程现状和工程地质条件,提出了坝基防渗设计方案和施工质量控制要点,采用的帷幕灌浆结合混凝土墙在水库坝基防渗应用效果好,确保新建水库防渗性能满足生产生活的需要,增加深圳市储备应急库容,提高深圳市供水安全保障的需要。

单孔声波测试法在翁源县上庙水库坝基检测中的应用研究

水利工程大坝基础岩性质量检测结果深刻影响着大坝的质量与安全。为探究翁源县上庙水库大坝基础裂缝发育情况与岩体完整性,详细介绍了单孔声波测试法的计算原理、操作流程、适用范围,分析了运用该方法对工程岩体完整性检测中可能出现的难点以及对应解决措施,并对6个钻孔进行检测分析。结果表明:6个钻孔中ZK-108的岩体破碎,ZK-360与ZK-366的岩体较破碎,ZK-399的岩体完整性较差。说明该水库大坝的基岩承载力较弱,需要采取局部帷幕灌浆的方式进行加固处理,为其他工程的岩体检测提供了方法与经验参考。