可拆换过滤器在排水管井中的应用

排水管井作为一种渗流控制措施,在水利工程中应用广泛。但管井容易发生淤堵,为延长其使用寿命,根据已有淤堵机理研究成果,提出一种新型可拆换过滤器应用于排水管井。其工作原理是通过在传统排水管井壁内设置一个可拆换的多孔泡沫塑料过滤器,使部分物理淤堵物和大多数化学及生物淤堵物沉积于多孔泡沫塑料过滤器内。当过滤器在受到淤堵后通过对其进行更换或清洗,可恢复管井的排水能力。在水利工程坝基排水孔、堤防工程减压井以及航道岸坡水平排水孔等方面的应用成果表明可拆换式过滤器可以大幅延缓排水管井的使用寿命,改善其排水效果,使用前景十分广阔。

混凝土浇筑施工对穿黄隧洞衬砌垫层渗透性影响试验研究

在南水北调穿黄隧洞衬砌混凝土浇筑施工中有可能对衬砌垫层渗透性造成影响的因素主要有压力、混凝土塌落度、浇筑时间、振捣方式等。通过模型模拟试验方法,对衬砌施工工况下上述各因素的影响进行研究。结果表明,法向压力可使垫层土工织物渗透性降低并趋近于某一特定值;混凝土塌落度、浇筑时间对渗透性有一定影响,但不同塌落度、浇筑时间影响差别不明显,而不同振捣方式可使土工织物渗透性降低1～2个数量级。为克服以上因素的影响,推荐三维结构的排水土工网作为穿黄隧洞衬砌垫层材料。

深厚透水性地层中大型深基坑降水方案设计探讨

结合南水北调中线工程中深厚透水性地层中深基坑的降水方案设计范例,对纯井点降水、截水法以及帷幕+排水法等深基坑降水方法的特点进行了分析。认为:①这3种方法均能达到有效降低基坑地下水位的目的,在方案比选时,要对不同方案的技术经济进行比较,选择经济合理、技术可靠的方案,既降低地下水位,又保证基坑边坡及环境安全;②方案设计时,应进行现场抽降水试验以获得准确的水文地质参数;③在工程施工中必须做好监测工作,发现问题及时采取补救措施,以保证工程安全。

南水北调工程穿黄隧洞衬砌垫层淤堵试验

对南水北调工程穿黄隧洞衬砌施工期及运行期有可能对衬砌垫层渗透性造成影响的几个因素如压力、混凝土浇筑、混凝土析出物、气泡含量等进行试验研究。认为水中过高的气泡含量是造成土工织物淤堵的主要因素。提出了可减少衬砌垫层淤堵的复合土工材料的结构形式。该种新型的复合土工膜已在南水北调工程穿黄隧洞现场试验模型中得到成功运用和验证。

葛洲坝基础排水孔过滤体运行状况研究

葛洲坝基础排水孔过滤体运行25年来进行了多次检测以监控其运行状况。在历次工作基础上,对过滤体工作状态进行了分析,评价了排水孔的有效性。研究结果表明:组装式过滤体在运行25年后仍能满足工程要求并可以继续使用。

某面板堆石坝垫层料和过渡料渗透变形及反滤试验研究

某在建面板堆石坝拟将现场开挖获得的砂砾石料筛除300 mm以上粒径组后作为上坝过渡料,筛除100 mm以上粒径组后作为上坝垫层料。此法获得的垫层料小于5 mm颗粒含量低于设计要求,垫层料与过渡料的级配包络线范围较窄且两者相差不大。由此造成垫层料与过渡料渗透性范围交叉覆盖,存在排水不畅,水力过渡不好组合的可能性。针对以上情况,对天然开挖筛分后垫层料掺入5 mm以下粒径组颗粒,以提高上坝垫层料小于5 mm颗粒含量,使其级配满足设计要求并提高其内部稳定性。掺配后的垫层料在反滤料的保护下,可以承受远超过渗流场计算得到的最大比降。本研究成果及现场工程实践表明,对垫层料掺配一定比例的细料,是类似条件工程中改善垫层区与过渡区水力过渡,提高反滤作用效果的有效途径。

真空预压在水下填筑路堤应用及效果分析

顺德市桂畔海引道工程 ,其地质条件极差。为满足路基填筑的承载力及变形要求 ,对地基进行了真空预压 ,现场的测试资料表明 ,真空预压后 ,地基的强度有明显增强 ,剩余沉降得到了较好的控制 ,完全满足工程要求。叙述了采用真空预压法在水下施工的技术难点 ,分析了预压后地基的固结度及抗剪强度 。

跨渠建筑物桩基接触缝渗漏特性数值分析与试验验证

通过简化南水北调中线一期工程总干渠跨渠建筑物桩基接触缝渗漏特性为非完整注水井,开展了室内大型垂直渗透物理模型试验和GEO-SEEP/W饱和非饱和渗流数值模型计算。由数值模型计算结果指导确定物理模型尺寸,然后再由实测结果来验证数值计算结果,通过对比分析得出数值计算结果是可信的,可以用于桩基与渠坡非协调变形引起渗漏的分析。

跨渠建筑物桩基接触缝渗漏规律研究

为研究桩基非协调变型导致的接触缝渗漏问题,将南水北调中线一期工程中跨渠建筑物桩基与渠坡非协调变形的渗流特性简化为非完整注水井,并考虑桩周裂隙的影响,利用SEEP/W软件轴对称模型进行桩土接触部位的饱和非饱和渗流计算,得到渗流量与渗流影响范围,并将计算结果同解析解进行对比分析,认为数值模型的计算结果是合理的。计算结果表明,渗漏量随着桩基深度加大呈现线性增加;桩周土体中裂隙的存在,对中等、弱透水渠段而言,使渗漏量增加10%,桩周10倍桩径范围内渗流场受到较明显影响。

南京扬-巴区外道路软基处理及防护设计

介绍了扬-巴区外道路部分路段的设计,针对高填方路堤软土层厚度大且分布不均匀,易造成施工期路基失稳及沉降过大或不均匀沉降,高陡土质边坡易遭受雨水侵蚀破坏等工程问题,设计采用了砂垫层、塑料排水板、粉喷桩、换填土、垫隔土工布等综合措施进行软基处理并结合相应的道路排水、边坡防护措施,使该道路在施工期及运行期均未发生路堤失稳及工后沉降过大、边坡冲刷等不良现象。

水布垭面板堆石坝垫层料渗透与渗透变形特性试验研究

水布垭水电站混凝土面板堆石坝高达233m,垫层料的良好性能对于大坝的变形和渗流控制极为重要。文中介绍了基于混凝土面板堆石坝工程建设经验以及水布垭水电站可行性研究阶段试验成果确定的垫层功能要求和垫层料具体设计要求,垫层料的渗透性和渗透变形特性在设计要求中占有重要的位置,详细介绍了施工设计阶段针对垫层料进一步开展的系列渗透变形试验。水平试验取得的渗透系数、临界比降、破坏比降均有大于垂直试验值的趋势,水平试验模型更接近垫层实际填筑情况及其中的水流流态,所以水平试验成果更反映垫层的工程特性;随着垫层料级配和密度的变化,其渗透系数变化范围较大,总体上满足10-4～10-2cm/s渗透系数的要求。但是,粗级配和低密度试样的渗透系数超越设计要求的上限值;临界比降和破坏比降随着垫层料级配和密度的变化没有呈现明显的规律变化,试样内部结构欠稳定。研究成果进一步说明,垫层料级配和填筑密度控制非常重要,垫层的渗透稳定性有赖于过渡区提供有效的反滤保护作用。

水布垭面板堆石坝过渡料设计及其渗透变形特性研究

对于水布垭水电站这样的超高混凝土面板堆石坝,过渡料的渗透稳定和渗流控制作用非常重要。回顾了水布垭大坝过渡料设计要求的研究确定过程;介绍了采用专门研制的大型仪器和供水供压系统,首次针对全级配过渡料开展的渗透变形试验工作。对比试验成果、设计要求及预测的大坝运行状况,认为:过渡区渗透性下限在设计要求之内,上限超过设计上限一个量级,排水性好于设计要求;在面板完好的正常运行条件下,过渡区的渗透稳定性可以满足要求;在面板失效且水库仍然维持设计水位的极端条件下,过渡区的细料会流失,内部结构失去稳定,但是在主堆石区的支撑下骨架仍将稳定。

混凝土面板堆石坝中过渡区的渗流控制作用研究

在面板完好的条件下,面板堆石坝坝体的渗透稳定性很容易满足要求;在面板止水破损和面板失效的不利条件下,过渡区的渗流控制作用对于大坝的渗透稳定性具有关键意义。结合水布垭大坝实例,通过层间系数的分析,认为必须通过试验研究过渡料对垫层料的反滤保护作用。通过反滤试验研究了水布垭全级配过渡料对垫层料的反滤效果和渗透变形规律,结合已发表的研究成果进行综合分析,探讨了过渡区的渗流控制作用机制:过渡料与主堆石区一起,可对坝体起到很好的排水作用;在面板止水破损和面板失效的不利条件下,垫层料内部可能会发生颗粒迁移和内部结构调整,但在过渡料的反滤保护作用下可维持渗透稳定;初次遇到这种工况时,过渡区自身会有少量细粒流失,但其骨架将维持稳定,借助于主堆石区的支撑作用,过渡区将继续发挥其反滤和排水的双重作用。

岸坡水平排水孔的渗流场数值模拟

地下水作用是岸坡稳定性的重要影响因素,在航道岸坡整治工程中,岸坡排水设施必不可少。水平排水孔可以有效排出岸坡土体内部地下水,降低地下水水位。通过三维非稳定渗流数值模拟,分析了岸坡水平排水孔的排水效果。首先,对排水孔室内模型试验进行了数值模拟,结果表明数值模拟结果与试验结果较为一致,坡体中地下水向水平排水孔汇集并排出坡体;之后,对典型岸坡渗流场进行了数值模拟,其结果表明,水平排水孔的排水效果较为明显,可以加深对于渗流场的控制范围,孔深越大,排水效果越好。研究成果可为水平排水孔在航道整治工程的应用提供参考。

大坝心墙料分散性及处理措施试验研究

分散性黏土是一种特殊土,具有易被水冲蚀的特性。随着国内外土石坝发展迅速,心墙土的选择范围也不断扩大,能否选用分散性黏土作为心墙填料以及分散性黏土在反滤层保护下防渗效果如何,是工程设计中十分关心的问题。针对某水利枢纽2个料场的心墙料取样开展了与分散性有关的试验研究,通过针孔、碎块、孔隙水溶液及双比重计4种室内试验鉴定方法对心墙料的分散性进行判定。对分散性心墙料掺加不同比例的水泥或生石灰进行了改性,并对改性前后的心墙料渗透特性和反滤保护措施效果进行对比研究。试验成果表明：料场的部分心墙料具有分散性;2个料场的土料在水泥掺量3%或者生石灰掺量3%-5%的情况下,基本可以消除土料的分散性;经过掺水泥或石灰等方式改性的心墙料比未掺改性材料的心墙料能承受的水力比降更高;在合适的反滤料保护下,分散性黏土能承受较高的水力比降,在裂缝等不利情况下有良好的自愈能力。

渠道深基坑降水试验及工程应用

以引江济汉渠道工程进口段泵站深基坑为例,通过一系列的降水试验,结合初步设计阶段的试验成果,综合分析了基坑含水层渗透系数。降水试验成果分析中既采用了抽水试验规程推荐的计算公式,也采用数学模型对降水试验进行模拟,最终提出了不同含水层渗透系数,为后期基坑降水方案研究提供基础资料,设计单位依据降水试验结果对基坑降水方案作出了重大设计变更。

向家坝电站坝基排水孔组合式过滤体试验研究

为研究向家坝坝基排水孔组合式过滤体结构形式及主要材料性能指标,向家坝电站拟采用组合式过滤体对通过坝基地质缺陷层的排水孔进行反滤保护。根据地质缺陷层的渗透变形试验以及过滤体的主要材料如土工织物、泡沫塑料等的室内试验成果,并结合工程经验,研究确定了组合式过滤体的结构形式及主要材料性能指标。组合式过滤体的反滤试验及长期淤堵试验成果表明,组合式过滤体可以对坝基地质缺陷层进行有效的反滤保护,并在长期运行期间具有较好的抗淤堵能力。

碎石桩处理深厚层软土地基效果分析

在大面积深厚层软土地基上 ,修建低层 (四层以下 )楼房 ,为了满足地基承载力及沉降的要求 ,采用了碎石桩处理 ,形成复合地基。通过载荷试验及沉降观测等成果分析 ,处理后的地基能够满足工程要求。

堤防土体渗透参数的概率分布研究

确定渗透参数的概率分布是堤防渗透稳定可靠性分析的基础。阐述了土体渗透系数和临界水力比降的概率分布研究概况。通过分布参数的极大似然估计和A-D法分布拟合检验,分析了堤防粉质粘土和粉质壤土的渗透系数概率分布;基于太沙基公式,将土粒相对密度和孔隙比作为随机变量,推导了临界水力比降的概率密度函数。分析表明,渗透系数的概率分布符合对数正态分布,临界比降的概率分布为近似正态分布。

涵闸及渠道引水灭螺工程措施研究

血吸虫病是一种寄生虫病,钉螺的迁移和扩散,是造成血吸虫病蔓延、传播的主要途径。分析了钉螺的几何特征和生态特性,研究钉螺输移扩散特点和水动力特性,分析传统沉螺池和进口中层取水工程灭螺措施的优缺点,提出了新的沉螺池中层取水结构型式,针对钉螺借助于水流的3种扩散方式分别采取相应工程措施。通过4级拦漂措施,截断幼螺自身悬漂和成螺附着于漂浮物的水面输送扩散途径,通过3级消能降低流速使水中悬移方式扩散的钉螺自然下沉至沉螺池内,设置3道水中拦螺底槛拦截水底推移的钉螺。