中国水库大坝土工膜防渗技术进展

中国自1980s建设土工膜防渗的大坝水库以来,历经30多年的实践,建成一批具有代表性的工程;国内对PE、PVC材质防渗土工膜的主要物理力学特性已经掌握,对防渗膜的结构运行特性研究已取得初步成果,基于基础力学的设计方法得到普遍应用,防渗膜结构数值模拟分析水平已有较大提高,防渗土工膜结构施工工艺趋于成熟,最近实施的相关设计规范对膜防渗大坝高度的限定基本解除。

高面膜堆石坝周边的夹具效应机制与消除设计方法——高面膜堆石坝关键技术(二)

针对在一定水深下,面膜周边锚固处将形成"面膜夹具"进而产生影响面膜安全的夹具效应这一高面膜堆石坝研究和设计中首先需面对的关键技术问题,在材料试验和工程结构分析的基础上分析了形成夹具效应的机制,提出了产生夹具效应的必要条件和充分条件;模拟工程实际设计了面膜堆石坝周边锚固处夹具效应的室内结构模型试验,初步试验验证了按常规设计的传统膜铺设方式难以避免夹具效应的产生;在充分考虑实际施工工艺的基础上,以夹具效应产生的充分条件为切入点提出了消除夹具效应的设计思路为:在保证面膜免受损伤条件下增大"面膜夹具"间的初始标距,在坝体位移过程中设法使"面膜夹具"间面膜的有效几何变形取代材料变形;设计方法是将铺膜线平面设置高于锚固线平面,坝面位移后使铺膜线回到锚固线附近。

高面膜堆石坝发展的需求与关键技术——高面膜堆石坝关键技术(一)

面膜堆石坝是指上游坝面用土工膜防渗的堆石坝。综述了面膜堆石坝半个世纪以来的发展状况,分析了该坝型的特点及该坝型技术在我国的使用现状与需求:面膜防渗结构具有渗透性低微、差异变形适应性强、施工简捷、工期短、造价低等特点;由于国外专利保护等原因,面膜堆石坝技术未能如面板堆石坝和碾压混凝土坝那样广泛交流与推广,自国外第一座面膜堆石坝建成以来,国内尚未建成一座高面膜堆石坝,而我国水电清洁能源的需求、许多深覆盖层坝址与黏土防渗体取土受到环境生态制约的状况,需要高面膜堆石坝发挥其作用,相应的设计分析技术需要较系统深入的研究梳理和集成。概述了该坝型关键技术研究的初步成果,包括高面膜堆石坝的周边夹具效应与设计方法、面膜双向拉伸分析方法、数值精细模拟方法、非散粒体面膜垫层技术、膜顶胀损缺性状量化分析方法。

西霞院反调节水库土石坝膜防渗工艺

黄河西霞院反调节水库土石坝采用土工膜前置防渗,通过设置土工膜并根据接触作用的三维数值计算得出膜周边锚固部位的相对位移,设计该部位膜吸收位移的铺设方式。在环境温度ti为2~33℃范围内每间隔5℃设置3个焊接温度tw,通过对应焊接试样的拉伸、剥离试验,获得ti^tw关系曲线,以指导施工焊接;通过焊接试样附着水分、尘埃、纤维的焊接试验,证明复杂环境下保持焊接部位清洁对保证焊接质量的重要性;通过锚固试件的渗透试验,证明锚固工艺的可靠性;通过对复合土工膜复合工艺的改造,满足坝轴线弯曲段复合膜的拼接、铺设平顺。经蓄水一年后现场检查,膜拼接、锚固部位运行可靠。

长江三峡二期围堰土工膜防渗结构前期研究

长江三峡二期围堰采用混凝土防渗墙连接土工膜的防渗结构型式．本文介绍了土工膜的选型．室内力学性能测试结果，土工膜现场拼接工艺以及根据工程实际进行的结构分析．结果表明，两布夹一膜型的复合土工膜用于三峡二期围堰工程，能满足工程要求．

河口筑堤土料的工程现场试验

介绍将蓄淡避咸水库建造在长江口江滩上,为利用库区弃土建造水库堤坝,在库区现场开展弃土土料筑坝的工艺试验(包括充填土工管袋、吹填土体、晾晒干填碾压等工艺).试验结果表明,细粒含量高的土体的充填和吹填工艺不能满足潮汐施工要求与正常工期要求,粉细砂可满足管袋充填的潮汐施工的安全要求,弃土可采用翻晒干填碾压工艺满足坝体质量与工期要求.

较高土石坝膜防渗结构设计方法探讨

根据不同防渗体位置的土石坝受荷位移规律与土工膜受力变形特点,分析了坝内土工膜的变形机理,并以四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝为例,提出了土工膜与土心墙联合防渗的思路及设计原则.分析表明:坝内绝大部分区域的土工膜能够承受坝体位移引起的变形,但在刚性锚固部位,由于“夹具效应”,土工膜可能会产生局部过大变形而发生破坏;对于高水头土石坝,土工膜尤其适用于存在缺陷的黏性土料心墙的联合防渗;四川瀑布沟186 m的心墙堆石坝,如果采用土工膜与土心墙联合防渗设计方案,则不仅可以提高防渗安全的可靠性,而且与原设计方案相比,技术上更先进,经济上更合理.

淮河矸石堤坡环保植被实验工程

介绍淮南矿区淮河煤矸石堤坡三维土工网垫环保植被实验工程的设计要点及施工工艺、绿色植被种类的选择及其管理.在矸石堤坡上铺设三维垫,可防止薄层土与草种流失;采用先锋型与主力型草种混播,有利于成坪固坡;有效的管理措施可使植被多年常绿.实践证明,实验工程的环保效果明显,达到了保护生态环境的目的.

长江口复杂软土地基上堤坝的设计——太仓市第二水厂蓄淡避咸水库围堤设计

位于长江口的太仓市第二水厂蓄淡避咸水库围堤建造在埋有运行取水钢管的软土地基上,地基承载能力只有60kPa,而围堤高约10m,取水钢管难以承受1 1m的沉降量.经分析,采用塑料排水带与加筋软体排加固软土地基,用围压灌浆防止钢管沉降;并利用桩长逐渐减小的高压旋喷桩复合地基减小由于围压灌浆引起的坝侧高沉降梯度,防止坝体裂缝破坏.同时,水库大坝建设综合采用多种土工合成材料的新技术.

LDPE土工膜液胀极限荷载的工程仿真实验

现有土工膜液胀安全的设计方法一般均以土工膜的单向拉伸强度为依据,通过理论简化、经验或半经验公式进行复核计算.鉴此有必要通过作各种工况(包括各种孔径和各种厚度等)下的PE膜液胀试验进行实验室的液胀极限荷载工程仿真,分析归纳出液胀极限荷载与PE膜厚度、支持层孔径之间的关系,供工程设计的复核计算所用,以尽量减免重复繁杂的液胀试验.

围垦堤防施工技术研究

在大量工程实地调查、文献资料分析的基础上,运用现场试验、室内试验和理论计算分析相结合的方法,对围垦堤防施工技术进行研究:①复杂波浪水流环境下围垦堤防管袋裸坝施工程序优化;②围垦堤防管袋裸坝快速施工技术,包括充填沙土管袋脱水固结技术;③波浪作用下围垦堤防扁平管袋裸坝施工期水动力稳定性;④复杂条件下围垦堤防管袋裸坝信息化施工技术;⑤围垦堤坝龙口合龙的各项水力要素及安全措施。研究将提出一整套围垦堤防高效快速施工技术,为沿海地区围垦工程建设提供科学依据和基础。

基于三维拉格朗日法的大堤应力及裂缝分析

基于三维快速拉格朗日法,对南四湖大堤采动冒落的5个工作面进行位移场与应力场的计算,并分析可能产生裂缝的区域,计算结果与现场观测较为接近.据此,对尚待开采冒落的2个工作面进行预测计算,为大堤的持续与永久加固提供依据.

我国水库大坝土工膜防渗工程进展

为促进我国水库大坝土工膜防渗工程的健康、快速发展,对其发展历程进行回顾、梳理。总结了将土工膜用于水库大坝防渗的优点,即防渗性能高、适应变形性强、施工方便、质量易于控制、工程整体造价低。指出尽管已建成的大中型土工膜防渗工程运行正常,但土工膜仅在我国中小型工程中应用广泛。通过对比国内外水库大坝土工膜防渗工程的发展现状,分析了国内外发展差距较大的原因,即缺乏国际交流的外部环境,缺乏自主研发的内部动力,以及缺乏规范的适时认可。认为随着建设经验和技术储备的积累,科技成果传播的畅通迅速,从业人员对该项技术的认识深入,我国水库大坝土工膜防渗工程具有较大的经济、社会效益潜在优势。

我国管袋坝工程技术进展

通过回顾20世纪80年代以来我国具有代表性的管袋坝工程,分析了管袋坝工程设计、工艺装备、技术措施等方面的进展,梳理了伴随工程建设的应用性基础研究成果,展示了我国管袋坝工程取得的技术进步。借鉴国外高强度椭圆形管袋形式,我国工程界因陋就简地走出了以普通强度扁平管袋填筑管袋坝的中国之路,管袋坝在河口蓄淡水库、深水航道整治、沿海港口码头、沿海机场、海堤及防波堤、滩涂围垦等重要基础设施建设中已成为重大或重要工程的组成部分。筑坝区域从潮间露滩处到深水潮流复杂区域;施工操作从以人工为主到以装备为主,直至当前多装备完成深水区域复杂的水下控制施工;管袋坝匡围区域从小到大,以至能实现超大龙口的顺利合龙。

土工膜施工工艺及其经验教训

结合湖北王甫洲、云南以礼河水电站等工程,总结了常用的PE膜和PVC膜的焊接、粘结、槽中拼接、周边锚着、顶部连接及铺设工艺.认为:土工膜的拼接应尽量避免拾遗补缺,尤其是焊接工艺,应尽量减少漏焊、虚焊及一条焊缝有多次停顿;土工膜在槽中搭接时,两幅膜应尽量贴紧;对于水头高、膜较厚,或可能发生较大位移的情况,膜与基岩或混凝土连接时,应尽可能采用螺栓连接,并留有变形余幅;必须高度重视土工膜施工质量标准;施工人员必须能够根据施工条件处置各种复杂情况.

受采动影响的淮堤安全论证和技术措施

淮河及大堤的优质煤层，经过多年开采，使堤身累计下沉５～９ｍ。本文介绍综合采用静动力有限元分析、离心模型试验、振动台试验、电模拟试验、现场调查及现场试验等方法对受采动影响的淮堤进行安全分析论证，得出淮堤基本安全的结论；并采取了复合土工膜防渗、振冲加固堤基等措施。经多年运行证明，结论是可信的，措施是有效的。

软硬岩相间地基上面板坝二、三维计算比较

软硬岩相间地基上面板坝二、三维计算比较束一鸣朱晟（河海大学水利水电工程学院南京２１００９８）目前，混凝土面板堆石坝的堆石体的位移、面板的挠度、应力以及面板竖缝之间、周边缝的位移的分析，多采用三维有限元计算方法，亦有的在初步估算时采用二维有限元计算方...

堆石坝变形监控的统计、混合模型与反演分析

为探讨面板坝的运行性态，采用回归分析与反演分析方法，对“七五”期间试验坝堆石体施工中及竣工后的实测位移资料进行分析，建立了统计模型与混合模型．研究结果表明，堆石坝的实测位移数据可以按自变量因子进行分离；施工期堆石体的蠕变不能忽略，其占相当比例；堆石材料本构关系中的参数的试验值与实测反演值有一定差别；对蓄水后的实测资料进行分析，建立预报方程。

针刺织物用于粉土反滤的实践

织物用于粉土反滤易发生淤堵 ,论文阐述了针刺织物成功应用于粉土堤防反滤的经验。按反滤准则及防堵性准则选择织物的规格 ,并采用梯度比方法进行不同水力坡降下的淤堵试验 ,试验结果均未发生淤堵。经长达 10年的现场应用后取样测试 ,与试验结果对照也未发生淤堵。实践表明 ,只要织物选用合适 。

防渗土工膜工程特性的探讨

根据土石坝防渗土工膜受力变形的理论分析成果,结合组合式土工膜在不同粘着牢度及人工加速老化等不同情况下的拉伸试验结果,深入探讨了组合式土工膜的一些工程特性,提出极限伸长率对于膜本身的安全比拉伸强度更为重要的概念以及组合膜获取最大极限伸长率的方法,并得出了一些具有工程实用价值的结论.