贵州裸露型岩溶地下河系统污染防治技术——以遵义坪桥地下河系统污染防治工程为例

裸露型岩溶区岩溶强发育、水文地质条件复杂,受污染的地下河系统通道隐蔽性强、污染防治难度大。本文以坪桥地下河系统污染防治工程为例,在近污染源的主径流通道实施“地下水防渗帷幕+污水抽排”工程措施实现近源截排。施工面临岩溶破碎地层易掉块卡埋钻、钻效低及岩溶强发育段浆液扩散距离远等难题。通过配备适宜的钻进工艺,采取纯压式灌浆、水泥砂浆灌填溶洞、低压限量及速凝浆液灌注等灌浆控制措施,保证了工程进度质量,实现了源头治理污染地下水的目的。“近源截排”对类似水文地质条件下地下水污染防治提供可借鉴的地学治理模式。

帷幕注浆封堵寒武系灰岩导水通道效果定量判识

注浆堵水是煤矿水害防治常用的技术手段之一,而注浆效果定量判识是注浆工程中的关键环节。以平顶山煤田七矿寒武灰岩导水通道帷幕注浆封堵工程为研究对象,遴选注浆量、单位时间注浆量、延米注浆量、终孔压力、终孔层位及岩石力学强度变化为帷幕注浆堵水效果评价的指标体系。采用层次分析法、熵权法、组合赋权法确定指标因子的主观、客观及综合权重,应用模糊可变集模型定量判识了帷幕注浆堵水效果并进行了排序。研究表明,通道治理效果的综合排名为:6号通道最佳,依次是3号、2号、1号、5号和4号通道,所有钻孔和通道的注浆效果均达到合格或以上,总体表现良好。导水通道注浆封堵后,由于七矿与五矿之间水力联系较为紧密,导致两矿的水文情况显著变化。七矿动水补给量和五矿排水量在枯水期合计减少435.74 m^(3)/h,在丰水期合计降低809.98 m^(3)/h,帷幕注浆堵水效果显著。

大型公共建筑异形幕墙屋面雨水收集排放的各专业综合技术策略——以嘉兴南湖未来广场工程施工图设计为例

针对大型公共建筑在设计上呈现出建筑异形造型复杂、建筑功能复合的特点,非线性的建筑造型使得屋面雨水的流动规律及雨水收集区域的划分难以确定的问题,论文通过分析屋面雨水流动情况和路径等进行多方案比选,并进行屋面幕墙构造及水管在室内的装修设计等多专业综合考虑后确定具体排水方案。结合嘉兴未来广场项目的施工图设计实践,试图归纳总结异形建筑屋面雨水排水的综合技术策略。

土建工程建设中深基坑降排水设计方案的对比研究

在深基坑降排水设计方案中,为获得较好的降水效果,在常见基坑降水方案的基础上,结合实际工程,对大口径井点降水和封闭降水的应用效果进行分析,对比两种方法的应用效果,以及相关施工要求。对比后发现,封闭降水法结合支护体系可以较好地为沟槽开挖施工提供“无水”环境,获得较好的降水效果,且周围地表没有发生沉降变形的情况,基坑主体施工质量和现状建筑物质量均得到满足。

基于数值模拟的密云水库第一溢洪道改建方案渗控优化研究

密云水库水位持续提升,第一溢洪道地质条件复杂,管理部门拟启动第一溢洪道改建工作,其中渗控方案由一道帷幕灌浆和两道排水构成。本文拟分析不同渗控方案对第一溢洪道的结构安全影响及渗漏水量损失,对第一溢洪道进行整体三维数值模拟,分别开展汛限水位、设计洪水位、校核洪水位与两种不同帷幕灌浆渗透率和四种排水情况的交叉试验,根据结果数据和切片云图,分析溢洪道总渗漏量、渗流场、扬压力场的变化趋势,以及帷幕灌浆和排水系统的敏感性。结果表明:原设计渗透方案效果较为明显,但帷幕灌浆渗透率敏感度较低,可考虑由3LU放宽为5LU,第2道排水系统敏感度较高,建议布置水平排水管段实现纵横向联通并加强该部位水位监测。研究成果可为密云水库第一溢洪道改建工作的渗控方案下一步细化设计和监测方案提供优化建议,也可为今后类似溢洪道工程的渗控方案设计和工程运行管理提供参考。

隧道穿越富水断层破碎带帷幕注浆形式研究

为解决隧道穿越富水断层破碎带时围岩失稳、突涌水难题,依托黑白面将军山隧道穿越F2断层工程施工,通过数值模拟,研究了无注浆、超前半断面帷幕注浆、超前全断面帷幕注浆等3种注浆形式对隧道围岩变形和支护结构受力的影响规律。研究结果表明:1)相比于无注浆,超前全断面帷幕注浆能减少38.7%的拱顶沉降和41.3%的拱底隆起,拱顶最大拉应力和最大压应力分别减小了65.1%、50.9%,衬砌背后水压力分布较为均匀,最大水压力为1.94 MPa;2)超前半断面帷幕注浆能减少23.9%的拱顶沉降和13.8%的拱底隆起,也能减小最大拉应力和最大压应力,但拱脚处拉应力增大到10.34 MPa时,下半断面水压力较大,最大水压力为2.20 MPa;3)超前半断面帷幕注浆形式在开挖断面上方围岩稳定性较差、下方围岩稳定性较好的情况下,也可以采用。

小型水库除险加固技术及其应用

以三亚市山塘除险加固工程为研究对象,采用有限元分析方法建立计算模型,分析坝体加固前后的渗流特性。分析结果表明,加固前后坝体的渗流出逸坡降、出逸流速均速具有显著的降低;随着防渗墙体深度的增加,坝体渗流量呈线性减小,且以20.0 m深度为分界,表现出不同的下降速率;随着防渗墙体深度的增加,防渗墙底部渗流坡降呈现陡降,大于5 m后则趋于稳定。

元宝山露天煤矿疏排水现状与帷幕截水实施效果

为有效保护地下水资源,减少矿坑疏排水量,元宝山露天煤矿打破传统的疏排降水治理思路,提出采用防渗膜垂向隐蔽铺设与抗渗混凝土浇筑充填的帷幕截水技术进行治理,优先在矿坑东南侧+452 m平盘建造了一座平面长度近3600 m、有效厚度大于0.8 m、墙体深度超过40 m的落底式截水帷幕。经帷幕墙实体开挖、钻孔取芯、声波透射、水位分析和水量对比等多种效果检验方法验证,帷幕墙截水效果显著,完全解决了矿坑东南侧第四系地下水入渗问题,保护了周边地下水资源,同时解决了元宝山露天煤矿生态环保和经济安全等方面的难题。

某抽水蓄能电站渐变段钢衬鼓包处理措施

抽水蓄能电站以高水头小流量发电,机组尾水支管钢衬渐变段所承受压力为最薄弱位置,若发生隧洞内水外渗,导致外部压力超过设计值,容易造成尾水支管渐变段钢衬发生鼓包、扭曲、破坏。通过浅析某抽水蓄能电站4^(#)机组尾水事故闸门上游侧尾水支管渐变段钢衬鼓包产生机理,对钢衬鼓包进行受力、变形分析,在不同工况产生的变形、最大变形处,对钢衬鼓包提出具体的处理方案和可行性处理措施,详述了处理方案和措施的具体实施过程,从而使某抽水蓄能电站钢衬恢复原设计体型和保障电站安全稳定运行。

火山盆地强含水层下保水采煤可行性探讨——以锡林郭勒盟农乃庙井田为例

针对农乃庙井田过半数煤炭资源受顶板弱胶结强含水层突水溃砂灾害威胁、煤炭开发会破坏矿区水资源环境进而影响草原生态环境等问题,从开采技术条件入手,分析了井田构造特征、含水层与煤层赋存特征、水化学特征、岩石物理力学特征、生态环境特征等,提出了“帷幕截流—主动抽排水—水资源转储—煤炭开采”煤炭开发模式。聚煤盆地基底为阻水边界、盆地边缘基底埋藏浅、第四系底部存在稳定的隔水层等客观条件,使得构筑圏闭型落底式帷幕具有技术可行、经济合理性;闭环的阻水帷幕将平面无限延展的新近系含水层分划为帷幕内和帷幕外2部分,帷幕内含水层失去补给水源成为独立的水文地质单元,为疏干开采创造了条件,同时可避免弱胶结砂砾岩含水层水—砂混合突涌地质灾害;相较于井下疏排水,地面水源井主动抽排水对水质污染小,第四系含水层水和下部基岩水均为Ⅱ类水源,水化学性质相似度高,为转移新近系水源储存空间提供了水化学基础;第四系砂砾层具有厚度较大、渗透性好、储水能力强、开放性渗流边界等条件,为转移新近系水提供了储水空间条件;基岩水补给浅埋的第四系松散层水源,可以更好地涵养草场生态环境,一定程度上缓解当地干旱少雨的矛盾,创造出煤炭资源充分开发、水资源充分保护、矿井安全得到充分保障的环境友好型开发模式。

渗流场求解的改进排水子结构法

针对排水孔孔径小、数目多及渗流自由面位置未知的特点，把能准确模拟排水孔实际渗流行为的改进排水子结构技术与固定网格求解有自由面渗流问题的结点虚流量法相结合，解决了排水孔穿过自由面时渗流场的求解问题。作为推广应用，列举了几种典型的排水子结构模式。

乌东德水电站坝基及右岸地下厂房区渗控措施研究

渗流控制措施是乌东德水电站大坝坝基及地下厂房设计的重要内容。针对乌东德水电站工程区复杂的地质条件和渗控措施,建立坝基及右岸地下厂房区三维模型,采用三维有限元渗流场精细求解技术对渗流场进行计算。成果分析表明,防渗帷幕和排水孔幕组成的渗流控制体系对山体地下水位具有控制作用,厂房侧墙位于地下水面以上;灰岩和厚层白云岩顺层面方向渗透性更强时,渗控措施的防渗排水效果更明显,但排水量显著增大。

李家峡大坝6号坝段坝基扬压力异常成因综合分析

针对李家峡大坝6号坝段坝基扬压力产生异常的现象,建立了该坝及坝基的三维渗流有限元模型。详细介绍了模型中防渗帷幕及坝基、坝体排水孔模拟的方法,并且利用人工神经网络反演了岩体的渗透系数张量,对坝基进行了渗流有限元分析,分析不同防渗、排水以及基岩地质条件下的坝基渗流场,评估了各种因素对坝基渗流场的影响,结合坝基钻孔取芯、水质分析等试验成果,分析了扬压力异常的物理成因。研究结果表明,引起扬压力异常的原因是防渗帷幕局部存在缺陷,且帷幕前浅部岩层存在强透水带。建议对右岸6号坝段坝基进行灌浆处理,以阻断渗漏通道,提高防渗帷幕的阻水效果,并加强对渗水的抽排工作,以有效地降低扬压力。

江漫滩悬挂式止水帷幕基坑地表沉降变形研究

为研究江漫滩特殊地质条件下悬挂式止水帷幕地铁深基坑施工引起的周边地表沉降规律,以7个江漫滩基坑工程的实测地表沉降数据为基础,采用理论分析、经验公式和有限元数值模拟的方法,总结了基坑开挖和坑内降水二者耦合作用引起的周边地表沉降变形规律。结果表明:1)地表沉降范围可以划分为主要影响区、次要影响区和弱影响区3个区,主要影响区地表沉降主要由开挖和降水共同引起,次要影响区主要由降水引起。2)地表沉降曲线可根据划分的影响分区选用不同的函数表达式。3)基坑地表最大沉降点位置与坑边的距离xm为12.0~15.0 m,xm与基坑开挖深度h的比值约为0.7。4)在最大沉降点处,由开挖引起的地表沉降量占比为0.21~0.49,由降水引起的地表沉降量占比为0.51~0.79。

矿山注浆帷幕渗水通道形成过程

根据张马屯铁矿注浆帷幕漏水实例及排水试验结果,通过帷幕及其周围岩体破裂诱发的微震活动研究了渗水通道的形成过程.结果表明:渗水通道的发展主要受采矿活动与帷幕间距离的影响,采矿活动周期性接近与远离帷幕引起帷幕及其周围岩体受力状态的阶段性变化导致渗水通道上微震活动呈现出交替的活跃与沉寂.渗水通道的形成、发展伴随着大量微震活动,利用微震监测方法可分析渗水通道的形成过程及形成原因,确定潜在渗水通道的空间位置,所以微震监测方法是一种极具发展前景的注浆帷幕稳定性监测方法.

混凝土坝中排水孔排水幕的分析

借助于渗流场求解的结点虚流量法及能严密地模拟排水孔渗流行为的排水子结构技术，分别对碾压混凝土和常态混凝土重力坝中影响排水幕作用的主要参数排水孔孔距和孔径等进行了多种方案的对比分析．认为在通常可能取值的１０～２０ｃｍ的范围内，孔径对坝中渗流场的影响不大，而孔距的取值要受到坝中扬压力允许值和渗流逸出线位置许可高度的限制．常态混凝土坝中孔距取３～４ｍ是合适的；碾压混凝土坝中建议孔距取５～６ｍ，甚至可以更大一点．

帷幕和排水在重力坝坝基渗流控制中的作用及合理设计

本文对混凝土坝坝基渗流控制中只有帷幕、只有排水以及两者联合作用的情况分别进行了比较系统的研究，进一步弄清了帷幕和排水在混凝土坝坝基渗流控制中各种情况下的作用和效果，对帷幕和排水联合作用情况下帷幕的作用有了一些新的认识，为帷幕和排水的合理设计提供了依据．

混凝土面板坝坝区防渗系统优化

以察汗乌苏水电站为例,针对覆盖层上混凝土面板堆石坝坝体和坝基防渗系统的布置关系到防渗效果问题,基于三维有限元法建立了相应的模型,模拟分析了防渗墙、帷幕、排水系统在不同布置方案下的渗流场,论证了防渗系统的有效性,经比较分析得出最优的布置方案。

临海厚砂质地层中防止基坑渗流破坏的工程实践

介绍了某邻海基坑工程中三重管旋喷桩与单轴水泥搅拌桩组合式止水帷幕的成功应用。实践证明,这种组合式止水帷幕不但解决了一般单轴搅拌桩在厚砂层地质中垂直度难以保证、咬合不好易形成桩底开叉的难题,又解决了沿海地区涨退潮对旋喷桩施工时水泥浆可能被水流带走难以连续成桩的影响。同时,本工程局部南面区域相对隔水层较薄,设计计算时该区域会形成基坑突涌,因此根据大面积基坑的水文地质情况及基坑渗流计算数据,布置了相应数量的减压井和疏干井,成功避免了基坑的突涌渗流破坏。

大瑞铁路大柱山隧道高压富水断层处理技术

大理—瑞丽铁路大保段大柱山隧道地质构造复杂,断层密集,岩性繁多,软弱破碎,岩溶发育,高压富水,地下水压力最高达3 MPa。在平导施工穿越燕子窝断层时发生了严重的突泥涌水事件。针对富水高压断层处理问题,文章开展了注浆加固堵水技术研究,在反复试验的基础上探索总结出了高压动水分段引排、超高压聚合注浆施工技术,并详细阐述了注浆加固技术方案、施工设备配置、关键工艺参数以及施工组织管理要点等,对类似工程具有良好的借鉴意义。