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。

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。

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%。

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。

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。

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。

新型速凝浆液在坝基注浆加固中的应用试验与效果评价

坝基注浆加固是解决地质复杂环境下坝基渗流的重要手段,对其进行研究具有重要的工程意义和价值。此次研究以福建省南平市焦源水库为例,提出水泥-粉煤灰-改性水玻璃新型速凝注浆材料并进行现场注浆试验。结果显示,该新型速凝注浆材料可以获得良好的注浆效果,建议在工程建设中采用。

基于泥灰岩坝基的抗滑稳定计算分析及处理

通过对西悬水库工程泥灰岩坝基坝体整体抗滑稳定计算分析,在未采取任何措施的情况下坝基抗滑稳定安全系数未能达到规范要求,可通过增加齿槽以提高坝基抗滑稳定,并计算确定齿槽的宽度及深度。先拟定增加齿槽的宽度及深度,在坝基抗滑稳定安全系数满足规范要求的条件下通过计算复核,最终确定所需增加齿槽的宽度及深度,以解决泥灰岩坝基抗滑稳定安全系数不能满足规范要求的问题。

青狮潭水库大坝坝体及坝基接触带防渗加固设计

经鉴定,青狮潭水库大坝存在防渗体系和反滤排水措施不完善,坝基和绕坝渗漏问题,坝体渗流压力分布异常,防渗墙防渗效果差等问题,需要对大坝坝体和坝基进行防渗处理。通过对比高压喷射注浆连续防渗墙和塑性混凝土连续防渗墙两种坝体防渗方案,选择塑性混凝土连续防渗墙两种坝体防渗方案,基础采用帷幕灌浆与心墙边成防渗整体,本文介绍了青狮潭水库大坝除险加固方案比选和设计。

地震高烈度区坝基岩石抗压强度低的原因分析——以印尼拉里昂彼利水电站工程为例

印尼拉里昂彼力水电站工程位于Lariang河上,工程区位于Palu-koro断层影响带内。文章主要根据试验数据,从岩石矿物成分特性、岩体宏观结构特性、场区地质构造特征三个方面,分析二长花岗岩强度异常的原因,为今后在高烈度地震区分析坝基岩体提供有效的分析方法。

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。

特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题,构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景,研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征,探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准,预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力,服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加,覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加,心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低;水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕,靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析,认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a,降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视,其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。

深厚覆盖层坝基帷幕灌浆技术及工程应用研究

现代水利工程作用多样,要求以规范的施工流程、可靠的技术方法保证工程质量,这使深厚覆盖层坝基处理、帷幕灌浆技术应用得到重视。文章以深厚覆盖层坝基帷幕灌浆技术为切入点,对其优势加以分析,在此基础上探讨深厚覆盖层坝基帷幕灌浆技术应用流程、工序和需要注意的问题,最后结合工程实例,分析技术应用态势,以促进该施工技术的进一步推广,为类似的深厚覆盖层坝基处理、水利工程建设施工活动提供参考。

带有两端防渗墙坝基的各向异性渗流解析解

由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙,对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解析研究,将土体分为4个规则的区域,采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层,利用分离变量法将4个区域内的水头分布表示为级数解的形式,结合区域间的连续条件得出带有两端防渗墙的坝基各向异性渗流场显式解析解。将解析解退化到各向同性情况下的渗流量、坝底扬压力与保角变换解析解和数值计算结果进行对比,各向异性情况下的水头值与有限元软件计算结果进行对比,结果均吻合较好,验证了解析解的正确性,且相比于保角变换解析解具有更高精度。最后对坝基渗流场进行了参数分析,发现土体各向异性对坝基渗流有着不可忽略的影响,其他条件相同的情况下,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大土体的渗流量和出口梯度会小于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体,竖直渗透系数与水平渗透系数比值较大的土体的最大扬压力会大于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体。