土石坝坝下涵管加固技术综述

我国土石坝多建于20世纪50~70年代,其输水建筑物多为坝下涵管。限于当时的经济技术装备水平、管理经费短缺及超期服役,坝下涵管病险情普遍,严重影响着水库功能发挥和大坝安全。为此,应根据病害、水库特点采取相应的加固措施。如库区两岸地形地质条件允许,可将原涵管废弃并封堵,在坝体以外新建引水隧洞,或设置将库水跨越大坝从上游引向下游的虹吸管等;涵管自身加固可采用灌注环保增强型聚氨酯密封止水材料修补、管身钢内衬或粘贴碳纤维布加固等。

进水口设闸门控流坝下涵管有压水跃及其水力计算

探明设闸门控流圆形坝下涵管发生有压水跃的水力学条件,并提出有压水跃在涵管内位置的计算方法,推导相应涵管出口水深计算公式,举例介绍了具体计算步骤。

广西冷冲水库渗漏原因分析及处理措施

水库渗漏问题较为复杂,详实的地质资料是分析渗漏问题的基础。本文以广西冷冲水库为例,查明坝基存在断层破碎带,综合分析水库渗漏特征找到了集中渗漏通道,为设计提供可靠的依据。设计方案对渗漏通道采用高压旋喷灌浆+充填灌浆进行防渗处理,加固效果明显,渗漏问题得到有效解决。

基于时移3D高密度电法的堤坝涵管接触渗漏探测研究

堤坝涵管接触冲刷破坏是堤坝工程最常见的险情之一,具有难以察觉、破坏突然和危害性大的特点,为实现堤坝涵管与土体结合部位的有效探测,研究采用时移3D高密度电法追踪探测、判断接触渗漏。在探讨时移3D高密度电法正演、反演理论和观测装置类型的基础上,结合工程实际应用,开展了注水前后连续3D电阻率探测试验,引入电阻率反射系数R,分析了注水前后不同时刻结合部位电阻率的变化规律。试验结果表明,电阻率低阻异常响应与结合部位松散不密实区之间具有良好的对应关系,可实现对结合部位接触渗漏的有效探测。

定向钻法建坝下涵管失败引发的思考

某水库采用定向钻法建造了一条坝下涵管,但运行仅几个月即发生垮塌事故。分析认为,PE管抗外压强度不足是涵管垮塌的主要原因,而涵管严重的渗漏以及闸阀的不规范操作,引起涵管运行条件恶劣,也是不可忽视的因素。由此对定向钻法在水库工程中应用的可行性进行了思考,认为:定向钻法应用于水库大坝建坝下涵管存在较大困难,需进一步完善设计、施工以及各种保障措施;PE管采用内衬的方式进行坝下涵管加固效果较好,涵管采用出口设置闸阀控制的方式运行,必须保证涵管无缺陷,且灌浆、防渗处理到位;规范操作和加强巡视检查是预防涵管险情发生的重要手段。

有顶盖衬砌渠道、涵管及卧管的最佳宽深比研究

淤地坝放水工程中的卧管及涵管，可视为有顶盖的衬砌渠道。认为水力最佳断面不能适用于有顶盖的衬砌渠道，提出了有顶盖衬砌渠道最佳宽深比的定义，并在此定义的基础上提出了计算最佳宽深比的公式。该公式可用于矩形断面、有顶盖（平顶及拱顶）的衬砌渠道。当净高分别是均匀流水深的４／３倍和３．５倍时，平顶衬砌渠道的最佳宽深比分别为１．４４５和３．１３４，拱顶为１．７４５，所建公式可应用于类似的建筑物，例如集水廊道等。

坝下涵管事故原因及教训

江西某水库采用水平定向钻法建造了一条坝下涵管,但运行仅几个月即发生垮塌。为深入探讨水平定向钻法在水库工程中应用的可行性,采用复核计算和层次分析的方式,分析了事故原因,结合水库工程的特点,从设计、施工、管理等方面总结了经验教训。主要结论是:将水平定向钻法应用于水利工程在理论上和技术上是可行的,但是不但要做到设计合理、指标明确、选材合适,还要把握钻进泥浆的配比、注浆压力的选取以及回填灌浆等关键技术,严格施工管理,这样才能保证工程安全运行。

定向钻法坝下涵管事故原因及反思

采用定向钻法建造的某水库坝下涵管在运行几个月后即发生垮塌。通过现场勘察和理论计算,查明了事故原因,从施工工艺、管材选取、工程管理三方面对定向钻法的关键技术进行了深入探讨,提出了相关建议,证明了定向钻法在技术上的可行性,并给出了涵管的补救措施。

平原水库坝下放水兼放空涵洞沉降变形分析

坝下涵洞是平原水库大坝中重要建筑物,其应力变形特性关系到涵洞的工作性状,同时也直接影响大坝的安全。本文采用不同的土体本构模型,利用三维非线性有限元数值计算方法对某平原水库大坝及坝下涵洞的应力变形进行了研究,并对涵洞下地基砾质土换填料及坝基土材料特性对涵洞沉降变形的影响进行了分析。根据计算分析结果,得出坝体应力变形的数值和分布符合常规土石坝的应力变形分布规律,涵管底部采用换填土料对控制涵管的沉降变形起到了较为明显的作用,涵管下部基础土体的材料特性对涵管的沉降变形仍有一定程度的影响,坝体的断面设计及设计中所采用的处理方案是可行的等结论,进一步检验了设计的合理性。

基于水槽试验的泥石流拦挡坝泄水涵洞调控性能

拦挡坝体上布设泄水涵洞对泥石流破坏力的调控能力问题长期未得到强有力的证实。为此,采用室内水槽试验模拟泥石流对3种类型拦挡坝(Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型)的作用过程,从中获取拦挡坝坝后泥位、振动加速度、体积含水率和孔隙水压力等力学参数的变化数据,对比分析泥石流拦挡坝泄水涵洞的调控性能。结果表明:拦挡坝布设泄水涵洞会促使泥石流快速完成水石分离,减轻泥位的剧烈变化;加设拦挡坝后,泥石流的振动加速度会大幅减弱,且3种类型拦挡坝的坝后振动加速度数据比较接近,说明拦挡坝是否布设泄水涵洞对其遭受泥石流冲击力的大小几乎无影响,拦挡坝布设泄水涵洞并不会明显降低坝体安全性;Ⅰ型拦挡坝对体积含水率影响大,Ⅱ型、Ⅲ型拦挡坝体积含水率瞬间增大后又快速回落,说明布设泄水涵洞对减小坝前雍水的效果明显;预留泄水涵洞后,可以明显减轻下游坝体的孔隙水压力破坏,达到保护下游坝体的目的。以上试验现象说明,拦挡坝增设泄水涵洞可显著降低泥石流的破坏作用。

中小型水库坝下排水涵管除险加固设计要点

我国20世纪50～70年代修建的中小型水库,其泄水建筑物大多采用坝下涵管,因受当时技术条件的限制,且年久失修,致使大多数涵管存在渗漏或其他问题,严重影响到大坝的安全运行。根据多年处理中小型病险水库的经验,对防止涵管接触渗漏的设计要点、防止内水外渗的设计要点、原涵管拆除与兴建的设计要点、原涵管封堵与新建虹吸管的设计要点等进行了归纳总结。其设计经验对中小型病险水库的除险加固有重要参考价值。

软基深埋涵洞土压力和沉降的三维有限元分析

通过软基坝下深埋涵洞的三维有限元计算,对涵洞的土压力及沉降问题进行了分析研究。研究结果表明:(1)在洞顶采用减荷措施时,洞顶竖向土压力明显减小,减荷效果比较显著;而对洞体的最大不均匀沉降率基本没有影响,涵洞周边土压力的分布特征与无减荷时也是相同的。(2)洞基处理深度变化对洞体附近的应力有影响,且随处理深度的增大,洞顶竖向土压力和洞侧面水平土压力分别有缓慢增大和缓慢减少的趋势。(3)洞底沉降随处理深度的增大而有微弱的减小,但不均匀沉降均小于0.5%,且从总体上看,其量值对工程的影响并无本质的差异,对洞基不进行处理时,洞基的不均匀沉降少许的增大不会对涵洞造成危害。

江西安义县筲岭水库坝下涵管出险原因分析

江西省安义县筲岭水库应用水平定向钻技术牵引PE管新建坝下涵管,运行几个月后出现破损、堵塞,无法使用。通过现场勘察、查阅资料和理论复核等手段分析认为:使用水平定向钻技术使PE管直接贯穿于坝体内承受土压力,但未考虑PE管本身抗外压强度不足以及施工时防渗措施不到位、管壁外周未完全灌浆等因素,致使管壁出现破损并渗漏;涵管前后闸阀的不规范调度操作,加速了PE管的破坏。目前,用于PE管特别是大口径管道施工的非开挖牵引技术还未完全成熟,建议慎重使用。详细总结了失败的经验教训,可为同类工程提供警示作用。

坝下埋管三维有限元分析

在考虑埋管分缝基础上,利用有限元软件ABAQUS对坝下埋管施工过程进行三维有限元模拟,以研究材料参数对埋管垂直土压力与沉降的影响规律。结果表明,埋管分缝对埋管受力有利,土压力系数随弹性模量的增加而减小、随填土摩擦角增大而增大、随地基刚度的增加而增大;埋管沉降随弹性模量的增大而减小、随地基刚度的增加而减小,填土摩擦角值对沉降影响不大。

土坝坝内涵洞封堵加固方案设计与探讨

探讨土坝坝内涵洞的封堵加固方法,对各种设计方案结合工程实际情况进行综合对比,应用自密实混凝土技术,并采用多种手段并用,着重封堵的可行性、有效性和可靠性,取得了良好效果。

土石坝穿坝涵管险情分析及加固技术综述

文章从断面形状、管身材料和运行条件等方面介绍了土石坝穿坝涵管的结构型式,并结合国内外研究现状和近年所取得的成果,总结了穿坝涵管病害险情种类,分析了各险情成因。着重阐述了贴补和灌浆加固、坝体开挖原址重建涵管、封堵原管另建新管、套管加固4种涵管加固技术。分析表明,选用穿坝涵管加固技术应考虑涵管断面尺寸、埋设深度、地质条件等因素。

浅析江西省小型水库坝下涵管的除险加固

分析江西省小型水库坝下涵管加固的工程措施的利弊,结合其他省市的经验,推荐虹吸管取水这种经济、实用、安全的水库取水方式,并介绍其设计方法和管理中应注意的事项.

坝下涵管柔性内衬加固技术及应用

针对小型水库坝下涵管表层混凝土剥蚀老化和裂缝渗漏等非结构强度不足的病险问题,本文分析了传统加固技术的优缺点,提出了采用柔性内衬系统加固设计和施工技术要点。该系统通过灌注高强度浆料,将柔性内衬结构与原管壁紧密胶结连成一体,共同抵抗外荷载,具有良好的防渗性、耐久性、抗腐蚀性、抗裂性等优点。工程实践表明,该技术可靠、经济合理、成效显著,具有一定的应用价值。

涵内套管法在从化某水库除险加固工程中的应用

输水涵管作为水库枢纽“三大建筑物”之一,大部分穿坝而过,一旦出现隐患将直接危及大坝安全。涵内套管是一种施工便捷、经济实用、安全可靠的方法,中小型水库多凭工程经验进行套管加固。就此结合从化某水库除险加固工程,分析其过流能力和结构内力,并对内套钢管直径、厚度、原涵管加固、新旧管结合面处理等进行设计,如此可有效消除原涵管存在的安全隐患。

希尼尔水库放水涵洞渗流特性分析

渗流监测是大坝日常安垒监测的一项重要内容,以希尼尔水库西副坝段的放水涵洞断面为研究对象,对其进行渗流分析,结果表明:大坝放水建筑物基础透水性较强,在高库水位时坝基渗压水位较高,渗透压力及渗流位势均较大,但渗流位势变化基本正常,坝基水平渗透坡降小于允许值,自水库下闸蓄水以来,放水建筑物与西副坝接触部位渗流运行性态正常,未发生明显渗流异常现象。建议加强放水建筑物的巡视检查与安全监测,发现问题,及时处理。