丹江口水库特大桥钢-混凝土组合围堰施工技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,主墩采用整体式承台+大直径群桩基础,主墩承台平面为八边形,尺寸为48 m(横桥向)×26 m(顺桥向)×6.5 m(高),承台底部设置26根直径2.8 m钻孔灌注桩。为适应库区倾斜裸岩地形,降低施工难度及施工费用,主墩围堰采用下部混凝土挡墙围堰+上部单壁钢围堰的钢-混凝土组合围堰方案。下部混凝土挡墙围堰采用衡重式挡墙围堰及抗滑桩挡墙围堰,高3~11 m;上部单壁钢围堰分块设置,其长度与下部挡墙围堰匹配,高8 m。钢-混凝土组合围堰施工时,首先根据地形条件进行挡墙围堰分段,之后采用破碎锤开挖混凝土挡墙围堰基础;混凝土挡墙围堰采用分层、分块施工,顶部圈梁与挡墙围堰同步浇筑;上部单壁钢围堰采用加工厂预制+现场分块安装,并预留竖向型钢接长部分;最后进行单壁钢围堰底部及组合围堰山体连接处止水混凝土施工,完成钢-混凝土组合围堰施工。钢-混凝土组合围堰的应用,有效缩短了基础施工周期,降低了围堰施工难度及施工费用,经济合理,满足现场施工各项要求。

泄洪隧洞临时围堰方案比选

在保证施工质量的前提下,根据工程所在地的水文及地质条件,通过对土石围堰、拱型围堰及沉井围堰进行分析,从施工强度、工期等方面综合考虑研究,经比选认为沉井围堰方案较为合适。

数字图像测量技术在土石围堰动态施工中的应用研究

土石围堰是关系到水利枢纽工程建设全局的重要临时性工程项目,一旦出现问题,后果十分严重。针对传统的测量仪器法和GPS法进行围堰动态监测主要有效率低、工作量大、成本高等缺点。提出运用数字图像测量技术,有效解决多点测量的问题,实现实时跟踪监测变形,已成功应用于海堤建设项目围堰边坡的动态位移监测,实现堰坡位移安全监测与预警等功能。

大藤峡二期围堰结构和渗控安全性研究

大藤峡水利枢纽工程二期土石围堰是最重要的临时建筑物之一,其设计与施工是大藤峡水利枢纽工程的重大关键技术之一,为保障二期深水围堰工程安全,针对二期深水围堰的结构和渗控安全性进行了专题科研论证。针对深水抛填形成围堰密度难以确定和设计提出的单防渗墙接土工膜的防渗体系,从离心模型试验确定水下抛填密度与休止角、围堰填料的力学特性、填料与塑性混凝土接触面剪切特性、塑性混凝土材料特性等方面开展了试验研究,并开展了应力变形有限元计算分析和围堰渗透稳定性分析,对围堰进行了安全性分析评价和断面优化设计。二期围堰历经2个汛期安全挡水运行,总渗流量较小,最大沉降和水平位移均较小,科研工作较好地支撑了设计需求。

塑性混凝土防渗体系在高水头差船闸施工围堰中的应用

为研究塑性混凝土防渗体系在高水头差船闸施工土石围堰中应用时,其渗透坡降、应力应变及围堰填筑材料、所处地层渗透系数对防渗墙渗透坡降的影响机理,结合万安二线船闸工程中应用的土石围堰监测结果,对塑性混凝土防渗墙的应力、应变进行有限元计算分析。采用不同的本构模型对土石围堰不同填筑区的填筑料进行模拟,结果表明:塑性防渗墙具有良好地防渗降压作用,所起作用的大小与围堰填筑材料及地层的渗透系数有关。应变监测结果表明,防渗墙在工作阶段主要受压应力作用,压应变值为-247.8×10^(-6)~0,处于-750×10^(-6)~100×10^(-6)允许应变范围,确保了防渗墙在工作阶段的安全可靠。

某抽水蓄能电站下水库进出水口围堰结构比选研究

某抽水蓄能电站下水库进/出水口位于已建水库库区,其施工需在水库中填筑土石围堰的保护下进行。本文结合下水库运行调度方案,拟定了两种围堰结构形式,并经技术经济比选后确定了推荐方案,该研究可为类似工程下水库进/出水口围堰结构形式的选择提供参考。

COUPLING EFFECT BETWEEN RELIABILITY OF BEDDING LAYER AND STABILITY OF DOWNSTREAM CONCRETE SLAB OF OVERFLOW EARTH-ROCK COFFERDAM

The protection of downstream concrete slab is a key issue for the stability of overflow earth-rock cofferdam. The coupling effect between bedding layer and concrete slab was taken into account when the stability of downstream concrete slab was researched. The characteristics of overflow and seepage over the downstream concrete slab were investigated when floodwater passes over the cofferdam. Firstly a limit equation of seepage failure for the bedding layer was derived with the consideration of geometric and mechanical factors, and a reliability model was established and numerically simulated. Then based on the reliability calculation for the bedding layer, the coupling effect between bedding layer and downstream concrete slab was analyzed. Under the most unfavorable pressure condition for the concrete slab, its instability criterion was put forward, which offers a structural design tool of downstream concrete slab for overflow earth-rock cofferdam. Compared with model tests, it shows that the model of reliability calculation of bedding layer and the stability analysis of downstream concrete slab are effective.

艳洲枢纽横向土石围堰的防渗设计和结构稳定性研究

土石围堰是一种常见的围堰支护方式,其稳定性及抗渗效果对水利枢纽工程的安全施工具有重要影响。以常德市艳洲枢纽一期上下游横向土石围堰工程为研究对象,针对该区域存在的岩体破碎及碎裂、软弱夹层和滑坡3方面共同影响的恶劣地质情况,提出多层交互防护施工方案,进一步对土石围堰的边坡、戗堤块石护坡的稳定性进行分析研究。首先,详细介绍了艳洲枢纽围堰工程的水文地质条件所带来的施工困难;然后,通过理论分析对围堰结构和防渗设计进行研究;最后,通过数值分析研究了土石围堰的稳定性。工程施工结果表明,设计方案满足恶劣地质条件下围堰变形控制的要求,可为类似工程的设计与施工提供参考。

基于土石围堰的子围堰应用效果评价

针对航电枢纽工程中土石围堰防渗效果问题,以岷江龙溪口航电枢纽工程为工程背景,在围堰内侧增加子围堰差解决围堰渗水的问题。通过对比高喷旋喷桩补强、水泵排水等方式,研究子围堰在质量、工期、成本等方面的优势。实际应用表明,子围堰可对原有围堰的防渗效果起到较好的增强作用,相较于在原有围堰的基础上使用高喷旋喷桩或者水泵强排的方案,子围堰在施工难度和经济效益方面更有优势。研究成果可为长江上游类似工程提供参考。

东庄水库导流围堰建设方案探析

为了确保东庄水库顺利建设,基于东庄水库工程概况、水文泥沙条件和导流时间顺序,在分析比较过水围堰与拦洪围堰2种方案和土石围堰与混凝土围堰2种结构形式优缺点的基础上,提出东庄水库导流上游采用混凝土拦洪围堰、下游采用土石拦洪围堰建设方案,并对围堰施工进行了探讨,为类似工程建设提供了借鉴。

黄河主河道纵向大型堆石围堰施工技术研究

在水利工程施工中,围堰技术并非简单的工艺,黄河主河道填筑大型纵向围堰在国内的实施案例较少,通过提升水下地形测量的准确性及可操作性、动水中进占体抛投料物计算、土石围堰中高压旋喷防渗墙区域细粒料填筑、围堰迎水面抗冲刷的技术研究,形成一套完整的主河道纵向围堰施工技术。

深厚复杂覆盖层上高土石围堰三维渗透稳定性分析

以某大坝深厚复杂覆盖层上的高土石围堰为例,运用三维渗流有限元理论及3D-seep计算软件,研究了围堰防渗墙的设计深度,研究发现单纯依靠增加防渗墙的深度并不能解决基坑渗流问题,也不经济,因此建议同时对左右岸岩体进行帷幕灌浆防渗处理。其次以帷幕防渗处理后左右岸岩体的绕渗流速与防渗墙底部的绕渗流速相等的原则,研究确定了帷幕灌浆的宽度。之后又对左右岸岩体和防渗墙的渗透系数进行了敏感性分析,得出左右岸岩体和防渗墙的渗透系数是敏感性参数,若能减小其渗透性,基坑渗流量将会明显减小。最后给出了推荐的围堰防渗方案,并对推荐方案的合理性进行了分析研究。

土石过水围堰过水期最不利工况及其流量确定

本文系统分析了影响土石过水围堰溢流工况的主要因素 ,提出衡量最不利工况的指标和确定最不利流量的方法 ,为土石过水围堰堰体下游护坡结构及消能防冲设施设计提供了理论依据。通过理论计算结果与模型试验现场观测资料数据对比分析 。

土石围堰分期拆除过程中的边坡稳定性分析

为了确保爆区附近已建成的各种水工建筑物的安全以及降低爆破难度和工作量,围堰爆破拆除通常采用分期分区的方式进行。针对赞比亚卡里巴北岸水电站扩机工程进水口围堰分期拆除工程,采用三维有限差分方法结合强度折减法和拟静力法,分别对进水口围堰在削薄后造孔损伤前、削薄过程中受爆破荷载作用、造孔损伤后3种情形下的稳定性进行了综合分析,以确保围堰边坡在分期拆除过程中的整体稳定性,并论证分期拆除方案的可行性。数值计算结果表明:围堰背水面边坡削薄处理过程对围堰和背水面边坡的影响是局部的,对围堰背水面边坡的整体稳定性没有产生较大的影响,表明分期拆除方案是安全、合理的。

过水土石围堰下游混凝土板护坡反滤层的可靠性分析

系统分析过水土石围堰下游护坡反滤层的减压作用与护坡稳定性的关系,以几何因素和力学因素建立了反滤层渗透破坏极限状态方程,提出了反滤层设计的可靠性模型及其MonteCarlo计算方法,为过水土石围堰护坡结构的设计提供了理论依据.通过模型试验的对比分析,说明护坡反滤层的结构可靠性分析的可行性,计算模型及其计算方法的有效性.

深厚覆盖层上土石围堰渗流及边坡稳定性研究

乌东德水电站上游土石围堰填筑于60 m厚的覆盖层上,堰体及基坑开挖后形成了高达150 m的复合边坡。针对围堰采用的塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗型式,采用有限单元法对其正常运行条件和局部破损情况下的渗流场进行了计算分析,并采用非线性强度参数对各运行条件下的上下游边坡稳定性进行了复核。研究表明,采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜的防渗方案是合理的,其防渗效果显著;在各工况下围堰边坡稳定性满足规范要求,围堰断面的安全性可以得到保障。

土石围堰中混凝土防渗墙设计方案的数值优化

土石围堰中防渗墙的结构对坝基渗流量及坝体稳定性具有重要的影响,因此优化防渗墙的尺寸十分有必要。本文以珠江流域某水利枢纽工程施工中的土石围堰为例,采用有限元法,对防渗墙的厚度和嵌入弱风化层基岩的深度进行了优化研究,分别模拟了有防渗墙和无防渗墙两种情况下围堰的防渗效果,共设计了33种计算方案。将坝基单宽渗流量、防渗墙后作用水头、防渗墙底部和坝脚溢出点的水力比降分别与其允许值进行了对比分析,提出了防渗墙的优化尺寸。研究结果表明:防渗墙厚度的变化对防渗效果影响较小;增大防渗墙的入岩深度,可以有效控制本围堰工程的单宽渗流量和防渗墙后作用水头;防渗墙底部水力比降的变化与防渗墙入岩深度有关,当入岩深度在0~8 m时,水力比降随入岩深度的增大而减小并呈先快后慢的趋势,当入岩深度在8~12 m时,水力比降随入岩深度的增大而增大,超过10 m时水力比降骤增。考虑经济因素和施工的方便性,满足防渗设计要求的防渗墙最优设计参数为厚度0.8 m、嵌入弱风化层基岩深度2 m。

深覆盖层河流土石过水围堰体型研究

在深覆盖层河流上采用土石过水围堰度汛方案存在一定风险,但采用合理围堰体型和过流保护措施,能够实现围堰安全度汛。以猴子岩电站土石过水围堰体型为研究对象,通过模型试验,分别对单梯型围堰和面流消能型围堰进行了研究。试验结果表明,对于深覆盖层河流,围堰堰脚的防护尤为重要,采用面流消能型围堰过流效果优于单梯型围堰。

三峡深水高土石围堰工程的渗流研究

为了对三峡工程二期高土石围堰防渗设施的布置方案及其阻渗效果进行比较,采用有限元法对二期高土石围堰在不利的运行工况下的渗流场进行数值分析。比较了双排混凝土防渗墙方案、单排塑性混凝土低防渗墙加土工膜斜墙和单排厚塑性混凝土防渗墙等3种方案,分别采用恒定与非恒定模型计算,对立面二维和三维绕渗及防渗墙局部开裂等不利工况分别进行了数值模拟。结果表明:三方案均可有效抑制渗流场,双排混凝土防渗墙的防渗效果最好;墙体的局部开裂仅对局部区域的流场有影响。非恒定数值分析表明,堰体、基础不均匀沙石料及基坑抽水速度对渗流场影响极大,为保证堰体稳定,应限制基坑水位降落速度小于2 m/d。

土石围堰施工应急能力成熟度评价

为定量评估土石围堰施工应急能力,提出一种应急能力成熟度评价方法。首先,从事前、事中、事后三个方面构建土石围堰施工应急能力成熟度评价指标体系,其中包括3项一级指标,8项二级指标,25项三级指标;然后,建立土石围堰施工应急能力成熟度评价模型,选用熵值法对评价指标重要性进行排序,并运用突变级数法和多目标线性加权函数法计算土石围堰施工应急能力成熟度总得分;最后,运用该模型量化评估我国某土石围堰施工应急能力成熟度,得到该土石围堰施工应急能力水平。结果表明,该土石围堰施工应急能力成熟度属于程序级,与实际施工应急水平相符,验证了该模型的有效性与可行性,可用于实际工程土石围堰施工应急能力评价。