深水硬质岩嵌入式承台无封底施工关键技术

深水嵌入式承台基础施工中,需将泥面开挖至封底混凝土以下并对基底进行清理,以保证封底混凝土的高度和浇筑质量。对于地质条件良好的硬质岩,存在开挖困难、水下作业工期长、质量控制难、施工成本高等问题。该文依托重庆嘉华轨道专用桥主墩承台施工,采用理论分析、数值计算和工程实施验证相结合的方法,形成一种深水硬质岩嵌入式承台无封底施工技术。该施工技术,采用开挖壁体基槽并浇筑基槽混凝土的方式取代大体积封底混凝土,达到为承台施工提供干作业环境的目的,可将承台范围内基坑开挖由水下作业转为干作业,缩短水下开挖作业工期,节约水下混凝土用量,提高施工质量和施工效率,降低施工成本。

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。

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.

土岩界面新型板桩支护体系施工技术研究

依托某桥梁基坑工程,阐述了穿土岩界面新型支护体系施工技术,通过MIDAS有限元分析基坑支护形式的承载力、稳定性以及安全性;利用BIM技术建立地质模型和场地模型,为施工工艺的选择提供参考;解决了钢板桩围堰施工中桩身无法嵌固坚硬岩层,所带来的不利因素,施工过程中确保周边环境安全,取得了较好的经济和社会效益,能够为类似的工程提供一定参考。

岩层变水头区域水上钢板桩围堰施工关键技术

为解决桥梁水上钢板桩围堰施工在岩层、变水头影响下的施工问题,通过岩层引孔、设置连通器等方法研究了钢板桩围堰在岩层变水头条件下的设计和施工关键技术,并通过有限元软件进行最不利工况的计算分析。结果表明:岩层引孔增强了钢板桩在岩层区域稳定性问题;连通器消除了水头差的不利影响,该施工技术提高了施工效率和经济效益,可广泛应用于类似的水上围堰施工。

岩基上双壁钢套箱围堰施工关键技术

双壁钢套箱围堰主要应用于构(建)筑物水下基础的施工,用于管道接驳目前较少见。韶关市第三污水处理厂项目过江管道工程采用沉管+顶管组合方式跨越北江敷设,沉管、顶管在双壁钢套箱围堰内接驳,由于该围堰施工场地位于北江上游,大型浮吊船无法抵达现场,且围堰范围内没有施工的基础桩钢护筒可设沉放导向装置,面临吊装、定位对位、水下充填钢围堰壁仓等技术难题。通过研究应用岩基上双壁钢套箱围堰施工技术,钢围堰单节整体吊装,利用法兰板、高强螺栓进行节与节之间的连接,达到快速吊装与拆卸的目的,同时质量安全也得到了保证。

复合土工膜在向家坝围堰工程中的应用

介绍向家坝工程中重要的临时建筑物一期和二期土石围堰工程的特点、围堰的平面布置、断面形式、结构及防渗体系的设计、施工与运行情况。应用结果表明,复合土工膜防渗性能和力学性能十分优越,适应性强,在向家坝围堰工程防渗中取得了良好的效果。

三峡工程二期围堰填料特性试验研究

三峡二期围堰的主要填料为三峡风化砂。其级配极不稳定，加之料源广泛，材料特性变化较大；６０ｍ水深中抛填施工，形成的堰体起始密度难以确定。因此，在确定风化砂填料的力学指标时遇到很多难点。针对这一问题，进行了研究。文中简要介绍了有关风化砂填料的研究成果。

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 。

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。

小湾水电站导流洞进出口围堰及岩埂的爆破拆除

小湾水电站导流洞围堰及岩埂爆破拆除是截流的关键,此次爆破,拆除方量巨大,距需保护的建(构)筑物很近,且工况复杂。爆破拆除采用了高单耗、低单响的设计思路,使用高精度雷管,保证了爆堆和最低缺口的形成。整个爆破总装药量55t,共爆破2.9万m3,最大单响药量108kg,平均炸药单耗1.897kg蛐m3,各结构体的基础质点振动速度均控制在15cm蛐s以内,圆满完成了围岩及岩埂的爆破拆除。

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。

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。

土石围堰边坡稳定的多因素综合风险分析

土石围堰边坡稳定受堰体土石料力学性质、施工洪水及导流建筑物泄流能力等多种不确定性因素影响,为进行更全面、准确的风险估计,综合考虑水文、水力和土石料力学参数的随机性,在分析相关参数的分布形式和统计特征值的基础上,通过Monte-Carlo方法耦合仿真分析堰前水位分布和围堰边坡稳定性,建立土石围堰边坡稳定多因素综合风险计算模型,统计分析度汛期间土石围堰边坡稳定综合风险.实例分析表明,该模型计算的围堰边坡稳定综合风险率小于仅考虑单个随机因素的边坡稳定风险率,更准确地反映了实际工程土石围堰边坡稳定状态.

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.

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。

过水堆石围堰铅丝笼护面失稳破坏临界条件试验研究

从过水堆石围堰护面失稳破坏的工程实践出发,探讨了铅丝笼护面失稳破坏的成因,在模型试验的基础上,分析了影响铅丝笼护面稳定的主要因素及失稳破坏的临界水力条件。并应用水流能量方程和边界层理论,研究了围堰过水时的水流能量转换关系,得到了失稳临界条件的指标和经验判别式。通过模型试验的对比与分析计算,验证了失稳临界条件经验判别式的正确性。