高寒地区水工建筑物环氧砂浆防护材料耐候性能及工程应用

高寒地区水工建筑物长期暴露在高海拔、强紫外辐射、冬季严寒且温差大等特殊环境下,较其他地区更易产生裂缝、渗漏破坏,以及冻融破坏、溶蚀、碳化、钢筋锈蚀、冲刷破坏等劣化问题,严重影响工程安全运行。通过室内紫外湿热老化、冻融循环,以及西藏地区自然老化等试验,研究了环氧砂浆的耐候性能。结果表明,改性环氧砂浆紫外线与湿热加速老化2000 h均未出现开裂,且抗拉强度保留率74%;抗冻等级可达到F250;自然老化960 d后,涂层颜色轻微变色,表面不粉化。该材料用于西藏拉洛水利枢纽工程泄洪洞消力池表面防护与修复,经过4 a以上服役,改性环氧砂浆抗冻、耐紫外线等耐候性能表现优异,有良好应用潜力,可为高寒地区类似工程应用提供参考。

自然生态空间占用补偿平衡机制构建——以湖北省为例

构建自然生态空间占用补偿平衡机制,确保自然生态空间损失与补偿的平衡是解决经济社会发展与环境保护之间失衡的一种重要手段。在分析自然生态空间占用补偿现状和问题、自然生态空间特征及占用行为分类的基础上,提出了原地补偿、异地补偿和资金补偿3种自然生态空间占用补偿模式,在湖北省政策体制上提出实现路径与程序,开展自然生态空间占补平衡时应结合占用行为的不同选择差异化的补偿方案,同时应按照“规避、最小化、修复、补偿”4个层级进行管控。此外,应建立生态占补储备资源库、监测与信息共享系统、公众参与机制等保障占补制度的顺利实施。

水利枢纽工程坝体横缝渗水成因综合检测研究

为解决水利枢纽工程溢流坝边墩横缝渗水问题,保障工程安全稳定运行,利用钻孔内录像、抽注水试验、压水试验、声波CT、水下摄像等手段对溢流坝段边墩横缝渗水成因进行了综合检测分析。检测成果表明:边墩横缝上游铜止水在155.0~157.5 m高程之间、下游铜止水在159.0 m高程附近存在破损,边墩坝体在160.5 m高程附近存在明显的层间缝,且与横缝和上游面联通。分析结果表明:横缝上、下游止水破损是边墩横缝渗水的主要原因,坝段混凝土存在的层间缝是横缝渗水的次要原因。渗水原因明确后,采用化学灌浆对渗水部位进行处理,处理后横缝止水效果显著,验证了渗水成因检测手段科学合理,检测成果可靠,处理措施可行,可为类似工程渗水成因检测及处理提供借鉴与参考。

速凝浆液岩体倾斜裂隙注浆扩散模型研究

针对以往渗透注浆扩散模型常以水平平板裂隙面为前提,未考虑岩体裂隙面产状对注浆扩散机制的影响问题,选取工程地质灾害处理中常用的水泥-水玻璃双浆液(C S浆液)为速凝类注浆材料,将C S浆液流型看成是具有黏度时变性的宾汉流体进行分析。基于流体力学理论及粗糙裂隙等效水力开度的确定方法,同时考虑了浆液自重作用的影响,建立了恒速率注浆条件下反映浆液黏度时空变化的倾斜裂隙注浆扩散模型。在此基础上,推导了浆液扩散区内的黏度及压力时空分布方程,定量确定了注浆压力与注浆时间及浆液扩散距离的关系。最后,借助于室内试验和有限元分析程序,研究了恒速率注浆时不同裂隙面产状下的浆液扩散规律,并将数值模拟结果与理论计算值进行对比,进一步验证了所建立的注浆扩散模型的有效性和合理性。研究成果可为注浆工程速凝类浆液注浆参数的确定提供借鉴。

水下岩塞爆破技术及在塘寨电厂取水工程中的应用

水下岩塞爆破技术包括硐室爆破、钻孔爆破以及这2种技术的组合,分析了各自的优缺点和适用条件:硐室爆破威力大,适用于大断面、大厚度岩塞;钻孔爆破能量分布均匀,适用于中小规模岩塞;而这2种技术的相互组合和内部组合则更能适用于不同的工程环境。以贵州塘寨电厂取水工程为例,分析了平行小断面双岩塞的结构特点,设计了大孔径深孔和浅孔组合的爆破方案,总结了其施工技术,可供类似工程参考。

土石坝背坡植被抗冲蚀能力试验研究

基于水槽试验,探求不同种类、高度、密度植被防护条件下,土石坝背坡的抗冲蚀能力。研究发现,植被主要从茎叶护土和根系固土两方面增强土石坝背坡的抗冲蚀能力。不同种类植被的物理性状差别较大,植被株高越高,土石坝背坡形成毯状保护层越厚实,根系也越发达,护土和固土能力都更好,其抗冲能力亦越强;植被密度越高,土石坝背坡的覆盖度越高,根系密度也越高,护土和固土能力同样会增强,其抗冲能力亦越强。通过多组试验成果的对比分析,采自浙江瑞安八十亩码头附近的狗牙根抗冲蚀能力最好。

地下水封洞库水泥-水玻璃防渗灌浆材料耐久性试验研究

针对地下水封洞库工程受灌体围岩条件特征,对拟采用的水泥-水玻璃防渗灌浆材料在不同材料配合比参数条件下,参照现行水泥砂浆相关试验标准开展抗硫酸盐侵蚀性能、抗冻融性能、干燥收缩性能试验。大量的样本试验结果表明:经过抗硫酸盐侵蚀后水泥-水玻璃灌浆材料抗折强度损失率均>-50%;优选配合比冻融试件抗压强度损失率<25%,质量损失率<3.0%;优选配合比试件56 d干燥收缩率<7.0%。通过研究在不同参数条件下水泥-水玻璃灌浆材料耐久性性能波动规律,探究差异性匹配地下水封洞库工程不同工况条件下防渗水泥-水玻璃灌浆材料品质控制要求,可为湛江国家石油储备地下水封洞库工程防渗灌浆材料工程运用提供技术支撑。

大口径钻喷一体化高喷灌浆技术及应用

对江西省廖坊水利枢纽库区防护工程八堡堤和万年堤防渗施工进行渗漏处理,首次采用了加大钻头直径的高压旋喷灌浆技术,并创新性地使用了钻喷一体化施工方法。选取具有较强代表性的工程部位进行高压喷射灌浆现场试验,对试验效果进行检测和对数据进行分析,取得了适合本工程的高喷灌浆施工技术参数,保证了高喷防渗墙的质量。通过现场试验和工程蓄水运行情况的检验,该施工工艺在砂卵石率高的地层成墙效果好,高压旋喷灌浆防渗墙的质量可靠;工程施工后取得了良好的蓄水效果。成果为高压喷射灌浆技术在其它防渗工程中的应用提供了参考经验。

地下水封洞库储存原油与环氧树脂灌浆材料相容性试验

地下水封洞库储存原油与环氧树脂灌浆材料相容性表现为:2种材料长期接触后可能影响原油品质与灌浆材料固化物性能。为了明确2种材料长期接触的相容性,在模拟工况下开展原油静态浸泡试验,比较试验前后原油的元素含量与环氧固化物的质量、强度、分子结构、表面形貌等变化。结果表明:在40℃条件下,原油成分未发生显著变化,未对环氧树脂固化物的力学性能及结构形貌产生不利影响,二者间未发生化学反应。判断在正常运行条件下,原油与环氧树脂灌浆材料具有较好的相容性。

双重含水介质水文地质参数的高分辨率识别

某火山岩矿区由于受后期构造影响,含水介质除了发育成岩裂隙-孔洞外,还发育有多组构造裂隙和剪切破碎带。抽水试验显示：抽水早期（≤6min）各观测孔的降深明显大于泰斯理论降深（单重均质）,中后期（〉6min）趋于一致,呈现出双重含水介质的释水特征。本次研究在充分分析双重介质释水机理的基础上,结合时间步长为20s的高分辨率降深资料,采用分段泰斯模型进行了水文地质参数的识别。结果表明：剪切破碎带等强导水介质的弹性给水度略小于成岩裂隙-孔洞弱导水介质的弹性给水度;但导水系数相差很大,强导水介质一般为5 590～6 130m^2/d,而弱导水介质仅715～743m^2/d,这必然会导致未来矿山开拓过程中初见涌水量和稳定涌水量的显著差异,需要引起足够的重视。

断层破碎带与洞室间距对地下水封洞库洞室稳定性的影响研究

地下水封洞库通常在花岗岩等硬质岩体中开挖形成,其库区地质构造多发育有断裂构造、节理裂隙等不良地质结构。为了探究断层破碎带对地下水封洞库洞室稳定性的影响,依据湛江地下水封洞库库址区地质构造及地应力实测资料,基于FLAC3D有限差分软件,分析了断层破碎带距洞室不同距离时的围岩位移及模型断面典型位置的位移。结果表明:(1)断层破碎带位置对洞室近边墙围岩稳定性影响较大,对远边墙围岩稳定性影响较小;(2)当断层破碎带距离近边墙的距离超过1/2洞室跨度时,断层破碎带对洞室围岩稳定性影响可忽略。研究成果对于类似洞库工程选址及安全距离的选择具有良好的指导作用。

基于随机场理论的盾构隧道地层扰动分析

盾构开挖不可避免会造成周围地层扰动,引起地表及深部地层发生变形,变形过大时会威胁到周围建构(筑)物的安全,因而有必要开展隧道施工地表及地层变形扰动方面的研究。首先在土体均质条件下,开展二维数值计算,并分别利用Peck公式拟合优度和多项式拟合优度来评价水平向地层和竖向地层的变形扰动程度;继而考虑土体参数空间变异性,借助Monte Carlo策略,开展盾构施工对地层扰动规律影响研究的随机性分析。研究结果表明:Peck公式拟合优度可以较好地反映施工引起水平地层沉降变形程度;多项式拟合优度可以较好地反映竖向地层水平变形受到施工的影响程度;土体模量空间变异性会对盾构隧道施工地层扰动产生较大的影响,模量较大时会对盾构施工地层扰动有一定的“抑制”作用,但总体上越靠近盾构隧道,地层受到扰动越大。研究可以为类似工程的设计和施工提供有益的参考。