港口湾水库面板堆石坝设计

港口湾水库面板堆石坝，根据其工作特点和料源石料性质进行分区填筑；按满足抗渗性和耐久性要求设计混凝土面板，面板接缝根据其变形性质不同而设置不同的止水形式；依据作用水头和基岩的允许渗透比降确定趾板尺寸和基础处理方法；分区进行堆石体坝基处理，从而达到安全，经济，先进的设计目的。该文对上述问题分别作了介绍。     

茨哈峡混凝土面板堆石坝技术可行性及大坝安全性初步研究

茨哈峡水电站混凝土面板堆石坝最大坝高257.5 m,较目前混凝土面板堆石坝坝高水平有所突破,对茨哈峡大坝关键技术问题进行了初步研究,提出了有效的筑坝材料控制、变形控制、渗透稳定控制、坝体分区、坝体抗震等措施,通过论证认为茨哈峡水电站大坝建设有关技术问题可以基本落实,茨哈峡水电站混凝土面板堆石坝建设技术上是可行的、大坝安全性是有保障的。     

基于渗透特性的面板堆石坝垫层料适用性研究

垫层是面板堆石坝的重要分区之一。青海石头峡水电站面板堆石坝填筑施工之前,河床砂砾石料场的检测成果显示,筛除100 mm以上直径颗粒后的土料(直接筛分料),其细颗粒含量很容易低于要求的垫层料范围下限。针对直接筛分料和过渡料开展了渗透变形和反滤试验,运用数值模拟方法预测了大坝渗流场分布及垫层与过渡区可能出现的最大渗透比降。从大坝渗漏控制和渗透稳定性功能要求出发,分析认为直接筛分料不适用于石头峡大坝垫层。针对直接筛分料提出了改进方案,即掺入粒径5 mm以下的颗粒,通过渗透变形和反滤试验复核了改进料作为垫层料的适用性。工程建成后,水库蓄水期间运行性态良好,并经受了地震的考验。通过实例研究,强调了填料特性研究应贯穿土石坝建设的全过程,尤其应重视填筑施工之前尽早开展实际用料适用性的复核试验与评价工作。     

面板混凝土的渗透溶蚀耐久性研究

对高面板堆石坝混凝土面板在压力作用下的渗透性及溶蚀特性进行了试验研究，结果表明：面板混凝土的渗透临界水力梯度很大；随着渗透时间的延长，面板混凝土渗透液的ｐＨ值降低较少，溶出的ＣａＯ数量有限，相反地，混凝土会从渗透水中吸收ＳｉＯ２，还研究了面板混凝土渗透稳定性和溶蚀稳定性，认为高面板堆石坝混凝土面板具有很强的渗透溶蚀耐久性。     

玉龙喀什水利枢纽工程高趾墩混凝土面板堆石坝渗控设计及三维渗流分析

玉龙混凝土面板堆石坝位于狭窄河谷,并且坝址河床砂卵砾石层渗透性强,抗渗稳定性差。该工程采用帷幕灌浆、高趾墩、混凝土面板组成坝体防渗系统,最大坝高230.5m,这种混合式超高面板堆石坝在国内外已属罕见。按照规范要求对堆石坝料进行分区、及坝基进行处理并采用,再通过进行三维渗流有限元计算,全面、完整地掌握大坝各分区渗流场状况。结果表明:校核水位渗流场水头分布规律合理,总水头等值线在面板、趾板、高趾墙、帷幕等处较为密集,上游水头由这些部位承担,渗控系统起到了很好的防渗效果。表明此次对坝料分区、及坝基处理较为合理,混凝土面板、垫层料、花岗岩爆破料最大渗透坡降均小于破坏水力坡降,设置帷幕可以使两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量最大但也满足渗漏要求,表明这种混合式防渗系统的防渗效果明显。依此,为今后类似工程提供借鉴。     

坝下埋管混凝土面板堆石坝关键技术研究及应用

混凝土面板堆石坝坝下埋管存在压力管道渗漏引起坝体接触冲蚀破坏及埋管坝段与主河床坝段的不均匀沉降变形。为此,开展坝下埋管混凝土面板堆石坝在压力管道结构、大坝的填筑料、填筑分区、面板及分缝止水、坝下埋管部位安全监测、大坝静动力应力应变分析、大坝渗透稳定性、施工方法、大坝预沉降技术等方面进行了研究,其研究成果已经在青海积石峡水电站和新疆哈巴河山口水电站应用并获得成功,该成果可应用于相类似的混凝土面板堆石坝工程。     

泗南江水电站面板堆石坝筑坝材料性能分析

对泗南江电站混凝土面板堆石坝筑坝材料进行渗透、渗透变形、饱和及非饱和压缩、三轴排水固结压缩试验,并对不同高程试验结果及其与相近混凝土面板堆石坝筑坝材料进行了对比分析,通过对比分析得到泗南江电站面板堆石坝填筑材料的强度、变形和防渗性能都较好,能满足大坝整体的稳定性、抗变形和防渗的要求。     

玉龙喀什枢纽超高面板堆石坝的渗控方案及渗流分析

玉龙喀什水利枢纽混凝土面板堆石坝高度为230.5 m,为超高型的面板堆石坝,高度接近目前世界最高的同类坝型。本文依据高面板堆石坝渗流控制设计原则,对坝体进行了分区设计,提出了坝体混合料和全爆破料两种分区方案。使用三维有限元法,全面分析了坝体坝基的渗流场状况。结果表明:在正常运行条件下,上游水头由面板、趾板、高趾墩、坝基帷幕承担,渗控系统发挥了良好作用,面板及各填筑分区水力梯度均小于破坏水力梯度;全爆破料方案的坝体填筑料的最大水力梯度小于混合坝料方案,但是面板的防渗负荷相对较大;在面板发生整体渗漏的极端情况下,坝内浸润线和下游溢出高程升高的程度有限,但是极可能发生渗透破坏;坝基灌浆帷幕减少两岸渗漏的作用明显,河床和两坝肩渗漏量很小,绕坝渗流并不明显,受到右岸单薄山梁影响,右岸渗漏量略大于左岸。本文成果可供相似工程借鉴。     

积石峡水电站混凝土面板堆石坝坝料试验研究

采用自主研发的粗粒料大型高压渗透仪对积石峡水电站混凝土面板堆石坝坝料进行试验研究,确定了垫层料、过渡料的渗透系数,垫层料与过渡料层间的过渡关系及在试验条件下垫层料、过渡料不发生破坏的渗透比降极限。     

超高面板坝淤填自愈型止水结构可行性的初步研究

通过有限元计算和复变函数推导，系统研究了面板接缝的渗流规律，给出了接缝渗流量和渗透比降的解析计算公式，可用于面板堆石坝接缝渗流控制的设计。同时结合233m高的水布垭面板坝，对淤填自愈型止水的渗流控制效果及在超高面板坝中应用的可行性进行了计算分析。     

面板堆石坝坝体渗流监测资料分析

结合两个混凝土面板堆石坝渗流监测实例,分析了坝体渗漏机理、坝体渗漏量与坝体内水力坡度的关系,总结了蓄水后该坝型内部渗流的基本情况,并对坝后渗流量影响因素进行了说明.     

混凝土面板堆石坝三维渗流场特性分析研究

以羊曲水电站为依托,通过建立水电站面板堆石坝的三维渗流有限元模型,计算分析了坝体及 其坝基的三维稳定渗流场特性,得到了坝体和坝基的位势分布、坝体各料区的渗透坡降及渗透流量等。 分析了防渗帷幕和坝基岩体渗透参数对渗流场的影响。结果表明,坝体、坝基及左右岸坝肩的防渗措施 均满足要求。     

各向异性对土石坝渗流的影响分析

土体的各向异性是普遍存在的。利用有限元法计算土石坝加固前后浸润线的分布情况,坝后渗透坡降的变化规律,得出各向异性的存在对土石坝的渗透稳定危害更大的结论。提出了在今后的计算中,需要合理确定不同方向的渗透系数,使计算结果符合实际情况。     

纳子峡面板砂砾石坝渗流性态三维有限元分析

根据纳子峡水电站工程坝址区地形地质条件,建立了坝址区三维渗流有限元模型,计算分析了正常蓄水、设计洪水和校核洪水3种工况下坝体及坝基的稳定渗流场,获得了坝体和坝基的位势分布、坝体各分区的渗透坡降及渗透流量等。计算结果表明,在各种工况下坝体及坝基的渗流场符合一般规律,混凝土面板及防渗帷幕等组成的防渗系统可消减水头84%以上,其作用明显;混凝土面板及坝基防渗帷幕的渗透坡降较大,垫层、砂砾料区等的渗透坡降很小,坝体各分区的渗透坡降均小于材料的容许渗透坡降,大坝防渗排水系统的设计在技术上是合理的。     

存在高渗透区的黏土心墙土石坝渗流稳定性分析

黏土心墙土石坝是重要的挡水建筑物,心墙的低渗透性可以大幅降低坝体水力梯度,减少坝体发生渗透破坏的风险。然而心墙的质量问题（如局部高渗透区）会影响坝体的渗透稳定性,甚至酿成管涌溃坝等严重后果。以瀑布沟心墙土石坝为原型开展坝体渗流大型水槽模型试验,并结合有限元数值模拟方法研究高渗透区对坝体内部渗流场和渗流稳定性的影响。试验表明高渗透区域将改变心墙的渗流场,成为优势渗流通道,导致高渗透区域附近孔压值大幅上升,同时高渗透区域的存在将显著提升坝体渗漏速率。试验与模拟结果一致表明,随着高渗透区域逐步上移,高渗透区所在位置处的孔隙水压力增大,坝体渗漏量减小。高渗透区和心墙的渗透系数增加都会使心墙孔压值和渗漏量增加;随着高渗透区的渗透系数的增大,心墙坝渗流稳定性系数降低,导致坝体稳定性下降;随着心墙渗透系数的增大,高渗透区水力梯度略微减小,但心墙整体临界水力梯度下降,坝体稳定性降低。所得结论可为基于监测数据反演分析心墙的质量问题和评估坝体的安全性能提供依据。     

瀑布沟高心墙土石坝渗流分析

在深覆盖层地基上修建高土石坝,其防渗体系的可靠性是一项关键技术问题.防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位.根据瀑布沟土石坝防渗体系的结构特点,利用有限元方法对瀑布沟土石坝进行了渗流分析.结果表明:坝体渗流与应力变形计算时,副防渗墙按40％承担水头较为合适;连接部位的渗透坡降是非均匀变化的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的坡降最大.研究结论可以为类似工程提供参考和借鉴.     

无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响

采用边界元法研究无限深透水地基上土石坝铺盖长度对坝基渗流的影响。土石坝坝基渗流量随铺盖的延长逐渐减小，并呈抛物线形分布；当铺盖长度达到一定值时，水力坡降稳定且渗流量的变化也不明显。由此，提出了建在无限深透水地基上的土石坝水平铺盖长度与坝前水头的关系。     

龙滩碾压混凝土重力坝的防渗研究

系统地阐述了高碾压混凝土重力坝渗流分析和防渗结构研究的必要性，介绍了龙滩高碾压混凝土重力坝各分区材料的渗流特性，并进行了渗透溶蚀性研究和临界水力梯度研究。证明优化的料配合比，能满足龙滩192m/216.5m高大坝的防渗与耐久性要求。对大坝的防渗结构，主要研究了钢筋混凝土面板防渗方案、变态混凝土与二级配碾压混凝土防渗方案和沥青混合料防渗方案。通过温控与防裂的分析计算、结构应力与稳定分析计算和大坝渗流分析计算等多方面综合比较，以变态混凝土与二级配碾压混凝土防渗方案最优，推荐为首选方案，而沥青混合料具有很好的防渗效果，并具有保温作用，且对温控防裂十分有利，建议作为比选方案，对今后需进一步研究的课题提出了建议，无疑对已开工建设的龙滩工程具有重要的参考价值。