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。     

锦屏一级水电站上游围堰稳定性安全评价方法

锦屏一级水电站上游围堰采用复合土工膜斜墙加塑性混凝土防渗墙防渗。通过土石坝专用分析软件SEDNA,对上游围堰典型断面进行应力变形平面有限元数值分析,研究堰体和防渗墙的应力、应变特性,以及土工膜的位移和应变,结果表明,堰体和防渗墙的强度、变形及土工膜的伸长率均符合设计要求,整个围堰处于稳定安全状态。     

大石峡水利枢纽工程上游围堰渗流及稳定分析

大石峡水利枢纽工程上游围堰堰高54 m,覆盖层厚约25 m,采用基础高压旋喷墙+复合土工膜心墙的防渗形式;围堰土工膜最大挡水水头接近40 m,覆盖层采用双排旋喷墙,最大墙深30 m。通过渗流及抗滑稳定分析表明,上游围堰渗流量较小,边坡出逸坡降远小于填筑砂砾料的允许渗透坡降,上、下游坡在设计水位和水位骤降工况下均满足规范要求且有一定的裕度;说明上游围堰防渗形式、上下游坡比及填筑料压实指标均是合适的,为后续大坝基坑开挖和填筑工作面正常施工提供了有利条件。图6幅,表2个。     

高土石围堰复合土工膜与防渗墙联接型式研究

复合土工膜与防渗墙联合作为围堰防渗体系,其联接部位处容易产生破裂而存在安全隐患,接头部位是该防渗体系的薄弱环节。因而,需开展土工膜与防渗墙联接型式的研究,避免复合土工膜因防渗墙与堰体的变形差异而产生破坏,确保围堰整个防渗体系的安全。以西部某水电站高土石围堰为例,采用有限元分析方法,重点研究了防渗墙与堰体联接部位土工膜的受力及变形规律,以及深厚覆盖层上高土石围堰的整体应力变形规律。结果表明:当土工膜与防渗墙之间采用不同联接型式时,对堰体和防渗墙的应力变形影响较小,但对防渗墙与堰体间位移差异和土工膜应变有显著影响。如土工膜采用平直铺设,则沉降错动会使得接头部分土工膜产生较大的拉应变。随着土工膜平铺段位置的抬高,接头处的土工膜应变大幅减小,受力较为有利。由此可知,将土工膜竖直抬高一定距离后再进行平直铺设是合理的,最终应结合室内拉拔试验成果,确定上覆土层的临界厚度。     

大渡河深溪沟水电站围堰设计

由于深溪沟水电站导流洞进口地形狭窄,给导流洞进口施工围堰和大坝基坑的布置设计带来极大困难。结合施工场地、地形和地质条件,经比选,导游洞进口围堰采用在7 m高的岩埂上建14 m高的混凝土重力式围堰外加锚索加固的方案。大坝基坑上游围堰从保证工期和便于利用基坑岸坡开挖料考虑,将其设计为碾压式土工膜斜墙围堰,即完成防渗墙施工和堰体填筑后,再在上游迎水面铺设复合土工膜并与混凝土防渗墙连接,形成封闭防渗体系。围堰建成后,历经2 a的运行及"5.12"大地震的考验,安全稳定。     

在深厚覆盖层上修建土石围堰的主要技术问题研究

水电开发中深厚冲积覆盖层情况已非常普遍,在深厚覆盖层上修建土石围堰是一个必然趋势。在分清土石围堰与土石坝差别的基础上,从围堰堰体及堰基防渗、围堰边坡稳定及基坑排水、围堰各主要部位连接、围堰安全监测等方面分析总结了深厚覆盖层上修建土石围堰的主要技术问题与处理措施;提出了土石围堰材料力学参数和本构模型的合理选取、围堰安全储备、覆盖层地基合理防渗方式选取等需进一步研究的问题。     

考虑流变效应的高土石围堰应力变形分析

位于深厚覆盖层上的乌东德水电站高土石围堰,采用在基础防渗墙上接黏土斜墙防渗,堰体在巨大水头作用下,体内粗粒料的流变对堰体防渗结构的变形与应力将产生较大影响。在模拟堰体填筑、上游拦洪蓄水以及下游侧基坑抽水与开挖等复杂施工过程的基础上,采用可反映变应力作用的土体流变遗传特性的增量模型,并基于由三峡工程二期围堰反演得到的堰体流变模型参数,对乌东德水电站围堰进行了流变有限元研究。结果表明：土石料的流变对塑性混凝土防渗墙的应力和变形有明显的不利影响,防渗墙与黏土防渗体接头部位位移明显增大,并且局部单元发生剪切破坏。建议在围堰设计中要考虑土石料流变的影响。     

小石峡水电站上游枯期围堰设计

小石峡水电站上游为砂砾料填筑土石围堰,基础采用高喷灌浆防渗,堰体采用土工膜心墙防渗。上游围堰使用两个枯水期,枯水施工时段不过流,汛期过流要求围堰汛期过流淹没后结构不被破坏。工程上游围堰经过一个汛期的考验,过流后堰体基本完整,不需要修复可以继续使用。图2幅,表1个。     

溪洛渡电站围堰竣工

6月20日，溪洛渡水电站围堰工程上游围堰整体填筑至436米高程，下游围堰整体填筑至407米高程，上、下游围堰如期竣工。溪洛渡水电站围堰工程由上、下游土石围堰组成。上游围堰堰体防渗采用碎石土斜心墙，下游围堰堰体防渗采用土工膜心墙。上、下游围堰设计土石方填筑总工程量为262．38万立方米。构成堰体的主要填筑料分为碎石土斜心墙料、高塑性粘土料、反滤料、过渡料、堆石料、块石护坡料等。上游围堰按50年一遇洪水标准进行设计。     

深厚覆盖层地基高土石围堰应力变形敏感性分析

采用二维非线性有限元方法分析深厚覆盖层地基高土石围堰在典型工况下的应力变形特性。针对不同的覆盖层及防渗墙物理力学参数,进行了围堰应力变形的敏感性分析。结果表明:在围堰蓄水期,防渗墙底部出现了较大的拉应力;防渗墙弹性模量变化对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力的影响较为明显;防渗墙与两侧土体之间的内摩擦角对堰体的水平位移及垂直位移影响不大,但对堰体的大、小主应力会产生一定的影响。     

应急救援中堆积体防渗堵漏快速施工技术探索

2011年6月18日大渡河水位急剧上涨(约高程596 m),枕头坝水电站导流明渠纵向围堰背 水坡面高程590 m附近出现渗水情况(最大渗流量达30 h/s),对堰体稳定性构成极大地威胁。为确 保明渠施工安全,对围堰采取了混凝土防渗墙、防渗控制性灌浆、背水坡面压脚护坡以及迎水面土工 膜防渗等几种方式进行抢险加固并取得了明显成效。     

汉江兴隆水利枢纽一期土石围堰二维渗流分析

汉江兴隆水利枢纽一期土石围堰坐落在50~60 m深的覆盖层上,覆盖层上层为厚15~30 m粉细砂、含泥粉细砂层,抗渗稳定性差,下层为30余m厚的砂砾石层,透水性大。围堰防渗采用塑性混凝土防渗墙上接复合土工膜心墙方案。为了解方案的防渗效果,采用二维稳定渗流模型和理正渗流分析软件,计算比较了不同防渗墙深度对应的渗透出逸比降和单宽渗流量。结果表明,悬挂式防渗墙不能有效控制渗透出逸比降和渗流量,与下部相对不透水层接触的着底式防渗墙渗流控制效果显著。     

淤地坝防渗改造渗流及坝坡稳定分析

为提高小流域地表水的利用率,解决山区灌溉用水问题,结合山西省偏关县咀儿上淤地坝开展淤地坝防渗改造的技术研究。针对该淤地坝上游坝坡,提出原土培厚、黏土斜墙、复合土工膜共3种改造措施5种改造方案,并考虑渗流场和应力场的耦合影响,对原坝体和各种改造方案的渗流和坝坡稳定性进行数值模拟计算。结果表明:原坝体受渗透水的影响较大,无法安全蓄水;仅对上游坝坡进行原土培厚并不能使坝体满足防渗要求;在上游坝坡铺设黏土斜墙或土工膜可有效降低浸润线、减少渗流量、提高下游坝坡的稳定性;土工膜方案相对于其他方案具有更好的安全性和可行性,可以在条件允许的前提下优先考虑。研究结果对类似淤地坝防渗改造工程具有一定的指导意义。     

三峡一期土石围堰设计与运用

三峡工程采用“三期导流，明渠通航，三期碾压混凝土围堰挡水发电”的施工导流方案。一期土石围堰主要用于保护导流明渠开挖及护坡，护底施工；混凝土纵向围堰基础开挖及混凝土浇筑等，围堰轴线长２５０２．３６ｍ，最大高４２ｍ围护基础７５万ｍ＾２。堰体分茅坪溪段，上浮横向段，纵向段和下游横向段，围堰防冲采用“守点顾线”设计方案，即在上，下游转角处设防冲矶头石体护脚，防渗体采用柔性混凝土防渗上接土工合成材料方案，部     

深覆盖层上高土石围堰渗流场的敏感性分析

以某建基于深覆盖层上的高土石围堰工程为例,运用有限元法,进行了其渗流场关于覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数的敏感性分析,探讨了围堰渗流场关于这些材料渗透系数的敏感性特征。结果表明:覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数越大,围堰下游边坡出逸点越高,围堰及其地基的单宽渗流量越大,出逸段最大渗透坡降越大。因此,对于深厚覆盖层上的高土石坝围堰工程,覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙的渗透系数对其渗流场具有显著影响,在工程勘察设计过程中应尽可能合理地确定这些材料的渗透系数,以便通过准确合理地确定围堰及其地基渗流场,为围堰稳定分析提供可靠的依据。     

修建在深厚覆盖层上的土石围堰防渗体系设计

猴子岩水电站土石围堰建于深约80 m的深厚覆盖层上,承担着施工期间深基坑内大坝填筑的防渗任务,是整个工程成败的关键。通过地勘资料分析、数值计算成果及多方案论证,最终确定围堰河床部位的防渗采用塑性混凝土防渗墙,岸坡部位采用混凝土趾板＋固结、帷幕灌浆,堰体采用复合土工膜防渗,两岸山体通过灌浆平洞进行帷幕灌浆的防渗体系设计方案。     

下坂地水库大坝上游围堰设计

下坂地水库大坝上游围堰基础覆盖层厚度达150 m,上部分布2层软土层,下部为强透水地层,且围堰的建设工期很短,围堰的防渗和稳定设计都存在很大的困难和风险.设计过程中对围堰进行了大量的计算分析和方案论证,在施工中加强控制和监测,保证围堰顺利施工和安全运行.     

考虑土工膜缺陷的面膜坝渗透稳定性分析

为研究土工膜缺陷的面膜坝在库水位骤降情况下的渗流特性以及上游坝坡的稳定性,利用Geo-slope软件建立了破损土工膜有限元分析模型,对土工膜不同破损部位以及破损尺寸进行了渗流要素和稳定性分析。结果表明:土工膜破损位置越高,尺寸越大,浸润线抬升越高,渗漏量越大,但后者影响明显小于前者;当库水位高程降落至土工膜破损高程时,存在一个浸润线突然下降的“突变”初始稳定安全系数随着土工膜缺陷位置的变高和尺寸的变大而变小,安全系数总体上呈现先下降,后趋于稳定的规律,但在库水位高程经过土工膜缺陷处,存在一个突然上升的过程。研究成果为面膜坝运行过程中的稳定性评价和治理提供了参考。     

库水位骤降时坝坡稳定性分析研究

库水位下降过快往往引起坝坡上游失稳。为了研究库水位骤降条件下坝体稳定性受非稳定渗流场的影响情况,采用有限元法,考虑非饱和区的影响对坝体非稳定渗流场进行模拟。利用得出的瞬态渗流场分布等结果,运用极限平衡法对坝坡稳定性进行计算分析。结果表明：非稳定渗流场分布影响上游坝坡稳定性;水位下降速度越大,上游坝坡稳定性降低速度越快,...     

南水北调工程高潜水强透水地基渠道施工期渗流及降排水研究

采用三维有限元方法对南水北调工程温博段渠道开挖过程、排水渗流及边坡渗透稳定情况进行了研究分析。计算结果显示:渗流会对明渠边坡的稳定性带来不利影响,随着开挖深度的增加,地下水位的重新调整,明渠边坡不断地产生渗流。渗流产生的渠底水压力和渗透压力对边坡的稳定不利,且影响明渠的正常施工,必须采取有效的排水措施,来降低地下水位。在保证明渠边坡开挖过程中的稳定和明渠干地施工的前提下,研究了排水井间距、深度、砂层厚度对渠道内外水头差的影响,为明渠的施工提供依据和参考。