堤防加固工程中防渗墙的防渗效果及应用条件研究

对于采用防渗墙作为加固工程措施的长江重要堤防典型条件 ,用与设计规范相对应的理论对渗流场进行模拟 ,分析悬挂式防渗墙的防渗效果和变化规律 ,半封闭式防渗墙在各种因素作用下防渗效果的变化规律 ,对全封闭式防渗墙指出了可能影响防渗效果的因素 ;对不同结构形式防渗墙的设计与应用原则进行了讨论 ;首次提出了悬挂式防渗墙设计的防渗墙贯入比 比降曲线法 ,以及半封闭式防渗墙设计的防渗依托层渗透性 比降曲线法、厚度 比降曲线法和B值 比降曲线法     

深厚覆盖层弱透水层对防渗墙防渗效果的影响

在深厚覆盖层上建坝,坝基防渗是工程成败的关键。采用有限元软件Seep/w分析强、弱透水层二元结构深厚覆盖层上土石坝渗流问题,研究防渗墙深度及形式对大坝渗流量、坝基出逸坡降、防渗墙底部渗透坡降的影响规律,对比分析悬挂式防渗墙、半封闭式防渗墙、全封闭式防渗墙对坝基的控渗效果。计算结果表明:防渗墙穿过弱透水层,悬挂式防渗墙转为半封闭式防渗墙,坝基渗流、坝基出逸坡降显著降低(分别下降54.3%、70.0%)。因此,防渗墙和弱透水层联合防渗能显著提高垂直防渗墙的控渗效果,半封闭式防渗墙的防渗效果大大优于悬挂式防渗墙。二元结构深厚覆盖层上土石坝垂直防渗墙的最优深度为防渗墙刚穿过弱透水层(连续)时的深度;此外,研究还发现当防渗墙将要伸入弱透水层时,防渗墙底渗透坡降急剧上升,出现极大值,工程应用中应引起足够重视,防止发生局部渗透破坏。     

深厚覆盖层土石围堰渗流稳定性分析

通过对新疆某水库工程上游围堰进行二维平面渗流分析计算,得出在不同悬挂式防渗墙深度下,围堰下游出逸点比降、单宽渗流量。计算成果表明:对于深厚覆盖层上的土石围堰,增加悬挂式防渗墙的深度,对减少渗流量、下游出逸点比降有一定的作用,但效果不明显。在满足围堰结构安全的前提下,适当的缩短了悬挂式防渗墙的深度,最终确定了悬挂式防渗墙合理深度为22m,对工程起到了节省投资、缩短工期的作用,为类似工程围堰防渗设计提供参考。     

城区河道蓄水对地下水影响的数值模拟

采用MODFLOW软件模拟了汾河太原段河道蓄水工程对地下水的影响,预测了蓄水池四周无防渗处理,防渗墙渗透系数为10-5、10-6cm/s的封闭式防渗处理,悬挂式防渗处理4种工况条件下的年渗漏量、最大水位壅高值、回水影响宽度。结果表明:不做防渗处理时,年渗漏量很大,水位壅高值也很大,汾河河道蓄水将引起汾河东岸3 km范围内地下水位抬升,会使蓄水池附近大部分地区受浸没影响;封闭式防渗墙可以有效降低水位壅高值,减小城区受浸没影响的范围,而悬挂式防渗处理的效果远低于封闭式防渗处理。     

某土石坝悬挂式混凝土防渗墙深度优选

在深厚覆盖层上修建土石坝,坝体和坝基的防渗效果直接关系大坝的安全。根据西南地区某土石坝坝址区工程地质条件,坝体采用沥青混凝土心墙防渗,深厚覆盖层采用悬挂式混凝土防渗墙方案,重点对悬挂式混凝土防渗墙深度进行了6种方案对比分析,确定防渗墙深度22 m时,大坝及坝基年渗流量和渗透比降满足要求。在此基础上,进行了多个工况的校核分析,计算结果表明,采用以沥青混凝土心墙和防渗墙为主的防渗体系,有效降低了坝体内部浸润线高度,浸润线在沥青混凝土心墙处骤降,下游坝坡内部孔隙水压力较小,最大坝高处浸润线降至排水层,下游出逸点位于下游排水体中下部,沥青混凝土心墙和混凝土防渗墙的渗透比降均小于允许值80,坝体填筑材料和天然砂砾石层的渗透比降均在允许渗透比降范围内,坝体、坝基渗流稳定,不会发生渗透破坏。     

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。     

沥青混凝土心墙坝基超深厚覆盖层防渗处理方案研究

西藏旁多水利枢纽大坝采用沥青混凝土心墙砂砾石坝型,坝基为超深厚覆盖层,最深处达420m,防渗处理是工程设计的关键技术问题。经多方案比较,设计采用150m深混凝土悬挂式防渗墙方案进行坝基防渗处理。计算分析表明,该方案技术可行,坝基渗透比降和渗漏量小于允许值,防渗墙的应力和变形指标满足结构设计要求。     

双层堤基中悬挂式防渗墙渗控效果的试验研究

通过砂槽模型试验,研究了双层堤基设置悬挂式防渗墙情况下管涌发展并导致溃堤的过程和机理。试验结果表明,悬挂式防渗墙可以有效提高堤基管涌破坏的水平平均临界水力比降,降低管涌的危害程度,使堤基整体抵抗管涌破坏的能力显著提高,且布置在背水侧较临水侧更加有效。同时给出了悬挂式防渗墙的设计方法。     

悬挂式微透水防渗墙的土石坝渗流计算

以往对于土石坝渗流计算都是假定防渗体是完全不透水的,这样的计算结果难免会出现偏差。本文通过赋予悬挂式防渗墙合理渗透系数的情况下,利用有限元法对无限深透水地基上的土石坝建立数学模型进行理论计算。通过对比两种悬挂式防渗墙方案,选取不同深度进行渗流计算和分析。结果表明:防渗墙的位置越靠近上游防渗效果越好,此时防渗墙的有效深度为6⁸倍的坝前水深。     

高压旋喷灌浆在锦屏二级电站进水口围堰防渗中的运用

锦屏二级水电站进水口纵向围堰防渗设计采用塑性砼防渗墙,施工中发现,防渗墙实际施工深度远远超过设计深度,这将意味着增加施工成本,延长施工工期.为解决这一问题,在施工中将部分深槽段修改为悬挂式塑性砼防渗墙,针对其未达到截渗的目的,在塑性砼防渗墙中预埋钢管,对其下部进行高压旋喷灌浆,形成高喷防渗墙,经检测防渗效果满足要求,达到了节约投资,缩短工期的目的.     

深厚覆盖层中局部强透水层对渗流的影响研究

中国西部地区的深厚覆盖层坝基中常存在局部强透水层,其孔隙比大和渗透性强等特点对坝基渗流存在不利影响,是渗流控制中的薄弱环节。基于非饱和土渗流理论,借助有限元软件Seep/w建立数值模型,得出渗流量和坝踵处渗透坡降、出逸坡降,分析强透水层深度、厚度、连续性对渗流场的影响。结果表明:当强透水层深度大于防渗墙时,渗流量和坝踵处渗透坡降随强透水层深度的增大而减小;反之,渗流量则随着强透水层深度的增加而增大,坝踵处渗透坡降先降低后增大。渗流量、坝踵处渗透坡降、出逸坡降皆随着强透水层厚度的增加而增大。渗流量和出逸坡降随着强透水层上游开口长度的增加而增大;坝踵处渗透坡降以上游开口长度50 m为分界线,先增大后降低。渗流量和坝踵处渗透坡降以下游开口长度40 m为分界线,先增大后降低;出逸坡降随强透水层下游开口长度的增加而增大。当防渗墙深度小于55 m时,渗流参数随强透水层底端开口长度的增加而显著增大;当防渗墙深度为60～100 m时,渗流参数仅有较小幅度增大;当采用全封闭式防渗墙时,渗流参数随着底端开口长度的增大反而降低。     

牛屯河堤防工程防渗墙及减压沟渗控效果分析

针对牛屯河堤防工程中所采用的不同渗控措施 ,利用各堤段监测断面的测孔水位资料对堤基渗流情况进行了分析 ,对塑性混凝土薄型防渗墙、深层搅拌桩防渗墙及减压沟的渗控效果作出了评价。     

建筑基坑防渗墙渗流控制效果研究

虽然防渗墙在基坑渗流场控制中应用广泛,但是人们对于防渗墙作用效果的认识仍有不足。以武汉市常见的二元结构地基为背景,概化建立建筑基坑渗流场的典型模型,通过数值模拟分析揭示了防渗墙的渗流控制作用规律;以此为基础,结合工程实践,开展了防渗墙应用的研究。研究成果显示落底式防渗墙对基坑渗流场具有显著的控制效果,但必须更加切实防止墙体出现缺陷,确保落底于可靠的防渗依托层之中;悬挂式防渗墙对基坑渗流场的控制作用效果随贯入度增加而得到有限的提升,应结合成本、工期、基坑排水量控制和基坑安全要求,综合研究确定合适的防渗墙贯入度;防渗墙与排水措施相配合才能形成有效的基坑渗流场控制体系,针对具体工程,需要在充分掌握地质条件、地表水文条件、邻近防洪工程、建筑物及其他设施等条件下,论证渗流控制方案,以达到保障基坑安全和有效控制对周边环境不利影响的综合效果。这些结论也可为地铁等市政工程基坑渗流控制提供借鉴。     

塑性混凝土防渗墙在三峡二期围堰中的应用

三峡二期围堰防渗墙最大高度 74m ,墙厚 0 .8～ 1.1m ,防渗总面积 83450m2 .其中墙深大于 4 0m ,采用塑性混凝土 ,成墙最高月强度达 11188m2 。防渗墙经 1998年夏季长江 8次洪峰 (三峡坝址最大流量 6 10 0 0m3/s)考验 ,堰体渗透比降最大值 0 .10 8,小于堰基粉细砂设计允许值 0 .2 5;渗水总量约50L/s ,小于设计估算基坑渗水总量 6 0 0L/s ,防渗效果显著 .     

Upstream Cutoff and Downstream Filters to Control of Seepage in Dams

The finite element method was used in this study to investigate cutoff walls and downstream filters to control seepage, the exit hydraulic gradient, and uplift forces for dams. Experimental data was used for validating the numerical modelling. The effective parameters are the length of filter and its distance downstream from the dam, the depth of the cutoff walls, the upstream dam head, and the thickness of alluvial foundation. The results show that by increasing filter length, the exit hydraulic gradient, uplift force, and seepage are reduced. The optimum relative length of the filter is L/H?=?0.028 which results in a decrease of about 65% in the exit hydraulic gradient, a 35% decrease in seepage and 10% reduction in the uplift force at the upstream foundation and a 60% decrease in the uplift force at the downstream foundation. Increase of cutoff wall depth reduces the exit hydraulic gradient, uplift force, and seepage. Using two cutoff walls both upstream and downstream of the dam decreases seepage, hydraulic gradient, and uplift force 132%, 450% and 11% respectively. However, using an upstream cutoff and downstream filter decreases seepage, hydraulic gradient, and uplift force by 180%, 490%, and 119% respectively. Thus, based on this study, recommendations for suitable combinations of upstream cutoff and downstream filter are provided.

     

防渗墙质量缺陷对土石坝渗流控制的影响

以吴家园水库大坝为例,采用渗流有限元分析方法,分析混凝土防渗墙的质量缺陷对大坝渗流控制的影响,比如出现裂缝、墙体渗透系数增大、墙体悬挂等情况。分析结果表明,若防渗墙正常,防渗能满足工程安全要求;若防渗墙出现缺陷,则对坝体各部位的渗透坡降都有很大影响。其中防渗墙出现裂缝的位置比裂缝的宽度对渗流控制的影响更大,防渗墙悬挂比墙体渗透系数增大对渗流控制的影响更大。     

锦屏二级水电站防渗墙后止水缝失效渗流计算

 对锦屏二级水电站防渗墙后止水失效情况下的渗流量、渗流场及渗透稳定等水力特性进行了数值模拟。计算结果表明：止水失效时，防渗墙便会失去作用，护坦段扬压力会增高，护坦段需要布置排水措施；止水失效成空缝时，渗流量剧增，基础将会发生渗透破坏，应对防渗墙后止水措施和工艺加以重视；止水失效但接缝被渗透系数为10-3cm/s量级的淤泥填淤时，渗流量、渗流场及渗透坡降场与止水正常情况时相近。     

玄武岩纤维加筋TRD防渗墙的抗水力劈裂性能

高渗压下帷幕防渗结构既要求有良好防渗性能,又要保证其抗剪与防止水力劈裂性能。利用TRD工法在水泥土搅拌方式上的突破,系统研究TRD施工中实现玄武岩纤维在水泥土中分散均匀的现场搅拌工艺,提出玄武岩纤维加筋TRD防渗墙的施工方法。对取芯后的试样开展劈裂抗拉强度试验,讨论水泥和玄武岩纤维掺量、玄武岩纤维长度、养护龄期等因素对玄武岩纤维加筋TRD防渗墙抗水力劈裂特性的影响。结果表明:对于搅拌分散液,P.O 42.5级普通硅酸盐水泥、钠基膨润土、玄武岩纤维与地层土体的搅拌效果较为理想;加筋水泥土的抗拉强度随着玄武岩纤维掺量和长度的增加会出现先升高后降低的峰值特性,最优玄武岩纤维掺量和长度分别为0.4%和12mm。     

堤基渗透变形扩展过程及悬挂式防渗墙控制作用的试验模拟

通过砂槽模型模拟了渗透变形发生和扩展过程，结果说明悬挂式防渗墙对渗透变形的发生条件影响很小，但对渗透变形的扩展及模型破坏的条件影响显著，一方面证实了悬挂式防渗墙渗流控制效果不显著这一已有的结论，另一方面证明了悬挂式防渗墙在一定条件下对险情的扩展可以起到控制作用。