低水头挡水闸下游排水孔失效对闸基渗流场影响分析

本文以低水头挡水闸为研究对象,结合工程实例针对低水头挡水闸下游护坦中不同部位的排水孔出现失效时,对闸基的渗透坡降、总水头以及渗流量等因素进行系统的统计分析。结果表明:水闸下游排水孔失效位置距离闸室越远,闸底板的扬压力值越大,渗流量和对应出口处的渗透坡降值越小,对闸基的渗流稳定性越不利。因此在设计及运行的过程中很有必要控制下游护坦中排水孔的失效位置和数量,这样才能保证工程的稳定和安全。     

橡胶坝消力池底板失稳原因分析及处理

泰丰橡胶坝自2003年10月竣工即开始蓄水,2004年6月3日,橡胶坝蓄水至设计高度4.0 m时,消力池底板和陡坡发生失稳破坏,现场情况为:消力池底板上升,陡坡下滑插入消力池底板下面,两侧陡坡向中间侧翻;另外,其他消力池底板亦有轻微上升现象,上升高度为5～20 mm不等.主要原因为:消力池底板所受扬压力过大是造成失稳的直接原因;消力池底板排水孔排水不畅或失效是造成失稳的主要原因;上游粘土铺盖防渗效果差是造成失稳的原因之一;溢流时可能对消力池底板产生的脉动上举力是造成失稳的诱发因素.通过对失稳原因的分析,提出了堵、减、排相结合的处理方案,处理完工后经受了2005年汛期较大洪水的经验,原发生失稳的位置及其他部位均未有异常情况发生,说明该工程采取的处理方案是有效可行的.     

对水闸设计问题的补充讨论之三——水闸的斜坡和渗流控制设计

结合工程案例，对底流消能水闸的斜坡与消力池连接形式，软基水闸地基的防渗和排水设计，软基水闸渗流及基底扬压力(包括渗透压力)计算方法，反滤排水孔设计等问题进行了分析，对比《水闸设计规范》(2016年版)中的相关规定，提出了针对性的意见和建议，以期为水闸设计工作提供参考。     

新型管网埋式排水系统在阿海水电站消力池的应用

阿海水电站最大下泄总功率约10 616km;消力池内最大单宽流量为178m3/s·m,泄洪消能是该工程的关键技术问题之一。在分析了类似工程消力池破坏机理后,将消力池基础排水从廊道封闭排水形式改为设置在两层混凝土间的新型封闭管网排水形式。同时为保证底板的整体性,板块之间在顺水流方向以半搭接缝相接,在垂直水流方向以键槽相接且相邻板块结构缝错开等布置措施。既保证了底板排水孔的通透性,节约了投资,又提高了泄洪消能建筑物的结构安全。经历了2个汛期,消力池运行状况良好。     

水闸排水与止水问题的分析

针对水闸设计中的一些问题,如消力池排水孔、闸基防渗面层排水、翼墙排水孔和止水伸缩缝等问题进行分析。     

底流钢膜消力池底板上表面脉动压力试验

为确保消力池防护结构在水流冲击下的安全,探索一种新的钢膜消力池防护结构,即在消力池传统的不透水混凝土底板上部铺设一层均匀开孔的薄钢板。基于某底流消力池模型试验,研究了铺设均匀开孔钢膜对不透水底板上表面脉动压力分布规律的影响。试验结果表明:铺设均匀开孔的钢膜后,对于消力池前端旋滚区,脉动压力强度系数减小、概率密度函数基本满足正态分布,但幅值范围更加集中;纵向各点的相关性降低、空间积分尺度下降,涡旋保持性降低;脉动压力主频基本不变,但脉动能量集中的频带变窄。与透水底板比较,钢膜消力池防护结构可以有效减小作用在消力池前端底板上表面的脉动荷载,初步表明这种结构具有一定的可行性。     

流溪河大坳拦河闸坝历史险情分析及启示

广州市流溪河大坳拦河闸坝2006年6月出现重大险情，主要是由于下游河床下切，致使工程现有消能设施起不到应有功效，在高速水流冲刷及渗流的联合作用下，下游海漫由下向上发生大面积坍塌破坏，严重影响闸坝安全。除险加固工程于2007年初完工，但在2008年6月28日下游消力池连接段混凝土板又发生掀起破坏，主要原因是上游防渗帷幕达不到设计目的，下游排水孔排水能力不足，导致混凝土板底扬压力过大，最终发生掀起破坏。可见，对于强渗透地基的闸坝工程，渗流控制设计合理与否将直接影响到建筑物的安全。     

水下薄层混凝土施工

1 概述 1997年7月,江苏省水利建设工程总公司中标,独立承担巴基斯坦KOTRI水闸加固K3项目施工。为充分发挥该闸的调蓄功能,设计提高上游蓄水水位,并保证水闸经加固后(关于水闸加固本文略)运行发全,在闸底坎下游斜坡段底脚以外原消力池混凝土上加一层600mm厚压重混凝土,为防止扬压力对原消力池产生破坏作用,所有混凝土浇注全部在水下进行。     

降低某闸坝工程渗透压力刍探

以长期使用且河床下切严重的某闸坝工程为例,阐述为降低该工程消力池的渗透压力,上设混凝土连续墙、下设排水孔,以双重措施解决问题的方法。该方法对规范的限制有所突破,实施效果良好,达到了降低渗压、确保工程安全的目的,对类似工程有较好的借鉴意义。     

涵闸老化加固水力学问题研究

根据前期研究得出的消力池底板厚度公式，经工程实践验证，符合程度良好。并总结国内外水闸工程经验，推荐几种行之有效的防冲加固措施。结合江苏省三河闸实例，为大型水闸的老化加固提供成功经验。     

改进的溢洪道底板抗浮稳定计算公式及其应用

通过工程实例,从理论上分析了溢洪道底板发生失稳揭底破坏的原因与机理,阐述了现行规范消力池护坦抗浮稳定计算公式的适用条件,给出了陡槽底板与消力池护坦分缝止水破坏工况下的抗浮稳定计算式.     

咸宁市幸福堰水闸除险加固工程设计

为了继续发挥水闸的经济效益,对幸福堰原水闸进行除险加固处理,在原建工程的基础上,结合工程最新勘察地质资料,重新设计水工布置,包括新建实用堰、拦河闸和灌溉闸,且新建的消力池和海漫开挖至基岩面高程,直接作为底板,为幸福堰水闸除险加固设计及施工提供依据。     

涵闸老化加固水力学问题研究

根据前期研究提出的消力池底板厚度公式，经工程实践验证，符合程度良好，并总结国内外水闸工程经验，推荐几种行之有效有效经验，推荐几种行之有效的防冲加固措施。结合江苏省三河闸实例，为大型水闸的老化加固提供成功经验。     

消力池底板磨蚀破坏的水力学试验研究

高水头电站泄洪消能难度较大,消能设施容易发生破坏。笔者采用模型试验和理论分析相结合的方法对铜街子水电站的泄洪消能问题进行研究。表孔闸门对称开启时,消力池的消能效果较好,从流场和压力分布特性可排除体型设计的影响;表孔闸门非对称开启时,消力池内形成流速较大的横向回流,回流形态与底板环形破坏带相似,可以判断回流携沙长期磨损是消力池底板破坏的主要原因,运行时应尽量避免非对称的开启方式。笔者通过比较表孔闸门对称和非对称两种开启方式,分析消力池流态、流场及压力特性,判断得出了消力池底板的破坏原因,并优化了电站的运行方式。研究成果对消力池的修复工作和电站后期的安全运行具有较大的指导作用。     

水闸消力池长度及深度设计方法探讨

文章通过研究河套灌区灌溉渠道上的水闸下游消力池在工程运行中存在的问题,分析出现此类问题的原因,总结出水闸消力池长度及深度设计方法,为解决水闸消力池设计中的茫然和工程运行中出现的冲淘问题提供一定参考。     

荆山湖进洪闸消力池优化设计

在理论计算的基础上,经过水闸整体水工模型试验,增设辅助消力墩,缩短消力池长度,解决了在进洪时的水流消能防冲问题。消力池池底因受到潜水和承压水的作用,进洪前期池底扬压力大,为满足抗浮要求所需的护坦底板厚,优化设计时在护坦与地基之间设置钢筋混凝土抗拔桩,增加护坦与地基间的锚固力,达到经济、安全和合理的护坦底板厚度。     

安坎水闸重建工程消能防冲设计要点分析

安坎水闸过闸水流流速不稳定，消能设施设置不当，每年到了泄流期，水闸消力池下游海漫及防冲槽均遭到严重冲刷，导致水闸出现冲淘塌岸现象，从而影响到整个水闸的稳定性。为了使消能设施能够满足消散动能与均匀扩散水流的要求，使闸下游流速均匀，避免发生偏流，结合安坎水闸实际过闸水流情况，对水闸消力池、海漫及防冲槽等消能防冲设施进行设计，并确定消力池的池长、池深，底板防冲抗浮厚度、以及海漫长度、抛石防冲槽深度，为同类工程设计提供参考依据。     

消力池底板及导墙脉动压力特性试验研究

消力池底板属轻型结构,其结构的振动、抗冲、稳定等均与底板水跃区的水流脉动强度直接相关。依托某工程,对底流消能的消力池底板及导墙脉动压力特性进行了较系统的水力学模型试验研究,通过对水流脉动压力测试数据的综合分析,获得了消力池底板及导墙动水压力的分布规律以及点、面压力脉动的换算关系。研究丰富和发展了消力池及导墙的脉动压力特性研究,可为底流消能形式的水流动力特性深入研究提供科学参考。     

广东省佛山市顺德区菊花湾电排站工程三维有限元渗流计算分析

以广东省佛山市顺德区菊花湾电排站工程为研究对象,基于有限元法建立合适的模型,选取适宜的计算参数进行计算分析,对电排站渗透安全状况进行评价.结果表明,菊花湾水闸和电排站闸室底板底可能发生脱空,内河侧可能处于破坏状态,同时提出相应的对策与建议.     

水闸消力池底板结构加固施工方法探讨

本文探讨一种水闸消力池底板结构加固施工方案,将消力池内的渗、透水有序导出,解决在维修时渗水量较大影响施工问题,通过创造干地环境,在原底板上实施加固结构达到维修目的。这种施工方法不必排空上游蓄水,可以减少水资源损失,对于面积较小的消力池可以在原底板上做整体加固,对于面积大的消力池可以分数块加固。