小湾双曲拱坝上游坝面防渗施工技术

小湾拱坝混凝土总量达881.0×104m^3,最大坝高294.5m,大坝位于高地震烈度区,大坝建成后总水推力高达1660×10^4t,为降低坝踵处的拉应力,防止小湾高拱坝运行期上游面坝体及坝踵局部开裂漏水,避免高压水进入坝体裂缝或坝踵裂缝导致水力劈裂,需要在拱坝上游面坝踵附近及高应力区域设置辅助防渗体系。本文介绍采用喷涂聚脲及粘贴GB柔性板防渗施工的情况,实践证明,在高拱坝上游坝面采用综合防渗方案及施工技术可行,大大提高了坝体安全性。喷涂聚脲弹性体技术在水利水电工程中具有广阔的推广前景。     

改善高拱坝坝踵拉应力措施的探讨

目前改善高拱坝坝踵拉应力的措施,主要是坝体体型优化,以及设置诱导底缝。提出在拱坝上游地基内设置垂直缝的构想,重点分析了垂直缝设在不同高程范围和不同缝深对坝体应力和位移的影响。结果表明:设置垂直缝和诱导底缝都能够有效改善坝踵附近应力分布,对拱坝整体稳定影响较小。     

宽谷拱坝设计的几点体会

宽谷拱坝的设计不同于一般拱坝，由于拱坝悬臂作用的增加与拱作用的削弱同时发生，会导致坝踵拉应力增加，超过允许拉应力，须采取必要的措施来控制坝踵应力，本文根据工程实际设计经验，概述了优化宽谷拱坝设计的几种方法。     

七里坡水库砌石拱坝裂缝渗漏原因分析及处理

为消除七里坡水库大坝由于砌石密实度低、未设置防渗面板等,导致高水位蓄水运行条件下坝体下游面及坝肩存在渗漏问题。经实地踏勘和钻芯取样,对大坝渗漏原因进行了全面调查分析。结合坝体应力和拱座整体稳定性复核成果,采取上游坝面增设混凝土面板与坝基坝肩增补帷幕灌浆为主的组合防渗方案进行防渗处理。大坝整治后,历经高水位和汛期大流量考验,各项指标运行正常,坝体和坝肩渗漏问题处理成功。     

孤山航电枢纽工程坝基处理及渗控方案设计

为解决孤山航电枢纽工程坝基基础处理存在地质条件复杂、断层发育、固结灌浆与混凝土浇筑干扰强、地基处理工程量和难度大等问题，针对坝基岩体特性、吕荣线及地下水位分布以及坝高等因素，综合确定该工程坝基固结灌浆及防渗帷幕设计方案。固结灌浆布置于重力坝坝踵区、泄水闸上下游侧，孔排距为2.5 m×2.5 m,孔深为5～6 m。防渗帷幕贯穿两岸山体、重力坝段及泄水闸坝段，采用单排帷幕，防渗标准为5 Lu,帷幕后设置排水孔，帷幕灌浆孔和排水孔孔距均为2.5 m。坝基灌后检测结果表明：岩体声波和透水率满足规范要求；该方案有效地提高了坝基岩体完整性、减小了坝基变形、降低了基础扬压力、减少了大坝渗漏量，设计方案合理可靠。     

重力坝计算与实测坝踵应力差异中扬压力作用研究

坝踵应力是评价重力坝安全的重要指标,按无拉应力准则设计的重力坝采用有限单元法分析时往往出现较大的拉应力,但实际工程中未见观测到拉应力的报道,有的甚至出现较大压应力,同时实测应力变幅往往远小于计算值。本文统计了国内外24座重力坝观测结果,分析了坝踵应力蓄水前后变化特点,以一典型重力坝断面为例,采用材料力学法和有限元法对坝踵应力进行计算,对比分析了理论坝踵和实测坝踵应力变化规律,重点研究了扬压力对两个坝踵点应力贡献作用,揭示了计算和观测坝踵应力差异的原因之一。结果表明：理论上的坝踵应力是坝踵基岩一侧计入扬压力作用的有效应力,实测坝踵应力则是距基础一定距离、坝体混凝土内部的总应力,两者存在一个与扬压力接近的应力差;按无拉应力准则设计的重力坝,坝内测点不会出现拉应力,最小压应力为0.5～1.0倍的上游水头;实测坝踵的有效应力取决于渗流场和孔隙水压力系数(B系数),该点渗透压力变幅小于上游水头且存在滞后,致使应力变幅明显小于理论坝踵应力变幅;扬压力在理论坝踵和实测坝踵的作用差异是实测与计算坝踵应力差异显著的重要原因之一。     

上、下游面坡度对重力坝抗震性能的影响

采用振型分解反应谱法,分析了不同上、下游坡度的某重力坝在8度地震设计烈度下的地震响应,得到了地震作用下大坝不同坡度顺流向和竖向的最大位移响应、坝踵最大拉应力响应和坝址最大压应力响应。通过对比分析,得到地震作用下上、下游坡率变化对重力坝抗震性能的影响。     

基于模型试验的非溢流重力坝应力应变分析

采用模型试验法对某水利枢纽工程非溢流重力坝横断面上的应力和位移进行了试验研究,结果表明:坝体上游面出现了显著的拉应力集中现象,最大值出现在坝踵处,同时下游面出现了较大的竖直压应力,最大值出现在坝趾处,但应力值均小于坝体混凝土和地基的抗拉及抗压强度;坝体位移处于弹性状态,大坝运行状态较为正常.     

丹江口大坝加高工程右岸转弯坝段锯缝方案研究

丹江口大坝右岸混凝土坝转弯坝段在平面上呈凸向下游的反弧形,在气温长期影响下出现周期性变形.为消除该坝段对坝体稳定及应力不利的变形,并确保帷幕防渗质量,设计确定采用消除横缝间连接的"锯缝"方案,解决反拱反向变位和缩小坝踵拉应力范围.经生产性试验,本项目采用了水平钻孔、绳锯切割的施工方案,设备选型正确,施工效率相对较高,切割出来的横缝能够满足设计要求.     

土卡河水电站厂房坝段应力应变研究

采用数值模拟方法,对土卡河水电站厂房坝段整体混凝土结构及重点部位(进水口、蜗壳、尾水管)和大坝基础进行了应力应变研究.结果表明:坝顶向下游最大位移1 250cm,坝顶最大沉降1 128cm;地震工况下坝趾出现-0 818MPa的拉应力,坝踵在工况6下出现拉应力;蓄水工况下,进水口底部、蜗壳底部、尾水孔周边均存在极值约为-0 5MPa的拉应力.     

混凝土坝坝基帷幕前扬压力的几个问题

混凝土坝帷幕前的杨压力直接关系到大坝的安全稳定．笔者依据实测扬压力资料，对照现行设计规范分析研究后指出，在多泥沙河流上，当坝前能形成铺盖时，坝踵设计扬压力可小于上游水深的规定与实测资料相符；帷幕前的实测扬压力图形超过规范假定值的情况不是个别现象，对其可能产生的不利效应需有充分的估计；帷幕前的扬压力水位在高库水位时产生脉冲上升和扬压力系数大幅度增大，是帷幕前坝基面应力状态趋向恶化的反映，应引起高度重视．     

重力坝实测结果的重回归与相关分析

利用一个重力坝的实际观测资料，针对影响大坝变经和应力的两个重要因素水压与温度，对大坝变位及应力的影响进行了重回归和相关分析，分析结果说明，重回归方法，可以很好地将影响实测结果的各种因素分离，从而分析各种因素对坝体各变化量的影响，该重力坝的坝顶位移中温度变化引起的位移可达总位移量的1／3以上；温度应力在坝体总应力中占相当的比例，特别是坝踵的温度应力较大；温度应力除受气温度的影响外，拉应力主要起因于 最高温度起的温度下降，该大坝的拉应力主要来自于两次水管冷却引起的温除，纵缝中、下部由于接缝灌浆成为一体，能很好地传递压力，但在坝体表面附近，由于温度应力影响可能已经张开，不能传递水压荷载。     

消除混凝土坝坝踵拉应力集中的一种结构措施——设置坝踵块

混凝土重力坝及拱坝的坝踵是拉应力集中区,容易开裂,对大坝的安全运行有重大影响,国内外已有多座拱坝产生了严重的坝踵裂缝.为消除混凝土坝坝踵的拉应力集中,建议在基础灌浆廊道周边混凝土内设置两条结构缝,一条是从基础廊道至上游面的水平缝,另一条是沿廊道下游面至建基面的垂直缝,这两条缝把坝踵区的混凝土从坝体中分隔出来,形成独立的坝踵块,从结构上改善了坝踵的受力条件;同时给出了坝踵块的设计原则.     

设上游底缝对小湾拱坝坝踵开裂的影响及破坏分析

该文通过采用DP材料准则和William-Warnke材料准则对小湾拱坝设上游底缝的受力情况与破坏规律进行分析,结果表明:小湾拱坝设置诱导底缝可以释放坝踵拉应力,改善坝踵应力状态,并且得出设置诱导底缝后不会影响到整个大坝的安全。     

施齐勒盖斯拱坝性能

施齐勒盖斯拱坝是一座位于宽河谷中的双曲重力拱坝。根据试载法采用线性数值模型对大坝进行了设计和安全性分析。量测结果表明线性分析准确地模拟了大坝的总体承载性能。然而，在水库初次蓄水期间，位于岩石表面的底部廊道中监测到意外的严重渗漏现象。其原因解释为大坝上游坝踵产生局部变形。通过修建一道弹性截水墙解决了渗漏问题。为了得到一个适合于分析实测数据并重新评价结构安全性和完整性的数值模型一考虑到这种局部现象一建立了一个详细有限元模型。线性分析结果表明在大坝上游坝踵处存在拉应力。根据现场地质条件，对该模型进行了修正，在坝基设置一条完整的周边底缝，使大坝与岩石分开。结果表明底缝张开度很大。尤其在最高混凝土坝段处的底缝张开程度约为整个厚度的50％。这种情况伴随着坝体内部应力重新分布，增大坝肩斜向作用力。拱坝承载性能能够保证应力重新分布后大坝安全。本模型性能以及对实测读数的仔细分析是结构安全性评价的基础。     

浆砌石空腹填碴重力坝的应力分析

浆砌石空腹填碴重力坝利用空腹填碴，在保证大坝安全的基础上，减少工程量，降低工程造价。在构造上采用连接上、下游坝腿的承碴拱承碴。应力分析中，对空腹形状、大坝体形、筑坝材料分区、坝基裂隙等因素作了综合考虑，并采取调整分区弹模值，改变后腿刚度等方法，改善坝体应力分布。分析还表明，坝踵处倾向下游的裂隙对坝踵应力改善有较好的效果。因此，在坝踵处设置结构齿槽，既有利于坝体抗滑稳定，又有利于坝踵应力改善。     

丹江口大坝加高工程坝踵应力研究

通过数值模拟分析,以丹江口大坝加高前设计蓄水位157 m时,在坝体自重、上游水压力及相应水位下的扬压力等荷载作用下的坝体应力作为"初始应力状态",分析加高后的坝踵应力是否恶化以及提高施工期水位对加高后坝踵应力的影响程度.分析认为:与"初始应力状态"相比,加高后当库水位升至校核洪水位174.6 m时,各坝段坝踵应力出现不同程度的恶化.提高施工期水位,对深孔坝段和厂房坝段的坝踵应力(库水位提高到正常蓄水位170 m及以上时)没有明显的不利影响,对左联35号坝和右联7号坝段的坝踵应力稍有不利影响.     

基于边界有限元计算方法的多相场重力式大坝动力特性分析研究

针对重力式大坝动力响应特性问题,引入边界有限元动力分析方法,计算获得两相场与三相场条件下大坝动力特征。研究表明,边界有限元理论计算结果与解析解呈一致性,边界有限元动力分析方法适合求解多相场动力反应体系;动水压力从坝踵至坝顶逐渐降低,在坝踵处反应系数为0.25时,动水压力可达到0.026 5 MPa,但坝踵处动水压力受动力反应系数与激励频率影响,动力反应系数愈大,坝踵处动水压力愈大,反应系数0.925时相比0.25时增大326.4%,激励频率增大,坝踵处动水压力呈先增后减,最高点位于一阶自振频率处,二阶自振频率处会出现陡降,降低幅度超过70%;当激励频率与自振频率一致时,坝体动水压力最大;三相场坝体X、Y向位移处于稳定,在坝体特征点中均为X向位移高于Y向位移,但下游变坡点处X、Y向位移差距更大。研究成果可为多相场条件下的重力式大坝动力反应特征分析求解提供一定参考。     

RCC重力坝地质缺陷坝基处理方案优化及加固效果评价研究

笔者针对RCC重力坝地质缺陷坝基开展处理方案优化和评价研究,采用有限元超载法对碾压混凝土重力坝的坝基接触面应力、位移及坝体破坏进行分析。研究表明:随着超载系数的增大,坝基接触面上游部位的拉应力和下游部位的压应力均增大,且坝踵拉应力增长幅度大于坝趾压应力的增长幅度。同时,坝基竖向位移增大,坝踵与坝趾的位移差也随着超载系数的增大而增大。地基接触面位移量值增大及上下游变形差异的增大都会导致坝体塑性区的发育和扩展,不利于坝体的稳定性。基于不同地基处理方案下坝基位移、坝踵与坝趾位移差异性比较可知:地基处理方案四的加固效果较其他三种处理方案更能有效提高坝基的承载能力和稳定性。     

恰甫其海水库大坝安全监测系统

1大坝安全监测项目及布置恰甫其海水利枢纽工程拦河坝为粘土心墙堆石坝,属1级建筑物,最大坝高108m,坝顶长度362m,坝顶宽12.0m,上游坝坡1∶2.5,下游综合坝坡1∶2.33,顶宽6.0m,心墙上、下游边坡1∶0.3,其大坝安全监测主要布置了坝体变形、心墙土压力、渗流、渗流量等监测项目。其中:坝体表面变形监测包括竖向位移和水平位移,在上游坝坡、坝顶及下游坝坡设置监测表面变形监测点;坝体内部变形监测为心墙内部的沉降和水平位移(测斜);坝体土压力监测主要监测粘土心墙是否会产生拱效应;坝体渗流及绕坝渗流监测是重点监测项目,在坝体上选取3个剖面,…