南水北调中线陶岔至鲁山段渠道防渗排水设计

为了减少南水北调中线工程总干渠的输水损失,采用渠道全断面现浇混凝土衬砌的防渗措施,对于土质较好且渗透系数较小的全挖方渠段,能够起到较好的防渗作用。针对存在侧向或者垂直渗漏问题的渠段,采用复合土工膜加强防渗。对于衬砌结构在地下水位高于渠水位时可能发生失稳的安全隐患,设计了由排水垫层、透水软管和逆止阀等配套的排水设施,并在渠坡采用塑料排水盲沟作为排水垫层。现场施工实践表明,这些排水措施取得了良好效果。     

南水北调中线一期工程总干渠高地下水位渠道设计主要问题及对策措施

高地下水位的处理是南水北调中线一期工程总干渠渠道设计中的主要技术问题。对挖方较深和渠基透水性较强渠段,这一问题尤为突出。本文以总干渠陶岔至沙河南段、黄河北至羑河北段的部分渠段为例,对高地下水位渠道存在的主要问题、处理方法及原则进行了分析,对南水北调中线一期工程总干渠所涉及的主要对策措施进行了介绍,主要包括:(1)逆止阀自流内排;(2)水泵抽排;(3)换填结合排水法。     

南水北调中线挖方渠段渗控措施优化研究

南水北调中线工程中渗流调控是保障渠坡及衬砌板稳定的关键。为全面分析高地下水地区挖方渠段渗流调控措施合理性及优化的效果,针对典型渠段建立渗流模型,通过三维有限元数值模拟,研究渠道渗流场分布规律,比较不同措施的调控效果。结果表明:排水垫层结合逆止阀、排水板结合逆止阀、排水板结合衬砌板透水缝等3种排水措施都能有效降低渠底衬砌板下扬压力。最后比较了上述3种措施的差别,讨论了应用条件,提出了相应的建议,对类似工程有借鉴意义。     

浅析南水北调总干渠叶县段渠堤堤身防渗排水设计

南水北调中线一期工程总干渠叶县段是陶岔渠首至沙河南段的一个项目工程,明渠断面多采用梯形,基本由全挖方、半挖半填和全填方三种方式成渠,渠道设计纵坡1∶25 000,水深7.0 m,底宽17.0～24.5 m。过水断面全部用C20混凝土衬砌,其下大多铺设双面复合土工膜防渗。根据成渠方式和地下渗水情况,土工膜下布置排水系统,包括垫层、排水管、逆止阀等,主要功能是排除地下水,保证衬砌稳定。挖方渠道一级马道以上、填方渠道背水面渠坡,根据坡高及地质条件采用浆砌块石拱、浆砌块石框格、草皮等措施护坡,背坡排水采用浆砌石+贴坡排水。     

南水北调中线工程高地下水位渠段水文地质分析

南水北调中线工程总干渠陶岔-沙河南段地下水位高于渠底板的渠段长约130 km,沿线岗垄、岗丘平原、河间平原、剥蚀残丘地带均有分布。这些渠段存在膨胀土(岩)渠坡处理、渠道边坡稳定、基坑涌水和涌砂、渠道衬砌抗浮稳定等问题,均与地下水有关。分析了高地下水位渠段的工程地质条件及水文地质条件,分区域对地下水补排关系及水位变化规律进行了总结,并以方城段渠道施工为例,介绍了高地下水位渠段渠道渗透破坏控制处理措施。     

南水北调中线工程黄羑段渠道排水计算分析

为解决南水北调中线工程黄河北—羑河北段渠道高地下水位渠段渠道边坡及衬砌的稳定性问题,计算衬砌下地下水的扬压力,采用有限元法复核渠道内坡排水措施,在稳定渗流工况与非稳定渗流工况下,采用不同排水管间距、粗沙垫层厚度和渗透系数、基础土层渗透系数组合,对衬砌板下水头敏感性进行分析,并根据计算分析结果对高地下水位渠段提出了衬砌排水垫层、排水管的调整措施,以优化排水设计,节省工程投资。     

南水北调中线河南段左岸排水倒虹渗控设计

左岸排水倒虹吸采用河穿渠交叉型式,穿渠建筑物渗漏或总干渠内水外渗均会影响总干渠的渗透稳定,加强对该部位的反滤排水设计,直接关系到总干渠的安全问题。经过分析研究,参考长江勘测规划设计研究有限责任公司编制的《南水北调中线一期工程总干渠渠道设计补充技术规定》,对左岸排水倒虹吸渗控设计进行研讨。     

构皮滩水电站地下厂房区防渗与排水系统设计

构皮滩水电站地下厂房位于灰岩地区,本文针对该电站独特的水文地质及工程地质条件,对厂房区域地下水采取“外堵与内排相结合”的综合渗控措施进行渗控设计。三维渗流场计算分析表明:本设计采取的综合渗控措施能有效地降低本电站厂房区域的地下水位,防渗排水效果良好。     

高地下水位区混凝土防渗渠道抗冻害设计

北方地区冻害是混凝土渠道的大敌，特别是高地下水、强透水段混凝土渠道冻害更为严重。破坏的主要原因是地下水位高，渠床含水量高，形成冰冻冻胀破坏。解决办法是降低水位，减少渠床含水量，增强混凝土抗冻能力，根据不同渠段的地理环境、排水条件，采用４种设计：①抬高渠底，设置滤水管与卵石垫层，把地下水排向下游渠道；②板下设纵横向网格排水体，通过集水沟导管将地下水排出渠外；③Ｕ型混凝土渠道下设漏斗式诽水体，结合卵石垫层把水横向排出；④设置卵石垫层，增加混凝土板厚度，提高混凝土板自身抗冻能力。     

高地下水位渠道无砂混凝土垫层流固耦合分析

排水垫层是排除渠道地下渗水的重要途径。目前尚无系统的高地下水位渠道无砂混凝土排水垫层的流固耦合研究成果,高地下水位时无砂混凝土排水垫层的力学性能尚不清楚,制约了其工程应用。基于无砂混凝土排水垫层的混合比试验成果,利用流固耦合理论及有限元分析方法,模拟高地下水位时渠道施工及运行状况,揭示高地下水位渠道无砂混凝土排水垫层的渗流及应力特征。结果表明,无砂混凝土可有效排除渠道地下渗水,可有效避免岩土体颗粒流失,且无砂混凝土排水垫层应力处于安全状态,可以确保施工与运行期渠道工程的安全。该成果已成功应用于南水北调中线干渠宝郏一标段高地下水位页岩段渠道施工中,也可供高地下水位渠道及类似工程建设时参考。