多头小直径防渗墙在水库加固中的应用及渗流有限元计算

基于深层搅拌桩技术的多头小直径防渗墙具有诸多优点,在平原水库防渗加固工程中的应用越来越广泛。利用ANSYS中的热分析模块,模拟了某水库大坝采用多头小直径防渗墙加固前、后的坝体渗流流场分布,确定了渗流浸润线及下游坝坡渗流逸出点的位置,计算出坝体的单宽渗流量。经有限元计算值与实测资料进行对比分析,结果表明,该防渗墙对于大坝防渗效果显著,有限元渗流计算的水位值与实际观测值吻合较好,计算结果可靠。     

乌拉泊水库副坝混凝土防渗墙防渗效果分析

乌拉泊水库在利用混凝土防渗墙对主坝进行防渗处理后，解决了主坝渗流不稳定的问题，在此基础上于1999年至2002年又延长了混凝土防渗墙，对副坝进行了防渗处理。文中通过对防渗处理前后的测压管水位进行相关分析、位势分析、类比分析、防渗体有效系数分析，以及副坝排渗暗管排渗流量分析，认为副坝防渗墙防渗效果明显，有效解决了副坝渗流不稳定的问题。     

基于数值模拟的土石坝防渗墙渗流稳定性分析

为了研究混凝土防渗墙在不同工况下的渗流稳定性，基于数值模拟系统，分析防渗墙深度对渗流场影响以及材料渗透系数敏感性变化规律。结果表明：(1)坝基渗流量及坝后出逸点水力坡降受防渗墙的深度影响较大，随防渗墙深度的增大，坝基渗流量和总渗流量减小。当防渗墙深度小于40m时，坝基渗流量和总渗流量随防渗墙的深度增大而显著减小。(2)当防渗墙底端为不同材料的交界面时，墙底水力坡降较大，实际工程中应尽量避免墙底位于不同材料的交界处；对于封闭式防渗墙，需设计较大的嵌固段深度，以保证墙体不发生严重的局部冲刷。(3)当无量纲渗透系数小于1时，随渗透系数比的增大，不同工况下防渗墙底部水力坡降减小，但减小速率越来越平缓。研究结果显示，防渗墙深度大于40m即可满足防渗和大坝的稳定性要求。     

老旧水库大坝工程的防渗加固施工技术

为探讨老旧水库大坝工程的防渗加固施工技术,文章结合红旗水库实际情况,立足该水库的现状,通过方案对比,选择混凝土心墙+帷幕灌浆方案防渗加固效果最佳,防渗加固后下游坝脚地面出逸坡降及渗流量都大为降低,浸润线也大幅降低,加固后大坝的渗流稳定及下游坝坡抗滑稳定得以有效验证,可为同类工程的防渗加固施工提供借鉴经验。     

深厚砂砾石覆盖层上平原水库空间组合渗流分级控制方案

针对深厚砂砾石强透水覆盖层上平原水库提出"坝坡斜墙铺塑+库盘水平铺塑+混凝土防渗墙"空间组合渗流分级控制体系。以河西走廊冲洪积戈壁平原灌区某碾压均质砂砾石坝为例,利用Seep/w模块通过饱和-非饱和渗流计算研究了6种渗流控制方案,以坝体渗流量、出逸坡降、浸润线标高、坝体平均渗流坡降等作为控制参数评价了方案的有效性。结果表明,基于莱茵法学术思想采用坝基水平铺塑和垂直防渗墙等渗径长度法设计坝基正交防渗体系,在减少渗流量和渗透坡降方面优势互补,可显著提高防渗的可靠性和经济性。     

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。     

基于Autobank的某黏土心墙坝渗流稳定分析

基于Autobank水工设计软件,采用有限元计算方法,对广东地区某黏土心墙坝的渗流和坝坡稳定性情况进行实例研究.选择正常蓄水位、设计洪水位等多种工况作为试验对象,对黏土心墙坝进行渗流及坝坡稳定性计算分析.分析结果显示,该大坝黏土心墙加防渗墙加帷幕灌浆的防渗体系在各工况下大坝均不会发生渗透破坏和坝坡失稳现象;库水位的上升,对坝坡单宽渗流量和抗滑稳定有一定影响,对出逸点水力坡降影响不大;库水位骤降工况下,迎水坡形成的反向渗流场对坝坡的渗透变形及抗滑稳定均有不利影响.     

坝基计算范围对平原水库结构渗流特性的影响

平原水库坝基透水层较厚,数值分析中透水坝基的计算范围对其渗流特性影响较大。以复合土工膜、混凝土截渗墙及二者联合防渗体的平原水库结构为研究对象,系统研究了均质土石坝体与坝基不同渗透系数比值、坝基计算范围和深度对坝体浸润线和总渗流量的影响。研究结果表明,以复合土工膜和截渗墙单独防渗时,稳定的浸润线位置和总渗流量存在临界坝基深度;联合防渗时,截渗墙不贯穿情况下浸润线整体随着计算深度的增加而降低,渗流量先增加后降低,在0.6倍坝底宽度时出现极值;坝基防渗结构未完全贯穿情况下坝基上游长度的增加会引起浸润线整体抬高。典型坝段算例表明,坝基深部存在渗透系数较大的沙性土层时,截渗墙的施工应贯穿沙性土层并达到和坝底宽度相关的有效长度,以减小渗流量损失和防渗墙底部的渗透破坏。     

大坝防渗墙设计参数优化研究

防渗墙的结构和参数对土石坝的坝基渗流量和坝体稳定性具有重要的影响,是工程设计中需要重点关注的因素。文章以辽宁省泡子沿水库除险加固工程为例,利用有限元数值模拟的方法对土石坝混凝土防渗墙设计参数进行研究,获得了单宽渗流量、防渗墙底部以及坝脚溢出点渗透坡降的变化规律,结合研究结果以及工程的经济性,认为防渗墙厚度为0.8m,入岩深度2.0m最为经济合理。     

跋山水库防渗加固设计方案比选研究

跋山水库在正常蓄水位下坝体渗流量约为590万m~3/年,高水位运行时坝坡出逸渗流安全不满足规范要求。为保证坝体防渗安全,需对大坝防渗体进行加固处理。通过深入分析跋山水库坝体渗流现状,从大坝防渗体垂直截渗技术、防渗体加固及防渗轴线选择等方面比选防渗加固方案,并利用地下水渗流分析软件GeoStudio,选取不同工况对坝体加固前后渗流进行计算。表明采取防渗方案后大坝浸润线明显降低,渗漏量减小,防渗效果显著,心墙、防渗墙及坝后坡出逸比降均能满足规范要求。     

吉河水库大坝坝体及坝基防渗处理措施的探讨

湖北省枣阳市吉河水库大坝坝线长,坝基工程地质条件复杂多变。由于建坝时坝基清基不彻底,坝体填筑质量不高,30余年的运行中渗漏严重,水量损失大,大坝渗透坡降0.25,渗流量2.54 m~3/d。根据坝体、坝基渗漏原因,提出了水平防渗和垂直防渗的比选方案。采用水平防渗后渗透坡降为0.17,渗流量为1.23 m~3/d;采用垂直防渗后渗透坡降和渗流量为0.01、0.09 m~3/d,说明垂直防渗的效果更好。经技术、经济综合比较,推荐采用槽孔混凝土防渗墙方案对坝体及坝基进行防渗加固处理。     

金平水电站深覆盖层基础处理及渗流稳定分析

详细叙述了防渗墙+防渗帷幕完整防渗体系,并选择9个典型大坝断面,考虑4个边界水头,对各种工况条件下大坝的渗流安全性进行评估。计算结果表明,采用防渗墙+防渗帷幕方案,可有效控制大坝渗漏(单宽渗流量小于14m3/d),防止坝基渗透变形,并能有效降低下游坝坡浸润线,坝体和坝基的抗渗安全系数均满足要求。     

黄河黄丰水电站右岸复合土工膜砂砾石坝设计

黄丰水电站工程右岸土石坝采用混凝土防渗墙与复合土工膜联合防渗结构。简要介绍土石坝上游坝坡防渗体系设计、坝体整体的渗流计算、稳定计算以及复合土工膜与上下保护层料之间的抗滑稳定性分析。经计算,坝体整体渗流量相对多年平均流量较小,可忽略不计;上游坝坡采用加糙复合土工膜或设置防滑槽形式铺设,稳定性满足规范要求。     

强透水堤基堤身的几种防渗方案比较

在堤防工程设计中,常遇到强透水堤基、堤身问题.以大凌河辽西某段强透水堤基堤身为例,通过对坡面防渗膜与粘土防渗墙、坡面防渗膜与高喷灌浆防渗墙、坡面防渗膜与混凝土防渗墙、坡面防渗膜与斜向铺塑结合等4种防渗方案进行了经济技术比较,各有利弊,但从渗流稳定及减少渗流量方面来看,4种方案均能获得满意效果。     

混凝土防渗墙在病险土石坝加固中的应用

我国的病险土石坝中,渗漏及由渗流问题引起的边坡稳定性是一个普遍存在的问题。近些年,国内外许多学者对这个问题进行了研究,提出了有效的解决办法,其中一个就是混凝土防渗墙。本文基于二维饱和一非饱和渗流的基本方程,采用有限元计算软件,结合工程实例计算分析某水库防渗加固方案对坝坡渗透稳定的影响,结果表明:在已建水库堤坝的防渗加固工程中,混凝土防渗墙对坝坡的渗透稳定起到很好的加固效果。     

彰武水库大坝除险加固前后安全分析

文章通过对彰武水库大坝除险加固前后在相同库水位与不同库水位下的测压管水位、坝后渗流量进行对比分析,论证了水库大坝经过对上游坝坡塌坑处理、防渗土工膜铺设和坝基采用塑性混凝土垂直防渗墙等防渗措施后,测压管水位明显下降,渗流量明显减小,防渗效果显著,提高了大坝的安全系数,保障了大坝的安全运行。     

王庆坨水库坝基防渗墙优化研究

基于优化设计的思路,针对王庆坨水库围坝布置和平原河道冲积覆盖地层的不良地质条件,采用二维有限元法对不同防渗条件下的坝基渗流场分别进行了模拟,以防渗墙的位置、厚度、深度为控制指标,得出不同方案计算所得的渗流量、水力坡降,通过比较,定量地提出了防渗墙的优化方案。此研究方法可应用于类似平原水库渗流评价和防渗加固工程分析。     

幸福水库大坝渗流安全分析及评价

由于上下游水头差的影响,土石坝坝体和坝基中的渗流可能导致坝体出现渗流冲刷、管涌、渗漏,严重时将会导致坝体溃决,以长期的渗流观测资料和二维渗流有限元计算等手段对大坝渗流情况分析得到广泛的应用研究。以江西幸福水库大坝为研究对象,在分析幸福水库大坝渗流观测资料和二维渗流有限元计算结果的基础上,对幸福水库大坝的渗流安全状况进行分析,结果表明,混凝土防渗墙防渗效果良好,大坝各区域渗透坡降满足安全运行要求,坝肩处存在绕坝渗流问题,整体渗流状况较好,为保障水库大坝安全运行管理提供科学依据。     

湖北富水水库大坝渗流监测资料分析

采用比较法、作图法及数学模型法等渗流监测资料整编分析方法,对富水水库大坝坝体、坝基、绕坝渗流观测资料,发电管周围渗流观测资料,减压井水位观测资料以及坝后渗流量等项目进行分析。分析认为:坝体各测点渗流水位较为稳定,与库水位相关性较差;各断面心墙防渗效果显著;坝基各断面测点水位与库水位相关性整体比坝体测点明显;坝基混凝土防渗墙防渗效果比两岸帷幕灌浆效果明显;左坝肩存在明显绕渗;发电管周围渗流水位受库水位影响相对较小;减压井水位均较低,与库水位有一定相关性;渗流量小,受降雨影响显著。     

混凝土防渗墙截渗对土石坝边坡稳定的不利影响分析

在我国病险水库中,大坝渗漏和坝坡稳定是普遍存在的主要问题。为解决土石坝的渗漏和渗透稳定问题,混凝土防渗墙是一种行之有效的办法,它不但可以减少渗漏量,还能大大降低坝后渗透坡降。但是,进行防渗处理设计时往往容易忽视一点：防渗墙在解决了土石坝渗流问题的同时,也会造成上游坝体浸润线抬高,对水位降落工况上游坝坡稳定造成不利影响。