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。     

昌梨水库大坝防渗加固效果评价

在土坝防渗加固工程中,混凝土护坡和混凝土防渗墙的应用在技术上已较为成熟,但对其实际防渗效果的评价尚缺乏计算依据。以昌梨水库为例,采用有限元法计算了防渗加固前后坝体的渗流特性,结果表明,以混凝土护坡和混凝土防渗墙为主要防渗措施建立的防渗体系效果良好,可明显改善坝体和坝基的渗流性态,加固后大坝各料区渗透坡降和渗透流量均明显减小,且满足规范要求。     

深厚覆盖层地基渗流控制措施效果数值分析

结合某工程实例,应用有限元分析方法,分析了地基防渗墙深度、铺盖长度及覆盖层土体渗透性等因素对坝基渗流控制效果的影响。结果表明:覆盖层渗透系数较大时,覆盖层成为大坝渗流的主要通道,防渗墙只有完全截断覆盖层才能取得较好的防渗效果;当采用悬挂式防渗墙时,防渗墙深度取其与覆盖层厚度之比为0.7左右时较为合理;单纯依靠铺盖不能有效控制覆盖层地基渗流;覆盖层渗透性是坝基渗流控制较敏感因素,其渗透系数大小及渗透各向异性均对大坝渗流场有一定影响。     

三溪浦水库大坝渗流原型观测资料分析

在整理分析三溪浦水库维修加固后的渗流原型观测资料基础上,对水库的渗流状况进行评价,同时也对渗流观测数据与设计计算结果之间的差异成因进行分析,分析结果表明:坝体和坝基的渗流状态稳定;混凝土防渗墙的防渗效果明显。防渗墙下游侧的测点计算值与实测值之间差距较大,其主要原因是设计计算当中未能准确确定防渗墙的渗透系数以及坝基在长期渗流作用下渗透性已发生变化,同时也通过分析发现部分测点的埋设位置高于坝体浸润线,其测值已无法用于坝体渗流情况的分析评价。     

防渗墙裂缝对沥青混凝土心墙坝坝基渗流的影响分析

以某深厚覆盖层沥青混凝土心墙堆石坝为例,通过建立三维有限元模型进行渗流分析,研究其防渗墙裂缝宽度及裂缝型式对坝基渗流场的影响。结果表明,防渗墙完好条件下,坝基渗流量及渗透稳定性满足规范要求;随着防渗墙裂缝宽度以及裂缝条数的增加,大坝防渗截面的总渗流量显著增大,除裂缝外其余部位渗流量均有所减小,坝址下游溢出点土体发生渗透破坏。     

某土石坝深厚覆盖层混凝土防渗墙深度优化研究

针对某深厚覆盖层土石坝坝基进行了9种不同深度的悬挂式混凝土防渗墙方案对比计算分析,计算结果表明,防渗墙深度达到22 m时,大坝及坝基年渗流量小于坝址区多年平均径流量的2%的要求。在此基础上采用三维有限元对坝体和坝基渗流特性进行了整体分析验证,结果表明,采用沥青混凝土心墙和悬挂式混凝土防渗墙为主的防渗体系,可有效地降低坝体内部浸润线高度,浸润线在沥青混凝土心墙处骤降,大坝最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坡降均小于允许值80,坝体填筑材料和天然砂砾石层的水力梯度小于允许值0. 15,均满足渗透稳定要求。     

前坪水库大坝坝体及坝基渗透稳定研究

前坪水库大坝为黏土心墙砂卵砾石坝,属高坝,心墙土料与坝壳砂卵砾石料、堆石料渗透系数差别较大,坝基存在深厚透水性较强覆盖层,因此研究其坝体、坝基渗透稳定性,分析易发生渗透破坏的部位及其特性十分必要。通过建立渗流场水文地质模型,采用二维数值模拟和三维有限元两种分析方法分别进行了坝体、坝基平面和立体有限元渗流分析,通过定性分析与定量计算进行了坝体、坝基渗透稳定性评价和渗流量估算。计算结果表明:心墙出逸点处、防渗墙伸入心墙部分容易出现渗透破坏,均需采取相应保护措施;三维有限元计算是对二维数值计算的扩展和延伸,对于高坝、边界条件复杂的大坝,更能模拟其实际渗流特性,以便有针对性地提出防治措施。     

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。     

富水水库坝基渗压水头测值变化规律分析

通过对富水水库坝基渗压水头观测资料的整理分析,结合工程地质和除险加固历史,得出了富水水库坝基渗压水头与一般水库大坝表现规律的不同,并分析了其原因。主河床段防渗墙前坝基渗压水头测值和变幅相比库水位有大幅降低,其原因是在原河床段采用黏土铺盖增加了渗径;防渗墙后坝基渗压水头测值及变幅相比墙前大幅降低,这是混凝土防渗墙和泥墙共同作用的结果;主河床段防渗墙后测点渗压水头测值比下游坝基渗压水头低,其原因是测点布置高程和位置不同;主河床部分测点坝基渗压水头低于下游水位,其原因是下游尾水渠的布置和压渗工程导致下游水面远离下游坝体,同时大坝上游铺盖、防渗墙防渗效果良好。这些异常情况是大坝特殊的加固措施和地质条件引起的,表明大坝防渗加固效果良好,运行安全。     

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。     

渗流反分析在土石坝安全评价中的应用

以土石坝渗流场中各测点水位的实测值与计算值的最优化拟合准则，建立渗透系数的反演模型，并以青山水库主坝渗流分析为例，根据多个渗流观测点数据，反演出大坝各个区域的渗透系数．在渗流反演优化过程中利用对数变换将有约束优化转为无约束优化．根据反分析的结果对大坝的渗透安全进行分析评价，取得了良好的效果，为大坝的安全评价提供了重要依据．     

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。     

长河坝水电站特高心墙堆石坝双防渗墙渗流控制特性反演分析

为高效反演模型渗流参数,建立有限元模型,采用多因素敏感性分析法研究了长河坝水电站特高心墙堆石坝坝基渗流控制特性对防渗系统各材料以及表层基岩的渗透系数的敏感性。结果表明：表层基岩和主防渗帷幕的渗透系数对双防渗墙各自阻挡水头比例影响较大,极差分别为0.174和0.125;其余材料渗透系数影响较小,敏感性由强到弱排序为副防渗帷幕、副防渗墙、主防渗墙、砾石土心墙;基于此结果的反演计算值与实测值之间误差不超过5%,满足工程应用要求。     

高心墙堆石坝坝基防渗墙与心墙连接方案研究

深厚覆盖层坝基上的高心墙堆石坝越来越多地采用两道防渗墙的设计方案。防渗墙与土质防渗体连接处是抵御渗透破坏的关键部位,该部位的混凝土结构设置方案优化是防渗设计的重点内容。阐述了瀑布沟电站心墙堆石坝混凝土防渗墙与土质心墙几种连接方案的设计比选过程,重点研究了防渗墙和廊道完全被高塑性黏土包裹和仅顶部被高塑性黏土包裹两个优化方案中心墙底部的孔隙水压力和渗透坡降的性状,表明这两个方案都是可行的。连接部位的渗透坡降是非均匀的,混凝土结构顶部的渗透坡降较大,心墙底部出口处的渗透坡降较小;坝体与两岸相接部位心墙底部渗流出口处的渗透坡降最大;高塑性黏土仅设置于混凝土结构顶部有利于心墙变形和施工进度,推荐设计采用。     

浅谈方洲水库大坝混凝土防渗墙施工质量控制及实施效果

方洲水库除险加固工程大坝混凝土防渗墙施工质量控制中,重点是把好泥浆拌制、槽段成槽、混凝土浇注等关键工艺质量关。工程实施后,墙体整体连续,较均匀,防渗墙渗透系数及透水率均满足设计要求;坝体渗流情况得到改善,浸润线降低明显,实测大坝浸润线低于理论计算浸润线,大坝运行状态正常。     

特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题，构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景，研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征，探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准，预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力，服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加，覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加，心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低;水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕，靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析，认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a，降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视，其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。     

某水库复杂坝基沥青混凝土心墙坝渗透安全评价

某水库工程沥青心墙坝坝基存在砂卵砾石层渗透性强、河床断层、左岸绕坝渗流等防渗设计难题,为减少渗漏和保障工程运行安全,该工程坝体采用沥青混凝土心墙进行防渗,坝基及左岸古河槽采用固结灌浆及帷幕灌浆的方式进行防渗处理。针对坝体和坝基系统的防渗设计,通过三维渗流分析,确定了不同运行工况下水库的渗透流量,研究了坝体和坝基系统及周围山体的渗流场分布,结合渗透破坏试验确定允许水力坡降,对大坝防渗体系的有效性和防渗设计合理性进行了评估。结果表明,该工程防渗体系能有效防止水库发生明显渗漏,坝体下游渗流出逸点和坝基覆盖层不会发生渗透破坏。     

城头水库大坝防渗加固设计

城头水库加固前大坝坝体填筑质量较差,坝体心墙的压实度和渗透系数均不满足规范要求,心墙与坝基的接触段存在接触渗漏问题,原溢洪道和涵洞等部位虽经封堵处理,但仍存在发生渗漏的安全隐患。为此,必需进行大坝防渗加固处理。通过对4个防渗加固方案进行了分析比较,决定采用坝顶砼防渗墙方案对大坝进行防渗加固处理,并介绍其设计要点。工程完工后,大坝渗漏现象得到有效的控制,达到设计预期目标。     

西沥水库土坝渗流观测与坝体加固效果浅析

介绍西沥水库渗流观测设施布置 ,并根据已有观测资料对大坝渗流进行初步分析 .结果表明 :大坝中间段防渗墙防渗效果较好 ,两端高压定喷墙防渗效果较差 ;1996年加固后坝体渗流水位大部分下降 ,但加固过程中对坝前天然防渗铺盖扰动使坝基等部位渗流水位有所抬高 .     

深覆盖层上高土石围堰渗流场的敏感性分析

以某建基于深覆盖层上的高土石围堰工程为例,运用有限元法,进行了其渗流场关于覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数的敏感性分析,探讨了围堰渗流场关于这些材料渗透系数的敏感性特征。结果表明:覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙渗透系数越大,围堰下游边坡出逸点越高,围堰及其地基的单宽渗流量越大,出逸段最大渗透坡降越大。因此,对于深厚覆盖层上的高土石坝围堰工程,覆盖层土体、基岩及混凝土防渗墙的渗透系数对其渗流场具有显著影响,在工程勘察设计过程中应尽可能合理地确定这些材料的渗透系数,以便通过准确合理地确定围堰及其地基渗流场,为围堰稳定分析提供可靠的依据。