垂直铺塑截渗技术在牛尾岗草坝段中的应用

垂直铺塑截渗是一项新工艺，新技术，在我省牛尾岗堤草坝段除险加固工程中首次引进。牛尾岗堤是淮河中游瓦埠湖蓄洪区圈堤，牛尾岗草坝段0＋000~1 502堤段地基弱透水层顶面高程在17．30m左右，强透水层（细砂）顶面高程16.8-15.9m，两侧堤基弱透水覆盖层厚度权0．6－1.9m，由于上世纪70年代堤防加固时在两侧近堤脚取土，形成近堤脚100－224m宽的深塘，塘底高程15．20m-16.00m，部分弱透渗水层挖穿，堤脚两侧沿强透水层表成通道，严重削弱了堤防抗洪能力。能实施垂直铺塑截渗工程后，管涌，翻砂彭水等现象全部消失，通过目测及观测设备提供的数据分析，证实其防渗效果很好。     

堤防险情及其处置

长江中下游堤防多位于由表层弱透水层及下卧透水层组成的双层地基上，堤防及其地基、边滩在汛期出现的险情有散浸，管涌，流土、接触冲刷引起的渗水流砂、漏洞，穿堤建筑物渗漏，滑坡，崩岸，溢溢等。     

长江簰洲湾堤防溃决原因分析和重建方案研究

长江簰洲湾堤防位于二元结构地基之上，1998年特大洪水期间，由于长期高水位浸泡，堤身和堤基已充分饱和，渗流计算结果表明，堤基弱透水覆盖层承受着40％的堤防水头，但堤基覆盖层的厚度较小，堤防溃口时堤基覆盖层的渗透坡降接近甚至超过了临界渗透坡降，因而堤基覆盖层被渗流顶穿，粉细砂层随之发生管涌，最终导致堤防溃口，因堤基粉细砂层厚度大，垂直防渗措施不适于该堵口复堤工程，经渗透稳定性评价和综合分析，建议在簰洲湾堤防堵口复堤工程中采用堤外铺盖和堤内压盖相结合的渗流控制方案，实践证明该渗控方案易于实施，安全可靠，经济合理。     

堤防双层地基渗流分析的传递矩阵解法

应用传递矩阵算法进行堤防工程双层地基渗流分析，其解法便于编制计算机程序，可用很少的输入数据分析强弱透水层厚度不规则分布、弱透水层表面倾斜等等实际遇到的不规则情况，可以同时绘出强弱透水层的水头、单宽流量以及覆盖层竖向渗透比降分布曲线，既满足堤防工程设计规范的要求，又便于堤防工程实际应用。     

堤后取土对渗流稳定影响多因素分析

堤后取土形成的坑塘将对堤防渗流稳定产生不利影响,文中结合黑龙江中游某堤后取土堤防工程,采用Autobank软件进行有限元计算,首先通过试算确定了能够满足计算精度的模型范围,然后重点研究了开采宽度、弱透水覆盖层保留厚度、开采区与堤防距离等料场开采因素,系统分析了各因素对背水侧堤脚处及料场开采区弱透水层底部承压水头的影响和对渗流量的影响情况,得到各因素影响规律,从而提出堤后取土的控制原则.     

典型条件下堤身堤基渗流规律分析

 针对长江中下游堤防工程现状概化出典型条件，采用有限元数值模拟方法对堤身堤基渗流场进行了模拟计算，分析了作用水头、堤身渗透性、弱透水覆盖层厚度、分别隐伏于覆盖层下和出露于地表的强透水层的厚度、外滩宽度和河泓 切割程度等因素对堤身堤基渗流规律的影响，总结出一般性规律。     

弱透水层深度对深厚覆盖层坝基渗控的影响研究

在深厚覆盖层坝基中不同深度处常含有单层、连续、等厚弱透水层,如何将防渗墙和弱透水层优化结合形成联合防渗体以减小防渗体的深度,值得深入探讨。采用Seep/w软件分析了强、弱透水层二元结构深厚覆盖层坝基的渗流量、出逸坡降、防渗墙底部坡降,探讨了不同深度处的弱透水层对坝基渗流影响的规律。研究发现,坝基中未设置垂直防渗墙时,弱透水层所处的位置越浅,越能有效降低渗流量、抑制坝基坡降;弱透水层所处的位置较深时,对大坝掺控则不利。坝基中设置垂直防渗墙时,较深的弱透水层与防渗墙形成的封闭式联合防渗体系,相比较浅的封闭式联合防渗体系,更能有效降低渗流量、抑制坝基出逸坡降。深厚覆盖层中弱透水层的存在能有效降低坝基控渗的成本。研究成果可为强弱透水互层的坝基掺控方案确定提供参考依据。     

双层堤基堤后薄覆盖层渗透破坏砂槽试验研究

通过砂槽模型试验,模拟双层堤基堤后坑塘处弱透水薄覆盖层在水流渗透力作用下的破坏模式,研究其渗透破坏机理.分析覆盖层渗透破坏与坑塘底平面尺寸、覆盖层厚度以及土体抗剪强度指标之间的关系.     

安庆市广济江堤汪家墩段盖重与减压井反分析及其应用

本文通过堤防盖重与减压井观测资料的反分析得到地基强弱透水层的渗透系数、减压井的附加阻抗系数、井壁外侧水位等渗流计算参数，然后用这些参数对未参加反分析的观测资料所对应的条件进行分析计算。计算结果与观测资料基本一致，说明反分析得到的参数能全面的、宏观的反映客观实际情况，比室内外试验结果可靠。最后说明反分析结果的应用。本文结合工程实例介绍分析方法及其应用。     

也谈北江大堤石角段管涌的认识

在大量工程地质勘察资料基础上,对北江大堤石角段的水文地质条件及管涌成因进行了分析,认为该区为半封闭的水文地质环境,管涌与堤基透水层及其透水性、粘性土盖层的厚薄及延续性等有关,高喷墙未能阻断堤内外水力联系,造成管涌的地层主要为第四系强透水砂层.     

基于Hydrus-1D模型的LID措施雨水径流控制效应研究

为探究LID措施在不同工况下的雨水径流控制效应,选取生物滞留池、下凹式绿地及透水铺装为研究对象,构建Hydrus-1D模型来模拟分析其雨水径流控制效应。结果表明：生物滞留池的径流量削减率与汇水面积比和蓄水层厚度为正线性相关关系,与种植土厚度(20～40 cm)为负线性相关关系;下凹式绿地的径流量削减率与汇水面积比、雨水口高度和种植土厚度为正线性相关关系;透水铺装的径流量削减率与降雨历时和透水砖渗透系数为正相关关系,与雨峰系数为负相关关系。建议生物滞留池的蓄水层厚度取值为30 cm、种植土厚度取值为30 cm;建议下凹式绿地的汇水面积比不小于15%、雨水口高度取值为10 cm、种植土厚度取值为30 cm;当透水砖渗透系数大于0.291 cm/min时,透水铺装产生的雨水径流较少。     

水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度模型试验

为探索水力插板透水丁坝减小坝头冲刷坑深度的最佳设计参数和布置方案,通过改变流量、丁坝挑角、丁坝透水率、丁坝长度进行单因素影响试验,得出坝头冲刷坑深度与各单因素的回归方程。从每组单因素试验结果中选择最佳试验水平,利用L9(34)正交试验设计表设计4因素3水平的正交试验。试验结果表明:4个单因素对水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度的影响从大到小依次为:丁坝透水率、流量、丁坝长度、丁坝挑角;在一定流量条件下,水力插板透水丁坝最佳布置方案的设计参数为丁坝透水率30%、丁坝长度30 cm、丁坝挑角60°。     

水力插板透水丁坝水流结构随透水率的变化规律研究

为了研究水力插板透水丁坝水流结构随透水率变化的规律,采用ANSYS FLUENT 15. 0,基于RNG k-ε湍流模型,对不同透水率下透水丁坝周围的流场进行三维数值模拟。结果表明,透水丁坝坝体前后压差随透水率的增大逐渐减小,上游坝根处压强最大,坝头下游侧附近压强最小,坝根和坝头部位易发生水毁。回流强度随着透水率的增大逐渐减弱。当透水率达到40%时,回流基本消失,坝后为一个缓流区。不同透水率下水槽同一横断面处流速分布规律相似。随着离丁坝侧河岸距离的增加可划分为流速缓慢增大区、流速迅速增大区和流速稳定区。随着透水率的增大,主流区流速逐渐减小,坝后作用区流速逐渐增大。研究成果能够为透水率这一重要工程设计参数的合理选取提供参考,实际应用中推荐透水率为30%。     

隧道穿越段长江大堤渗流稳定性分析

某长江隧道盾构机穿越江北大堤后,堤身出现裂纹且累计沉降较大,工程采用深层搅拌桩对堤身进行加固。为了检验深层搅拌桩对长江大堤堤身加固后的渗流稳定性,采用三维饱和-非饱和渗流有限元法,根据具体的工况建立了大堤的有限元渗流分析模型,并运用该模型分析了历史最高水位条件下加固后大堤的渗流性态。计算结果表明:深层搅拌桩消减水头的作用明显,土体渗透系数越大,深层搅拌桩的阻水作用越明显;堤身与堤基的渗透坡降均小于相应土体的允许渗透坡降,加固后长江大堤的渗流性态是正常的、安全的。     

海绵城市透水沥青道路多层构造测厚方法试验研究

针对现有海绵城市透水沥青路面测厚中开挖式方法效率低、可靠性差,传统地质雷达方法多局限单层测厚、多层测厚精度低等问题,开展了基于高频地质雷达的海绵城市透水沥青路面多层构造高精度测厚方法试验研究。分析了路面各层位的介电常数准确性是影响地质雷达对各层构造测厚精度的主要因素之一,开展了沥青路面的各层位介电常数测定试验,研究了各层位介电常数受含水率变化的影响机理,构建了"含水率-介电常数"变换模型。基于变换模型开展了不同含水率情况下的三段具代表性透水沥青路面实测试验。结合由实测数据处理得到的路面各层位分界面信息和从变换模型获得的各层位介电常数计算出不同层位厚度,与实际钻挖测厚结果相比误差在6.6%以内。结果表明:结合"含水率-介电常数"变换模型,高频地质雷达可对海绵城市透水沥青路面实现多层构造的高精度测厚,进而实施路面质量评价。     

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。     

改良型透水铺装对弱透水土质地区的水质控制试验

为改善透水铺装在弱透水土质地区的应用,通过增加渗透导管的方式改良了常规透水铺装的土基层。通过人工降雨试验对改良型透水铺装及其不同结构层对弱透水土质地区典型雨水径流中COD、TN、TP和Cu~(2+)等污染物的去除效果进行了分析,并与相同条件下的常规透水铺装进行了对比。结果表明,改良型透水铺装对4种污染物的去除效果有明显增强,在60 min降雨历时条件下,降雨重现期为2 a时改良型透水铺装对4种污染物的去除能力分别提升了11.87%、27.61%、9.17%和29.02%,且降雨重现期越短越有利于透水铺装对COD、TN、TP和Cu~(2+)的去除。     

透水斜槛参数对溢洪道弯道水流改善效果的影响

为研究溢洪道泄槽弯道布置不同透水斜槛的水流改善效果,进行室内水工模型试验,对不同透水斜槛方案的弯道水流改善效果进行分析比较。结果表明:弯道布置透水斜槛能够改善水流条件,提高弯道水面均匀度,减小横断面水面差;当透水斜槛较高、条数较多而流量又较小时,将出现弯道凸岸水面高于凹岸的现象;利用回归分析方法,建立了考虑透水槛高、斜槛条数及透水率等参数的弯道水面改善效果预测模型,可供工程设计参考。     

湖南镇大坝右岸主渗流通道及范围的探查

针对湖南镇大坝右岸坡局部渗压偏高现象，通过对右岸坡及右岸坝基原帷幕施工范围的调查，以及进行针对性的钻探、压水、示踪原子试验等收集资料并分析。了解到在原帷幕底部以下还存在一透水层，它是造成右岸坡和右岸坝基渗漏的直接原因；探明了该透水层所处的部位与范围，提出了初步的解决方法。