深覆盖层上面板堆石坝渗流与防渗墙变形特性研究

斜卡面板堆石坝最大坝高110 m,坝基覆盖层深厚（45～108 m）,基岩结构松散,渗透性较强。采用有限元法,对斜卡面板堆石坝及坝基进行了三维渗流及应力应变计算分析,讨论了帷幕厚度、深度与渗透系数对坝基渗流场的影响,分析了防渗墙在施工蓄水过程中的变形趋势以及趾板的沉降规律。结果表明,帷幕是防渗的薄弱环节,帷幕渗透系数增大与深度减小会使总流量显著增加;增大帷幕厚度可较大程度减小渗流量。防渗墙竣工期向上游变位,蓄水期受水推力作用向下游变形。防渗墙与连接板接合部位发生错动,但量值不大。     

猴子岩水电站面板堆石坝三维渗流计算分析

针对猴子岩面板堆石坝的坝体、坝基以及防渗帷幕等结构进行了三维建模。采用饱和稳定渗流有限元法、渗流量插值网格法对猴子岩面板堆石坝进行了三维渗流计算分析。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,探讨了面板出现裂缝、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响。     

面板裂缝对积石峡水电站大坝渗流场影响的数值模拟

基于面板等宽缝隙稳定流的运动规律,采用裂缝面单元法建立了混凝土面板裂缝的渗流计算模型,实现了渗流全场和裂缝渗流分析的统一。在此基础上编制了含裂缝面单元的三维渗流场有限元计算软件GWSS,利用该软件对积石峡水电站大坝正常运行和发生竖向裂缝的工况进行渗流场分析,获得了大坝面板产生裂缝后的渗流场分布规律。计算结果表明,不同位置、长度和宽度的面板裂缝对大坝渗流场、渗流量和渗透比降影响不同,上部裂缝对大坝渗流场的影响较小,下部和中部裂缝的影响较大。一旦面板发生裂缝,面板附近、垫层和过渡区出现较大渗透比降,且随着与裂缝距离的增大而快速衰减。     

多诺水电站面板堆石坝渗流特性研究

对于建在覆盖层上的面板堆石坝,面板及坝基防渗墙均可能出现裂缝,从而导致渗透破坏。本文针对多诺水电站面板堆石坝进行了正常工况、面板以及防渗墙出现裂缝非常工况条件下的三维渗流有限元分析,探讨了裂缝不同位置、裂缝宽度、垫层渗透性等对坝区渗流场的影响,为面板堆石坝防渗系统出现裂缝情况下渗流场变化规律提供了有效参考。     

面板堆石坝面板出现裂缝工况下的渗流分析

以公伯峡面板堆石坝为例，分析了面板出现裂缝的非常工况下的渗流场，以探讨裂缝对大坝渗流场和渗透稳定性的影响。根据大坝设计剖面和地形剖面剖分网格，采用固定网格有限元全场渗流分析方法，计算了堆石坝防渗结构发生水平或竖向裂缝非常工况下大坝渗流场和渗流量。计算结果表明，基岩上部弱透水层的渗透性对大坝渗流场具有重要影响；面板附近垫层过渡料区中出现较大的渗透坡降，但随着离裂缝距离的增加较快衰减；裂缝的方位和宽度对渗流量和其附近的垫层过渡料区的渗流场有较大影响。     

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。     

深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流分析模型及应用研究北大核心

深厚覆盖层上修建混凝土防渗墙在其施工和运行期由于多种原因而容易发生裂缝,可能影响覆盖层地基的渗透稳定性,对工程安全造成难以估量的影响。为有效地求解深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流问题,在改进节点虚流量法的基础上引入无厚度的缝单元来模拟防渗墙裂缝渗流行为。以瀑布沟深厚覆盖层工程渗控为例,计算了混凝土防渗墙裂缝未充填和充填下的三维渗流场,得到不同裂缝条件下渗流场的水头分布、浸润线以及渗漏量,系统分析了深厚覆盖层地基中混凝土防渗墙垂直裂缝条件下的稳定渗流场规律和特点。结果表明,该方法能对渗流逸出点和浸润线能准确定位,并能很好地模拟混凝土防渗墙裂缝对坝区渗流场的影响,可以为该类问题的分析提供参考。     

深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流分析模型及应用研究

深厚覆盖层上修建混凝土防渗墙在其施工和运行期由于多种原因而容易发生裂缝,可能影响覆盖层地基的渗透稳定性,对工程安全造成难以估量的影响。为有效地求解深厚覆盖层上高土石坝防渗墙裂缝渗流问题,在改进节点虚流量法的基础上引入无厚度的缝单元来模拟防渗墙裂缝渗流行为。以瀑布沟深厚覆盖层工程渗控为例,计算了混凝土防渗墙裂缝未充填和充填下的三维渗流场,得到不同裂缝条件下渗流场的水头分布、浸润线以及渗漏量,系统分析了深厚覆盖层地基中混凝土防渗墙垂直裂缝条件下的稳定渗流场规律和特点。结果表明,该方法能对渗流逸出点和浸润线能准确定位,并能很好地模拟混凝土防渗墙裂缝对坝区渗流场的影响,可以为该类问题的分析提供参考。     

深冲积层上高面板堆石坝运行期渗流特性仿真研究

渗流控制是深冲积层上修建高面板堆石坝需要研究的关键技术问题,以某高面板堆石坝工程为对象,考虑坝体结构、渗控体系、深冲积层以及基岩分布等要素,建立三维有限元计算模型,然后采用改进节点虚流量法,进行正常运行期的坝区三维渗流特性仿真计算与分析。结果表明,混凝土面板、趾板、防渗墙及灌浆帷幕形成的空间封闭防渗体系能够有效控制坝区渗漏,保证坝体及坝基的渗透稳定,但尽管如此,深冲积层的坝基和地质条件复杂的两岸坝肩的渗流控制难度较大,对防渗墙和灌浆帷幕的要求较高,在大坝渗控设计和施工时予以重点关注。     

某面板堆石坝施工期基坑渗水成因研究

某面板堆石坝施工期基坑发生严重渗水,影响施工正常进行。检查发现下游导流明渠由于施工质量问题,出现局部开裂导致漏水,并且漏水处下部粉土质砂发生塌陷。采用有限元法,对上游围堰、堆石坝基坑和导流渠道进行了数值建模和三维渗流场计算分析。通过对比渠道正常运行和带缺陷运行的三维渗流场和土体渗流比降的变化,揭示了渠道漏水对整体渗流场和渗流量的影响,论证了塌陷产生的原因。提出了加深防渗墙和提高渠道施工质量的建议。     

积石峡面板堆石坝复杂渗流场有限元精细模拟

运用自主研发的三维渗流有限元可视化分析软件GWSS,对积石峡面板堆石坝的坝体（包括面板、过渡层、排水层、堆石料等）、坝基、防渗帷幕以及泄洪洞和底孔排沙洞等结构进行了精细建模。在此基础上采用求解有自由面的改进截止负压法、隧洞子结构法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法对积石峡面板堆石坝复杂渗流场进行了数值模拟。重点研究了面板和防渗帷幕联合作用下渗流场分布特征和防渗效果,以及泄洪洞和底孔排沙洞对大坝渗流场的影响等。计算结果表明,在正常运行条件下,面板结合防渗帷幕能够起到很好的防渗作用,坝体内自由面较低,左岸底孔排沙洞和泄洪洞也起到了很好的排水作用,大大降低了左岸山体的地下水位,有利于大坝和岸坡的稳定。     

西藏老虎嘴水电站左岸渗流控制优化

西藏巴河老虎嘴水电站左岸副坝、防渗系统、围堰和厂房等均坐落在最深达206m的覆盖层之上。根据其工程地质条件，建立了能够反映其主要工程地质构造和坝基面几何形状的三维有限元模型，详细分析了其防渗墙的长度、深度以及覆盖层渗透性对下坝址左岸坝基渗流场的影响，提出布置长300m、深80m的悬挂式混凝土防渗墙或防渗帷幕的渗流控制优化设计方案，并建议采取反滤防护工程措施保护下游出逸面岸坡。     

大容山（高垌）水库均质土坝防渗设计

大容山（高垌）水库主坝为均质土坝,由于清基不彻底、坝体填土压实度和渗透系数不满足规范要求、坝基岩土渗透系数不满足要求,虽经1961年至1997年五次加固,坝体和坝基仍渗漏严重。为此,采用坝体塑性混凝土防渗墙与坝基帷幕灌浆进行防渗处理相结合的加固方案。经核算,加固后浸润线明显降低,渗漏量明显减少,防渗效果显著。同时对溢洪道、输水设施、管理设施、进库上坝公路等,进行全面彻底的加固和改扩建,使其功能和效益得到充分发挥。     

新疆下坂地水利枢纽工程深厚覆盖层防渗技术

新疆下坂地水利枢纽工程是国家和新疆维吾尔自治区的重点建设项目,坝址砂砾石土覆盖层厚达150 m,土性成因复杂多样,工程地质条件复杂,防渗难度国内外罕见.通过对深厚覆盖层地质资料的研究分析,提出“上墙下幕”垂直防渗方案,即上部采取80 m深、1.0 m厚的塑性混凝土防渗墙,下接70 m深的灌浆帷幕.水库蓄水后对防渗墙的挠度、应力应变及坝基渗流情况进行了监测分析,发现大坝防渗系统在初蓄期间工作性态良好,“上墙下幕”垂直防渗结构在深厚砂砾石覆盖层中发挥了理想的防渗效果.新疆下坂地水利枢纽工程深厚砂砾石土覆盖层“上墙下幕”垂直防渗技术的成功应用,为我国西南、西北山区同类大坝的兴建积累了宝贵的经验,为推动砂砾石土地基筑坝技术的发展提供了重要的参考和借鉴.     

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。     

紫云山水库主坝防渗加固方案比选和实施

为解决紫云山水库主坝渗漏问题,经过多方面深入比较和综合分析,讨论了两种垂直防渗处理方案的优缺点,选取在坝体轴线处原防渗体上游增设垂直防渗体的防渗处理方案,增设垂直防渗体即坝体混凝土防渗墙加坝基灌浆帷幕。防渗墙施工是防渗处理的关键,防渗墙基岩内成槽难度相对较大,综合考虑设计要求和施工成本,工程实施选用了适合坝体与坝基基岩内防渗墙成槽的液压抓斗机,确保了防渗工程的顺利实施,可为类似碾压土石坝防渗加固方案比选和施工提供工程实例参考。     

山西省万家寨引黄工程北干线大梁水库墙幕结合防渗施工技术

结合大梁水库主坝坝肩防渗处理施工,介绍了塑性混凝土防渗墙结合防渗帷幕灌浆的施工技术及工艺,可供类似工程参考。墙幕结合的防渗形式要综合考虑技术、进度、投资等因素;墙幕的搭接处是整个坝基防渗的薄弱点,施工中要保证搭接质量。     

瀑布沟高堆石坝基础防渗墙监测数据分析

瀑布沟心墙堆石坝是我国目前已建采用宽级配砾石土作为心墙坝防渗料的最高心墙堆石坝。堆石坝坝基为深厚河床覆盖层,最大深度达78 m。坝基覆盖层采用各厚1.2 m的全封闭式混凝土防渗墙防渗。介绍了瀑布沟大坝防渗墙安全监测的情况。监测结果表明,大坝防渗墙工程施工质量优良,性能良好,满足设计要求。瀑布沟堆石坝防渗工程的成功建设把我国防渗墙施工水平提升到了一个新的高度,对今后防渗墙设计与施工具有重大意义。     

白鹤滩水电站地下厂房层间错动带渗流控制措施研究

白鹤滩水电站地下厂房洞室群规模巨大,层间错动带C2贯穿左岸地下厂区整个防渗线路,由于其性状差、透水性强、允许渗透比降小,是左岸厂区主要渗漏通道,因此,提高C2的防渗能力和渗透稳定性,防止形成集中渗漏通道,对左岸厂区防渗体系至关重要。为此,采取截渗洞、系统帷幕灌浆和排水孔幕相组合的防渗排水工程措施,通过三维渗流场有限元计算及帷幕灌浆试验对防渗效果进行分析。结果表明:截渗洞和帷幕灌浆能有效截断渗漏通道,排水孔幕排水降压效果显著,C2渗透系数的变化对地下厂区上游侧渗流场影响不大; C2影响孔段可灌性好,灌后能够满足透水率小于1 Lu的工程防渗要求; C2渗流控制措施总体合理有效,但是排水孔揭穿C2部位渗透比降较大,最大可达7. 0,蓄水初期应重点关注,避免发生渗透变形。