立洲RCC拱坝渗控方案的三维有限元优化分析

以四川木里河立洲水电枢纽工程为研究对象,对坝区的渗控措施展开研究。利用ANSYS12.1建立三维有限元渗流模型,计算分析得到了各渗控方案的渗流特征和渗透压力变化规律。对各方案中关键部位的渗透比降、渗漏量和典型剖面渗流场的渗压、地下水位等特征量进行比较分析后,得知:(1)立洲拱坝渗控措施设计方案的防渗帷幕和排水孔幕能有效降低坝后渗流浸润线,对于减小坝基、坝肩扬压力、改善坝基和坝肩受力条件起到了良好的作用;(2)加深帷幕和排水孔幕、增厚帷幕对降低坝区渗透压力作用不大;(3)适当增加f5断层附近防渗帷幕的深度,可防止f5断层形成渗漏通道,影响坝区渗透稳定;另外,取消第一层排水幕、缩短坝肩防渗帷幕延伸长度,可使渗控措施在满足渗流安全的前提下更为经济。     

白鹤滩水电站地下厂区渗流控制数值模拟与评价

白鹤滩水电站工程规模巨大,工程地质及水文地质条件复杂。地下厂房采用首部开发方案,水库蓄水后,围岩渗流特性将成为影响地下厂房围岩稳定和正常运行的重要因素,地下厂区防渗排水问题突出。根据水文地质条件及枢纽布置情况,为改善厂房围岩的渗透稳定性并减小厂区渗漏量,将厂区与大坝防渗排水系统连成整体,采取防渗帷幕、排水孔幕相结合、前后分开布置的渗流控制措施。采用非稳定三维渗流场有限元分析方法,对左岸地下厂区运行期地下水渗流场进行模拟分析。研究结果表明:地下厂区防渗排水系统布置方案总体合理、有效,渗流控制效果显著,满足地下厂房系统的运行要求。     

地下厂区渗流场参数反演分析及帷幕布置方案研究

现代水电站建设中,地下厂区规模日趋宏大。由于地下厂区多位于降雨形成的天然水位线以下,渗漏成为主要问题。针对某工程复杂的地质条件和防渗措施,建立厂房区及坝区的三维整体模型,采用三维有限元法对稳定渗流场进行计算。运用反问题正算的方法反演枢纽区天然渗流场,在此基础上,对两种不同帷幕布置方案下厂区渗流场、渗流量以及坡降等水力要素进行对比分析。分析表明:枢纽区天然水位较高,防渗帷幕和排水孔幕组成的渗控系统对厂房区地下水位具有较好的控制作用;厂前封闭式帷幕相对于开敞式帷幕的渗控效果更加明显,结合渗流控制效果和工程造价的角度,优先推荐采用封闭式帷幕进行厂区渗流控制。     

非洲某水电站厂区三维渗流分析

结合水电站厂区的水文地质条件、枢纽布置、防渗体系布置等,开展了电站厂区的三维渗流场分析,评价了厂区防渗体系的有效性,并提出了优化方案。计算结果表明:厂区现有防渗体系渗控效果明显,总体合理有效;厂区上部排水系统处于计算干区,高高程排水孔幕的间距可适当加大;现有防渗体系存在渗漏通道,可进一步优化。     

旭龙水电站坝基及右岸地下厂房防渗排水效果研究

为优化金沙江上游旭龙水电站坝基及右岸地下厂房区渗控布置方案,运用三维有限元渗流模拟方法,分析比较了大坝运行期不同设计方案P1、P2、P3和P4的渗流控制效果。结果表明:在拟定基本方案P1条件下,坝基及地下厂房区围岩内形成明显的地下水降落漏斗,渗流控制效果显著,主帷幕水力比降为17.0;设计方案P2优化了排水孔布置,在基本方案基础上将排水孔间距扩大一倍,计算结果表明帷幕后水压力较基本方案抬升明显,坝基主帷幕水力比降减小为7.6,渗流量略微上升,但增幅不超过3.7%;方案P3减小了帷幕设计深度,结果依然能够达到与方案P1近乎相同的渗控效果;对方案P4帷幕渗透系数敏感性进行分析,计算结果表明帷幕渗透性对区域渗流场影响较大,主帷幕比降为43.3,渗流量减少约20.9%。由于坝址深部岩石渗透性弱,在确保地层完整性较好的条件下可适当简化帷幕布置;排水孔间距为3～6 m布置时,渗透量变化较小;渗流场对帷幕渗透性变化较敏感,应保证防渗帷幕施工质量。该研究成果可为大坝及地下厂房区帷幕、排水设计与施工提供参考。     

深圳抽水蓄能电站厂房洞室群优选渗控方案分析

利用求解有自由面渗流场改进的节点虚流量全域迭代法，结合精确的排水孔模拟技术，对深圳抽水蓄能电站运行期地下引水管线区及厂房洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元仿真分析，着重研究了优选方案中高压岔管开裂时引水支管区域防渗排水系统的渗流特性．研究表明，该区域设置封闭性防渗帷幕加排水孔幕组合防渗体系，能有效控制高压引水管开裂时的高压渗水，改善该区岩体渗透比降分布，保证了下游厂房运行期的安全．     

坪头水电站地下厂房渗控措施效果研究

地下厂房洞室群渗流场中密集排水孔排水幕的处理一直是工程渗流特性和渗控研究的重点,由于排水孔(幕)众多,渗控作用大,须尽可能精确模拟,这对网格划分提出了极高的技术要求.文章采用严密的改进排水孔结构技术[1](使整体三维模拟排水孔(幕)的实际渗流行为和渗控效果成为现实),通过多方案比较对裂隙岩体中地下厂房的防渗帷幕、排水孔...     

某大坝右岸新增防渗排水措施效果分析

某大坝监测数据和现场检查结果表明,右岸渗漏量很大,且地下水位较高,严重影响右岸边坡稳定和大坝运行。根据现阶段右岸出现的问题,初拟两种防渗系统延长方式及新增排水廊道的处理方案,运用有限元计算对渗流场进行计算,对比分析两种初拟方案对控制减少渗漏量和降低山坡地下水位的效果。结果表明在0+610~0+710底部新增封闭式防渗墙与帷幕灌浆,能有效减少渗漏量并能降低防渗系统右端沿线的水头,新增排水廊道排水孔能有效降低排水廊道附近分布的水头,对右岸边坡渗透稳定有利。所以,截渗与导渗相结合是较为有效的防渗处理措施。     

高拱坝三维渗流分析及渗控措施优化研究

在拱坝运行期,基于拱坝-地基模型,模拟大断层破碎带、主要裂隙结构面等地质构造和排水孔幕等渗控措施,进行三维渗流分析,重点分析坝基帷幕灌浆及抗力体排水洞对坝基渗流的影响,并针对坝肩不同帷幕长度、下游抗力体排水洞布置型式以及坝基帷幕灌浆深度进行敏感性分析和优化研究,据此确定科学合理的防渗措施。     

江坪河面板堆石坝渗流场模拟与防渗体系评价

面板堆石坝坝址区常存在岩溶及不良地质构造,可能引发渗漏问题,渗流控制对于高面板堆石坝的安全稳定运行至关重要,工程中广泛采用灌浆帷幕及排水孔进行渗流控制。采用排水子结构与含自适应罚函数的Signorini变分不等式相结合的渗流分析方法(SVA法),对江坪河水电站开展坝址区三维渗流场分析,并对该工程的渗控措施效果进行评价。渗流分析结果表明:江坪河高面板堆石坝主要采用的混凝土面板、趾板、灌浆帷幕形成的闭合防渗体系,可以截断渗漏通道,有效地降低大坝堆石区及下游岩体的渗透坡降,保证坝体及岩体的渗透稳定性。     

猴子岩电站地下厂房厂区渗控系统优化分析

地下厂房的渗控系统分析和优化,是超大型地下洞室群围岩稳定研究的重要内容。本文以猴子岩电站为例,利用渗流分析的有限元法计算了电站地下厂房厂区在不同的防渗帷幕、排水系统布置组合方式下的防渗排水效果,确定了地下厂房厂区的合理渗控方案。     

洪屏抽水蓄能电站地下厂房防渗排水系统设计

文章介绍了洪屏抽水蓄能电站地下厂房渗流场研究的方式和方法,阐述了地下厂房防渗排水设计方案的确定过程,总结了地下厂房防渗排水设计的基本思路,得出：地下厂房排水系统设计时,利用示踪试验分析渗流场的分布,对探洞渗水量反演分析,来确定地下厂房渗水量是必要和适宜的;对探洞应尽量做到临时和永久使用相结合;渗漏和检修排水具备自流排水条件的。应首先考虑自排。     

向家坝水电站右岸地下厂房帷幕灌浆试验

向家坝水电站右岸地下厂房属于水库内地下厂房,在地下厂房系统周围设计有帷幕灌浆防渗体。通过在现场进行的帷幕灌浆试验,探讨研究了该类地层下的帷幕灌浆施工方法、工艺参数、资源配置等问题。     

漫湾水电站二期工程枢纽布置设计概述

漫湾水电站二期工程以发电为单一开发目标，为混合式开发，枢纽布置采用右岸地下厂房方案。工程地下洞室数量多、规模大，地质条件较差。通过采用置换回填混凝土、钢筋网、喷微纤维混凝土、锚杆、锚索等支护措施及灌浆帷幕、排水幕、防潮墙、防水吊顶等防排水措施，较好地解决了岩壁吊车梁、地下厂房、调压井等的围岩稳定问题及地下厂房渗水防潮问题。     

坝基防渗中灌浆帷幕与排水作用的探讨

文章主要探讨不同渗透特性的坝基中，灌浆帷幕和排水的作用与效益。提出：对于不同渗透系数的坝基所设置的帷幕深度，必须进行具体分析和计算；帷幕与坝基渗透系数的相对值，是确定记渗效果的主要参数，而且在弱透水是层中帷幕的作用较小的；坝基排水的作用是缩短渗径、增大渗透坡降，而使扬压力迅速消散于排水中；虽然坝基的强弱透水性不同，但其排水降压效果上同的，中介所要求排走的流量不同，强透水基础要求排走的流量多、而弱透     

深埋水工隧洞衬砌渗透压力控制措施研究

我国西部高山峡谷地区水电站工程地下水位高, 深埋水工隧洞衬砌外水压力大, 防渗排水措施要求高。为减小作用于衬砌上的外水压力, 提高衬砌结构的安全性和经济性, 同时减小排水对地下环境的影响, 需要采取合理的围岩防渗排水措施。结合某在建水电站工程, 拟采用固结灌浆、排水孔等防渗排水措施, 建立泄洪洞的三维有限元模型, 精细模拟固结灌浆和排水孔作用, 研究不同方案下隧洞围岩浸润面变化和衬砌所受渗透压力分布规律。结果表明:泄洪洞深部固结灌浆可大幅减少围岩地下水内渗, 有效降低对地下水位的影响, 有利于生态环境保护;排水孔的排水降压作用显著, 可有效减小衬砌所受外水压力。若需兼顾考虑地下水环境影响及有效减小衬砌所受外水压力时, 可采用深固结灌浆联合浅排水孔的处理方案, 且建议固结灌浆范围为5~8 m, 排水孔深度1~2 m。     

乌江渡水电站扩机工程地下厂房防渗帷幕灌浆施工技术

乌江渡水电站扩机地下厂房防渗帷幕工程地处岩溶发育地区,工程地质条件复杂。水平岩溶、垂直岩溶发育。为确保地下厂房的安全,尽可能减少乌江河水及地下水对它的影响,在地下厂房上、下游各设计了一道防渗帷幕。防渗帷幕施工采用高压灌浆施工工艺．灌浆过程中遇到了注入量大。灌浆难以结束。溶洞等特殊情况,通过采取相应的处理措施．收到了较好的效果。     

百色水利枢纽地下厂房渗控方案选择

对百色水利枢纽地下厂房的渗控方案,提出了加深大坝防渗帷幕至相对隔水层方案和厂前设置独立的防渗排水系统2个方案。通过渗流场三维渗流数学模型有限元分析,论证了设置独立的防渗排水系统的可行性,对其可能出现的风险进行了评估,并提出了当出现渗流异常时防止对左岸坝后的山体稳定以及地下厂房带来不利影响的预防措施和补救措施。该渗控方案已经历了2年高水位运行,监测成果与分析计算成果基本一致,说明设计所采用的渗控方案是成功的。     

乌东德水电站左岸防渗帷幕布置方案优化研究

乌东德水电站在可研阶段设计的是左岸防渗帷幕穿过厂房上游侧后,向上游转折接Pt2-12y相对隔水层,防渗依托可靠,但防渗线路长、工程量大,且上接线路穿过溶蚀发育的灰岩地层,灌浆施工难度较大。根据施工期开挖揭露的地质条件和专项补充勘探成果,开展了防渗依托层论证、三维渗流计算分析、结构稳定安全复核等研究,将左岸防渗帷幕布置调整为下接Pt2-12y弱透水层,缩短帷幕线路长度达329 m,效益显著。研究成果对同类工程防渗依托层的选择及帷幕布置优化具有较好的参考意义。     

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。