考虑地层渗透性各向异性的堤防工程三维防渗结构优化分析

在透水地基上修建长堤防工程,堤基防渗结构的渗控效应直接影响堤防的安全运行。根据岷江干流虎渡溪工程库区长堤防工程地质条件,采用三维渗流分析方法,对堤基高喷防渗墙的布置结构进行优化分析。结果表明：高喷防渗墙可有效降低堤后地下水水位,减小库水向堤后低洼保护区域渗漏,但其渗控效应受防渗结构空间展布长度、深度与渗透性以及地层材料渗透性各向异性的影响。满足低洼保护区域不溢出要求的防渗墙最小展布长度随其布置深度的增大和施工质量的提高而减小,防渗墙渗透系数小于1×10^-5 cm/s并将透水性强的覆盖层截断时,其渗控效应明显,若进一步提升防渗墙质量和布置深度则效果不显著。防渗墙质量的提高对堤防渗控效应的提升受地层材料渗透性各向异性的影响较小,而布置深度增大在渗透性各向异性比较大时对渗控效应与防渗结构优化设计的影响较大。随着地层材料渗透性各向异性比的增大,防渗墙所需最小空间展布长度逐渐增大,由各向同性时的180 m增大到220 m,且当渗透性各向异性比较大时,可能有必要增加防渗墙布置深度。     

无限深透水坝基上悬挂式防渗墙控渗试验研究

无限深透水地基上巨厚覆盖层的渗流控制是大坝建设成败的关键问题之一。悬挂式防渗墙已在许多此类工程中使用,但其控渗效果和渗流机理的分析研究仍未达成共识。为了进一步研究悬挂式防渗墙的渗流机理和控渗效果,应用无限单元和有限单元结合法来模拟无限深透水地基,分析不同渗透系数、防渗墙深度和水头差时坝基渗流量和渗透坡降的变化规律,拟合出精度较高计算式,并通过渗流槽模型试验进行了验证。分析研究发现,悬挂式防渗墙在控制无限深透水地基渗透坡降方面效果明显,能有效遏制渗透破坏;在控制渗流量方面,悬挂式防渗墙深度越大效果越明显,但需要辅助措施联合控制才能实现经济合理、技术可行的目标。分析研究结果有利于进一步认清悬挂式防渗墙的控渗规律。     

深厚覆盖层弱透水层对防渗墙防渗效果的影响

在深厚覆盖层上建坝,坝基防渗是工程成败的关键。采用有限元软件Seep/w分析强、弱透水层二元结构深厚覆盖层上土石坝渗流问题,研究防渗墙深度及形式对大坝渗流量、坝基出逸坡降、防渗墙底部渗透坡降的影响规律,对比分析悬挂式防渗墙、半封闭式防渗墙、全封闭式防渗墙对坝基的控渗效果。计算结果表明:防渗墙穿过弱透水层,悬挂式防渗墙转为半封闭式防渗墙,坝基渗流、坝基出逸坡降显著降低(分别下降54.3%、70.0%)。因此,防渗墙和弱透水层联合防渗能显著提高垂直防渗墙的控渗效果,半封闭式防渗墙的防渗效果大大优于悬挂式防渗墙。二元结构深厚覆盖层上土石坝垂直防渗墙的最优深度为防渗墙刚穿过弱透水层(连续)时的深度;此外,研究还发现当防渗墙将要伸入弱透水层时,防渗墙底渗透坡降急剧上升,出现极大值,工程应用中应引起足够重视,防止发生局部渗透破坏。     

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。     

某深厚透水性地层基坑渗控方案研究

南水北调中线一期工程跨河建筑物均安排在枯季以围堰保护形成的基坑中旱地施工。围堰基础为深厚透水性地层,若采用完全封闭的基坑渗控方案既不经济也不合理。结合渗流计算,从工程进度、安全性及造价等多方面综合比选,确定了4种透水地层基坑渗控方案,即管井降水,悬挂式垂直防渗墙,悬挂式垂直防渗墙+排水明沟,悬挂式垂直防渗墙+管井。分析比较结果表明,采用悬挂垂直防渗墙与降水管井相结合的防渗效果最好。     

安徽永赖圩堤段防渗工程安全监测成果分析

针对永赖圩堤防工程中所采用的水泥土防渗墙的渗控措施,对各监测断面历时3 a的水位孔观测资料进行了分析,揭示了长江水位与堤基渗流的变化规律,汛期随江水位变化,防渗墙后堤基渗透变化速率明显小于墙前,墙前、墙后最大水位差为2.63 m,表明防渗墙起到了明显的防渗作用;而在枯水期,堤基渗透水位的升降主要受堤后地下水位的影响.对水泥土防渗墙截渗效果进行了评价.     

向家坝水电站大坝不良地质坝基防渗施工技术

向家坝水电站坝基岩体透水性较好,地下水丰富,且存在破碎带、软弱夹层等不良地质地层。渗控体系为防渗帷幕和坝基防渗墙联合防渗形式,防渗墙布置在重力坝坝基廊道内施工。廊道内防渗墙施工中着重研究实施了地下水控制、设备选型和出碴等技术,解决了施工难题。在不良地层中施工帷幕时,采用高喷置换和其它工艺,解决了地基中塌孔、卡孔、灌浆失水等难题,保证了渗控体系的施工质量。     

枕头坝一级水电站纵向子围堰地基处理试验研究

枕头坝一级电站纵向子围堰地基由漂石和砂卵砾石覆盖层组成,且覆盖层下部夹有粉砂层和细砂层,为解决纵向围堰防渗问题,开展了高喷和控制性灌浆试验研究。根据试验成果,提出了对子围堰采用混凝土防渗墙为主、部分覆盖层深度少于40m地段采用双排控制性水泥灌浆防渗的渗控设计方案,以及对防渗墙泥浆固壁、基岩鉴定、终孔成槽验收、浇筑等重点工序的控制要求。渗控试验成果可为类似工程提供参考。     

向家坝软弱破碎岩体渗控处理措施及实施效果评价

针对向家坝水电站工程坝基大范围揭露的挤压带和挠曲核部破碎带岩体渗控问题,采用了"开挖置换、坝锺齿槽、防渗墙、水泥灌浆及复合灌浆"等综合处理措施,并就坝基扬压力、坝基应力、坝基及坝体变形等指标对渗控实施效果进行综合评价。     

含透水层渠基的挖方渠道渗控措施研究

针对南水北调中线工程陶岔至鲁山段含透水层渠基的挖方渠道渗流问题,分析了强渗漏层对施工期、运行期渠道稳定性的影响。根据渠基透水层的分布特点,结合渠道的工程结构和不同时期的渗控要求,采用有限元法建立渗流模型,并利用Seep2D渗流模块对4类渠基的典型断面进行渗流分析。根据计算结果,对比分析了降水井和防渗墙方案的渗控效果,并提出相应渗控措施。工程实践表明,渗控措施的降水效果明显,能够有效保证渠道正常输水。     

堤防加固工程中防渗墙的防渗效果及应用条件研究

对于采用防渗墙作为加固工程措施的长江重要堤防典型条件 ,用与设计规范相对应的理论对渗流场进行模拟 ,分析悬挂式防渗墙的防渗效果和变化规律 ,半封闭式防渗墙在各种因素作用下防渗效果的变化规律 ,对全封闭式防渗墙指出了可能影响防渗效果的因素 ;对不同结构形式防渗墙的设计与应用原则进行了讨论 ;首次提出了悬挂式防渗墙设计的防渗墙贯入比 比降曲线法 ,以及半封闭式防渗墙设计的防渗依托层渗透性 比降曲线法、厚度 比降曲线法和B值 比降曲线法     

堤防加固工程中防渗墙的防渗效果及应用条件研究

对于采用防渗墙作为加固工程措施的长江重要堤防典型条件,用与设计规范相对应的理论对渗流场进行模拟,分析悬挂式防渗墙的防渗效果和变化规律,半封闭式防渗墙在各种因素作用下防渗效果的变化规律,对全封闭式防渗墙指出了可能影响防渗效果的因素;对不同结构形式防渗墙的设计与应用原则进行了讨论;首次提出了悬挂式防渗墙设计的防渗墙贯入比-比降曲线法,以及半封闭式防渗墙设计的防渗依托层渗透性-比降曲线法、厚度-比降曲线法和B值-比降曲线法。     

堤基渗流破坏影响因素试验研究及数值模拟

;堤基防渗处理多采用"前截中压后排"的方法,通过砂槽模型试验研究,分析覆盖层模拟方式、压盖重量、悬挂式防渗墙、渗流出口型式等工程因素对渗流破坏的影响,并采用流体动力学有限体积方法对试验工况进行了数值模拟分析.研究表明覆复盖层的试验模拟方式对渗流破坏坡降有较大影响,应结合工程实际选择合理的模拟方式;压重增加可以提高渗流破坏的临界坡降;悬挂式防渗墙对阻止渗流变形的发生作用较小但可以延长渗径,提高承担水头;渗流出口进行反滤处理后防渗能力有很大提高.研究成果与工程实际符合,为堤防防渗加固和防洪决策提供参考.数值模拟结果与试验数据接近,为进一步模拟研究渗流破坏过程和各种工况的防渗效果提供了基础.     

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。     

锦屏二级水电站防渗墙后止水缝失效渗流计算

对锦屏二级水电站防渗墙后止水失效情况下的渗流量、渗流场及渗透稳定等水力特性进行了数值模拟。计算结果表明：止水失效时,防渗墙便会失去作用,护坦段扬压力会增高,护坦段需要布置排水措施;止水失效成空缝时,渗流量剧增,基础将会发生渗透破坏,应对防渗墙后止水措施和工艺加以重视;止水失效但接缝被渗透系数为10-3cm/s量级的淤泥填淤时,渗流量、渗流场及渗透坡降场与止水正常情况时相近。     

振动沉模板墙技术在漳州防洪堤改建工程中的应用

振动沉模板墙技术是一项新的防渗技术,通过工程实例,介绍其良好的技术经济效果,表明该技术是处理堤基渗漏、管涌等隐患的又一有效方法。     

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。     

高侧渗条件下大型渠道边坡渗控措施研究

江河堤防必须考虑河水涨落的非稳定渗流计算来设计最经济可靠的渗控措施。现结合工程实际情况,考虑洪峰水位,拟对15m深水泥土截渗墙截渗为主,辅以反虑层保护出口的方案,研究高侧渗条件下方案的渗控效果。     

浅谈塑性混凝土防渗墙在花山水库除险加固工程中的应用

塑性混凝土防渗墙是一种塑性墙体结构,具有一定的抗压强度和抗渗能力,有较低的弹性模量,并可人为地控制,抑制渗漏、管涌等。塑性混凝土防渗墙不仅能有效截断坝(土)体的渗透水流和降低坝(土)体中渗透坡降,还能承受一定的垂直和水平荷载,能适应周围坝(土)体变形、地基变形,大大减小墙体内应力,避免墙体开裂,且可节约水泥,降低工程防渗造价,效果显著。     

塑性混凝土防渗墙在三峡二期围堰中的应用

三峡二期围堰防渗墙最大高度 74m ,墙厚 0 .8～ 1.1m ,防渗总面积 83450m2 .其中墙深大于 4 0m ,采用塑性混凝土 ,成墙最高月强度达 11188m2 。防渗墙经 1998年夏季长江 8次洪峰 (三峡坝址最大流量 6 10 0 0m3/s)考验 ,堰体渗透比降最大值 0 .10 8,小于堰基粉细砂设计允许值 0 .2 5;渗水总量约50L/s ,小于设计估算基坑渗水总量 6 0 0L/s ,防渗效果显著 .