宝鸡市钓鱼台水库除险加固坝体防渗方案浅析

钓鱼台水库是建于20世纪70年代的一座以灌溉为主,兼防洪、旅游为一体的综合性小(1)型水库,是库区农业生产、农村经济和农民增收的重要水利支撑,随着水库运行时间久远,出现坝体裂缝和渗漏等安全隐患,针对影响水库安全运行中存在问题对坝体进行除险加固,通过对聚合物水泥砂浆、坝前挂网喷射混凝土和坝体固结灌浆三种加固防渗方案进行综合分析可知,采取坝前挂网喷射混凝土防渗加固方案,能从根据解决水库渗漏及裂缝问题,使水库的经济效益和社会效益得到长远持久的发挥。     

基于地质力学模型试验的锦屏拱坝坝肩加固效果研究

锦屏一级高拱坝最大坝高305 m,是目前在建的世界最高拱坝,其坝址区地质条件复杂,存在断层、蚀变岩脉、层间挤压带、节理裂隙及深部裂缝等各类软弱结构面,坝与地基的整体稳定问题突出。为使坝体达到良好的受力状态,满足拱座的抗滑稳定与变形稳定等要求,工程上采取了大量的加固措施,主要有左坝肩垫座、左右坝肩混凝土网格洞塞置换、刻槽置换、传力洞等。加固处理后,坝肩的整体稳定性以及坝肩坝基的加固效果如何是工程上关心的重要问题。采用两个三维地质力学模型,分别开展了锦屏一级高拱坝在地基未加固和加固两个方案下的坝肩稳定综合法破坏试验研究,对比分析了两个方案下坝与地基的变形分布特性、坝肩坝基失稳的破坏机制和整体稳定安全度。结果表明：坝肩坝基加固处理后,坝体及左、右两岸坝肩变位的对称性得到明显改善,变位量值减小;在相同的超载倍数下,加固方案下两坝肩开裂破坏的范围减小,破坏程度减轻,坝肩破坏失稳的超载系数增大,超载能力得到提高;未加固方案拱坝整体稳定综合法试验安全系数为4.7 ~ 5.0,加固方案下安全系数为5.2 ~ 6.0,安全度得到明显提高。综合分析认为,锦屏拱坝采用以坝肩垫座、混凝土网格置换洞塞、刻槽置换、传力洞等为主的加固方案对坝肩坝基起到了良好的加固效果。     

水库土坝劈裂式灌浆施工技术

某水库主坝为均质土坝,劈裂灌浆施工前,坝体出现多条裂缝,坝坡及坝坡脚等多处渗漏水,坝土体渗透系数为6.41×10-4cm/s,坝体稳定性差。经采用劈裂灌浆施工后,其渗透系数降低至2.62×10-8cm/s,帷幕泥墙厚度及其连续性达到设计要求;坝坡及坝坡脚的渗漏水点已消除,坝体未出现新的裂缝,达到除险加固的目的。     

高浓缩分级尾矿上游法堆坝及模型试验研究

针对传统上游法尾矿库堆坝方法的缺陷与不足,提出了改进的上游法堆坝方法,即高浓缩分级尾矿上游法堆坝方法。基于尾矿库堆坝模型试验,以高浓缩尾矿堆存技术为指导,分别进行传统上游法和改进上游法的高浓缩尾矿堆坝模型试验,演绎尾矿库堆坝过程,测试并得出了堆坝过程中滩面尾矿沉积情况、尾矿颗粒分布规律及浸润线变化规律,并采用极限平衡法计算不同堆坝方式下坝体的最小安全系数。结果显示：高浓缩尾矿堆坝使沉积滩颗粒分布均匀,颗粒分级不明显,减少了互层和细泥夹层的出现,改善了坝体内部结构;改进上游法堆坝可以形成有利于排渗防洪的良好沉积滩滩型;稳定性分析结果表明,改进上游法堆坝方法可以使尾矿坝的稳定性提高19%～33%,研究成果可为新建尾矿库工程提供试验技术支撑。     

碳纤维加固技术在水利工程中的应用研究

针对王铺渡槽上部墩柱结构出现的大开度贯穿性裂缝,课题组经过全面分析和多方案综合对比,采用裂缝化灌、碳纤维加固、外表面刷涂水性环保型乳胶漆外墙涂料作为防护的综合措施对原工程进行有效的加固处理,并结合水利工程的自身特点改进了加固技术工艺,取得了显著的经济和社会效益.     

锦屏一级水电站深部裂缝控制性灌浆技术研究

针对锦屏一级水电站深部裂缝加固技术难题,在对深部裂缝工程地质特征及其灌浆加固技术特点分析基础上,对水泥-水玻璃控制性灌浆技术进行了研究。首先对水泥-水玻璃灌浆作用机理进行分析,然后主要从胶凝时间和强度两方面对水泥-水玻璃浆液进行试验研究,分析了水玻璃和缓凝剂加量对浆液胶凝时间和强度的影响规律,并按初凝时间为5min的情况进行了水泥-水玻璃浆液配比设计。最后,提出采用水泥-水玻璃双液孔口混合式灌浆方法,采用自上而下、孔口封闭、纯压式灌浆方式对深部裂缝进行固结灌浆加固处理。由此初步建立了锦屏一级深部裂缝灌浆加固处理技术研究方案。     

灰坝渗漏的地球物理探测方法

探讨了灰坝渗漏的探测方法、效果及其实施过程.在灰坝渗漏治理中,如何准确地测量浸润线和渗流在坝体内的分布及其与溢出点的关系,对分析灰坝的稳定性和确定加固处理方案至关重要.实践证明,自然电位、探地雷达和高密度电阻率方法可以确定坝前入水位置、坝体内的浸润状态和浸润线位置,是灰坝渗漏探测的有效方法.     

隧道洞口施工对陡倾岩质边坡变形影响的分析

陡倾岩质边坡由于受工程地质条件、水文地质条件及施工扰动的影响,在隧道洞口施工过程中极易产生滑坡。综合武罐高速公路马桑坝隧道洞口滑坡的形成特点及工程地质条件,采用有限差分软件FLAC^3D对该隧道洞口的开挖与爆破施工、边坡失稳及加固过程进行了数值模拟和分析,并提出了提出针对性治理方案,得到较好效果。     

文县燕儿沟拦挡坝受损原因与加固措施研究

拦挡坝受损是泥石流治理工程常见的问题,因地制宜提出加固措施可保障工程自身安全,且使已有防治体系继续发挥防灾减灾效能。在查明拦挡坝破坏模式及受损原因的基础上,根据受损部位、破坏程度和损坏原因的不同,采取相宜的加固措施,尤其对坝体存在多种破坏类型的情况则采取多种措施的综合加固方案。本文以燕儿沟泥石流为例,在掌握灾害发育特征的基础上,查明流域内拦挡坝破坏类型,并分析受损原因,研究提出安全合理、行之有效的加固措施,为此类加固工程提供借鉴思路,为往后防治工程结构设计提供参考。     

真空-堆载联合预压法在软基加固中的应用

根据太沙基有效应力原理,分析了真空预压和堆载预压加固软基的基本原理。通过现场试验观测和理论分析,认为真空-堆载联合预压法适用于深厚软基的加固处理。     

赤泥库大坝渗漏分析及灌浆处理技术

由于施工质量问题,洛阳一个赤泥库大坝在试运行中发生大面积渗漏及管涌。在对渗漏原因进行分析的基础上实施的在坝内坡增设土工膜、坝轴线上游增设帷幕灌浆防渗墙、坝体下游坡面增设排渗沟和排水棱体等抢险加固措施,有效地解决了坝体渗漏问题。在灌浆处理过程中,针对筑坝材料的复杂性和不均匀性,通过施工前的灌浆试验,取得了适合本场地条件的钻孔施工工艺参数及灌浆方式、灌浆压力、灌浆段确定、水灰比比级等施工技术参数,确保了灌浆处理的效果。     

黄土边坡开挖与支护效应的离心模拟试验研究

黄土边坡在开挖卸载过程中的稳定性分析及其防护在边坡工程中占有重要地位。采用西南交通大学土工离心机进行了1组非支护边坡和2组土钉支护边坡的离心模型试验,研究了开挖卸载过程中黄土边坡的变形特性、稳定性变化规律及土钉的加固效应。离心模型试验研究表明,土钉能够显著提高黄土边坡的稳定性。土钉支护的边坡土体,因土钉的锚固效应,边坡的变形范围更大,但变形量较小,最大变形量并不在坡面,而是发生在坡面下的锚固区域内,非支护黄土边坡的潜在滑移面产生于距坡顶约40 cm处,土钉支护后,黄土边坡基本不会发生破坏。对于抵抗边坡发生变形而言,不等长土钉支护的效果要优于等长土钉支护,研究成果为黄土边坡的开挖与防护提供了参考。     

水位波动下非饱和心墙土坝体的渗流和稳定性

基于Richards方程,对坝体的饱和-非饱和渗流场进行了模拟,再根据饱和-非饱和渗流场和非饱和土抗剪强度公式,对坝体的稳定性进行了分析。结果表明,水位骤降过程中坝体的安全系数通常呈现先缓慢增加后迅速减小的变化过程,分析坝体失稳时塑性区和位移场发现,水位下降的初期,坝体左侧坡体的安全系数要低于坝体右侧坡体,但水位下降到一定程度,右侧坡体的安全系数迅速减小,并先于左侧坡体失稳;采用有限元强度折减法用于多坡面边坡稳定分析时,只能获得最小安全系数的包络线;心墙具有隔水防渗的作用,对水位变化渗流具有阻尼作用。     

红层M形路堑边坡特征及病害的初步研究

在对红层地区渝綦、綦万高速公路路堑边坡调查的基础上,提出了M形路堑边坡的概念,并总结了其特点;简要分析了红层和坡残积层物质的岩土矿物成分和结构特征,探讨了红层M形路堑边坡病害发生的类型及形成原因,为边坡稳定性评价与采取合理的边坡加固措施提供了依据。     

土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究

土体-大气相互作用是指在多种气象要素共同驱动下,地表浅层土体与大气之间进行物质交换与能量传递的复杂过程.受全球气候变化影响,近年来极端气候事件频发.土体的工程性质在日益严峻的气候环境下发生剧烈变化,产生了大量滑坡灾害,给岩土和地质工程领域带来许多新挑战.系统总结了降雨、气温、空气湿度、风以及太阳辐射5个主要气象要素影响边坡稳定性的机制,分析了土体龟裂、地表植被和土体-大气相互作用之间的关联效应.通过介绍各因素在改变边坡稳定性过程中发挥的作用,构建了一个包括气象要素、土体龟裂以及地表植被的土体-大气相互作用分析体系.该体系为今后土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究确定了关键研究问题,所揭示的作用机理可为今后同类研究提供参考.针对该课题的研究现状,笔者提出了今后的研究方向和重点,包括土体-植被-大气相互作用的理论模型、气候作用下冻土坡体失稳机理、极端气候工程地质作用的生态调控措施三个方面.      

膨胀土边坡稳定分析方法研究

Bishop法等边坡稳定分析的经典方法用于分析膨胀土边坡时本身并无问题,只是由于计算条件的考虑不足,使得计算结果不能反映出膨胀土上的滑坡特点。在Bishop法的基础上,通过完善其计算条件,考虑了裂缝开展导致的土体强度降低、裂缝开展的深度、降雨时裂缝群中形成的渗流,以及可能的裂缝侧壁静水压力的作用等影响因素,完成了对膨胀土边坡稳定分析方法的改进。改进后的方法反映出裂缝对膨胀土边坡稳定性的影响,计算结果真实再现了浅层性、牵引性、长期性、平缓性和季节性等膨胀土边坡的滑坡特点。     

降雨入渗对板岩边坡稳定的影响及加固措施研究

板岩边坡在国内边坡工程中较为常见,常伴有倾倒变形,在其特有的结构性质影响下边坡失稳频发。通过对苗尾水电站右坝基板岩边坡失稳现象分析,研究了板岩边坡在降入入渗情况下的变形特征,在该基础之上运用稳定理论探讨降雨入渗影响边坡失稳机制,结合实例分析提出了板岩边坡失稳加固关键措施,并通过现场实际检验效果。研究结果表明,板岩边坡的节理特性、开挖坡比、降雨入渗是造成板岩边坡失稳的关键因素,进行加固必须从防雨下渗和束腰加固着手。苗尾水电站右坝基板岩边坡加固后经受住了汛期和炮震的影响,说明边坡失稳认识及加固措施较为准确,对于类似工程具有一定的参考价值。     

金堆城尾矿坝加高方案数值模拟及稳定性分析

金堆城尾矿坝为了进行加高设计而对尾矿库区进行了地质钻孔勘探。基于实际钻孔勘探成果,最佳反演分析了各分区-尾矿砂和初期坝堆石体模型的渗透系数、物理力学指标和加高方案下的浸润面分布。结合加高设计方案,采用基于有效应力法的EFES-3D计算程序对该尾矿坝加高后的应力应变场进行了数值模拟和坝坡稳定性分析,得出应力应变场分布图和边坡安全系数。可以看出,在上游法加高方案下,尾矿坝坝坡有涌起抬高现象,安全系数有所降低,不利于尾矿坝的稳定安全和运行管理。为此提出了在加高方案设计中加强排渗设施建议。     

蓝洞水库大坝病险综合物探勘查

针对蓝洞水库均质大坝出现散渗等病险,根据区内各介质物理性质及地球物理特征,合理选择了高密度电阻率、探地雷达、瞬态瑞雷波和自然电场4种物探方法进行综合勘查,查明病险的水源来向,为评估坝体的稳定性和加固处理设计提供依据.     

平行F42-9发育的结构面对锦屏水电站高边坡稳定性的影响

锦屏一级水电站左岸高边坡F42-9断层及煌斑岩脉组合的滑块对左岸缆机平台及拱肩槽边坡的稳定性起到控制性的作用。针对F42-9断层两侧平行结构面的发育程度,进行了锚固边坡开挖过程中的弹塑性力学行为分析。结果表明：平行于F42-9断层发育的结构面使锚固边坡岩体的性状急剧下降,现有的加固方案无法满足边坡稳定性的要求。建议根据边坡及抗剪洞开挖过程中揭露的地质信息,及时制定合理的边坡加强、加固措施。