新疆柳树沟水电站大坝趾板帷幕灌浆施工

新疆开都河柳树沟水电站趾板建基面为弱风化的凝灰岩、裂隙较发育,为解决坝基渗漏问题,采取帷幕灌浆进行防渗处理,通过严格按设计、规范的要求组织施工,原型观测显示坝后渗水量较小,完全符合设计要求,取得了好的效果。     

关于水电站工程区探硐封堵质量检测方法探讨与应用

水电站工程因前期勘察的需要,在坝址区、厂房区会布置一定数量的探硐,部分探硐与地下建筑物连通或穿越防渗帷幕线和坝基固结灌浆区。在施工过程中,所有探硐均需进行封堵,其中大坝建基面附近及帷幕防渗部分探硐封堵质量对工程安全质量尤其关键。因此,对关键部位探硐封堵质量的检测,是关系到整个水电站后期安全运行的重要因素。这里以溪洛渡水电站工区探硐封堵质量检测工程实践为例,根据帷幕灌浆区、固结灌浆区不同的设计要求,针对性运用钻孔压水、试验钻孔全景图像、钻孔单孔声波及芯样强度抗压试验检测方法进行质量检测。通过上述综合检测方法获取了硐室封堵段各项质量评价指标,从而进一步消除安全隐患,对类似工程问题具有借鉴意义。     

西南某水电站断裂构造和层间溶蚀带组合岩溶渗漏研究

西南某水电站坝址基岩为碳酸盐岩,坝区断层构造和岩溶较发育。水库蓄水后,坝址右岸抗力体1 315 m排水洞出现持续渗漏。随库区水位升高,涌水量逐渐加大至约1.9 m3·s?1,水库无法正常蓄水。为查明库水渗漏途径,有针对性地采取措施减少渗漏量,开展了岩溶渗漏研究。通过工程地质测绘、岩溶水文地质调查、钻探、压水试验、孔内电视、孔内电磁波CT等勘察手段,结合前期平硐、基坑开挖和物探等勘查成果,并利用灌浆孔灌浆过程试验数据,最终查明库水渗漏通道:在水压力作用下,库水沿断裂构造F₁₂下渗,在深部沿层间溶蚀带绕过防渗帷幕,呈30°倾角向下游逐步抬升,最终通过竖向岩溶发育带,从1 315 m排水洞地质薄弱点涌出。通过对灌浆帷幕采取补强措施,封堵了主要渗漏通道,库水渗漏得到有效控制,达到了设计要求。      

瓦屋山水电站大坝趾板建基面优化及施工处理

通过对瓦屋山水电站大坝趾板地基岩体的工程地质条件综合分析,重点对趾板地基岩体的结构、风化卸荷及物理力学特征等进行了论证,在此基础上对趾板建基面进行了优化调整,通过对趾板地基进行固结灌浆等工程处理,减少了工程开挖量,直接节省了工程投资.     

清华洞暗河堵洞成库与防渗技术

为解决富宁县城供水及其附近乡村农业灌溉问题,对清华洞暗河进行堵洞成库。水库设计总库容9934万m3,堵洞体高87.5m,最大蓄水深约116m。地质调查发现,库盆及四周均分布有较完整的相对隔水层、隔水层,山体雄厚,泉点出露均高于水库设计蓄水高程,但是,枢纽区地质构造较为复杂,岩溶发育,暗河进口左岸有溶洞和断层溶塌体分布,引起绕坝渗漏的可能性很大。根据枢纽区工程地质条件,选择附近有D3g隔水层分布并能避开溶洞影响,同时距暗河进口较近而利于施工的0+085坝址段对清华洞暗河进行封堵,并采用上下两层悬挂式半封闭帷幕灌浆对溶塌体和其他岩溶裂隙通道进行防渗处理。经多年实践表明,本防渗技术可行,坝址、防渗帷幕灌浆线路以及灌浆设计合理,水库造价低,有效地解决了县城供水和下游2.26万亩农田及21.5万亩热区作物灌溉问题。      

基于裂隙充填特征的坝基岩体灌浆效果评价

灌浆是水工建筑物基础处理中最常用的技术手段,通过灌浆封堵裂隙使基础岩体的防渗性、结构强度等达到设计要求。裂隙是透水透浆的最基本结构面,在灌浆处理中浆液对裂隙的充填程度是灌浆效果最直观的表现,由于灌浆工程的隐蔽性,裂隙的充填特征难以直接获取到,目前大多采用间接的压水试验法进行效果评价。利用钻孔摄像技术对灌浆钻孔进行成像探测,获取钻孔360°壁面图像,识别灌浆后的裂隙充填特征,考虑不同充填特征对灌浆效果的影响,建立以充填裂隙和未充填裂隙为要素的灌浆效果评价指标——钻孔内裂隙充填指数(borehole fracture filling integrity,BFFI),探讨BFFI与常规压水试验透水率结果的相关关系,利用三次多项式拟合两种评价指标的函数关系,建立基于钻孔内裂隙充填指数的灌浆效果评价标准,并将该方法应用到雅砻江桐子林水电站厂房坝区帷幕灌浆补充试验中,结果表明,(1)压水试验法和BFFI法的灌浆效果评价结果吻合度较高,进一步说明了BFFI法评价灌浆效果的可行性;(2)利用钻孔摄像技术开展灌浆效果评价,既直观地展示浆液在裂隙中的充填特征,又能反映灌浆效果,为灌浆效果评价提供了新的思路和方法。     

锦屏一级水电站枢纽区基岩裂隙渗透性研究

锦屏一级水电站枢纽区基岩裂隙发育,不同岩层中裂隙发育规律差异明显,在对坝基、抗力体及地下厂房等部位开挖揭示以及裂隙编录的基础上,依据Snow平行板水流假定对裂隙渗透系数张量及等效渗透系数进行计算分析,并对不同层位等效渗透系数随岩体水平埋深的变化规律做了初步探讨.结果表明,采用该方法能较好地刻画枢纽区基岩裂隙渗透性的各向异性特征,可为岩体渗透性分区及防渗帷幕的优化设计提供科学依据.     

帷幕灌浆在坝基防渗处理中的应用——以新疆乌什水水库为例

新疆乌什水水库为注入式水库。于1984年始修,总库容3850×104m3,灌溉下游农田。因坝基严重渗漏,2002年被新疆水利专家评为险库,对坝基需进行防渗帷幕灌浆处理。为此,设计和施工中确定了坝基防渗处理原则,从而探索出一套最佳的灌浆工艺。现场运用多种手段对灌浆质量进行全面检查,对施工全过程实施质量控制和跟踪监理,使施工的838个灌浆孔(总进尺25804.18m)的优良率达84.8%,7个固结灌浆单元和21个帷幕灌浆单元工程合格率达100%。固结灌浆和帷幕灌浆部分工程及坝基防渗帷幕单位工程均被评为优良工程。     

青阳水库坝基帷幕灌浆防渗工程施工方法

介绍了青阳水库坝基基岩帷幕灌浆防渗工程的施工工艺以及在钻孔和灌浆施工过程中,针对特殊情况所采取的技术措施。     

天池抽水蓄能电站上坝址趾板建基面优化研究

通过现场调查结合勘测资料分析了天池抽水蓄能电站上坝址蚀变岩体的分布规律;利用薄片鉴定、电镜扫描及X射线粉晶衍射分析试验对蚀变岩体进行了岩石成分和化学成分分析,研究了蚀变作用的地质成因、蚀变机理,结合室内试验获得了蚀变岩的物理力学指标;利用FLAC3D软件对不同工况、不同高程河床蚀变岩趾板建基面进行了数值分析计算.研究结果表明：在左岸和右岸由于强风化下限埋深不大,建议挖除,趾板建基面选择在中等风化的中条期混合花岗岩上;控制坝基变形的主要地质因素是存在于坝基范围内的断层破碎带F25断层以及断层周围由于蚀变造成的砂状岩芯,对大坝沉降影响不利;河床蚀变岩趾板建基面优化数值模拟研究表明,河床部位以在930～950 m之间作为趾板建基面是适宜的.     

改进遗传算法在坝基帷幕灌浆方案优化中的应用

以一般基岩上的混凝土重力坝为例,采用改进的遗传算法对坝基有排水时的帷幕灌浆参数组合进行优化研究.根据帷幕的厚度进行单元网格剖分,用有限元数值方法计算渗流场,以坝基渗流量、坝基渗透压力和幕体本身的最大水力坡降不超过允许值为约束条件,以帷幕的工程造价最小为目标函数建立优化设计数学模型,寻找一般情况下的帷幕参数的最优组合,为工程设计提供参考依据.     

改进遗传算法在坝基帷幕灌浆方案优化中的应用

以一般基岩上的混凝土重力坝为例,采用改进的遗传算法对坝基有排水时的帷幕灌浆参数组合进行优化研究。根据帷幕的厚度进行单元网格剖分,用有限元数值方法计算渗流场,以坝基渗流量、坝基渗透压力和幕体本身的最大水力坡降不超过允许值为约束条件,以帷幕的工程造价最小为目标函数建立优化设计数学模型,寻找一般情况下的帷幕参数的最优组合,为工程设计提供参考依据。     

绕坝渗流地下水位的时空分布模型研究

许多大坝的失事是由于高地下水位引起坝肩失稳所致。绕坝渗流是影响坝肩高地下水位的主要因素。为此通常将大坝基础防渗帷幕延伸到坝肩岸坡内一定距离,以减小绕坝渗流影响。而防渗帷幕运行性态随时间变化,为了评价坝肩防渗帷幕和地下水位的运行性态,首先分析了地下水位观测资料和水位、降水、温度、时效等时空影响因素及其表达式,随后基于岸坡地下水位观测资料,利用最小二乘法建立了大坝岸坡地下水位的时空分布模型。通过比较模型剩余标准差和测点的剩余标准差,可以确定坝肩地下水位的异常测点,分析岸坡防渗薄弱部位,掌握坝肩岸坡渗流场时空分布规律,监控绕坝渗流的性态。     

Treatment of the seepage problems at the Kalecik Dam (Turkey)

This paper describes the seepage prevention measures at Kalecik Dam. Water leaked from the foundation of the dam after the impoundment. The dam, 77 m in height, was constructed for irrigation purposes.

The foundation consists of Mesozoic ophiolite, Paleocene allochthonous units composed of different lithologies and Miocene conglomerate. Karstified and fractured Paleocene limestone outcrops on the right bank of the dam foundation. This unit extends into, and its thickness increases within, the right abutment. The leakage occurs towards the downstream springs through the right bank limestone.

The main grout curtain is 200 m long and 60 m deep and was constructed on the right bank. After reservoir impounding, new springs were observed in the downstream area. Therefore, after the construction of the dam, remedial curtain grouting was required and carried out in three stages. Firstly, the main grout curtain was supplemented by additional grouting to seal the fractures and infill karstic cavities. The diversion tunnel was also repaired. The curtain depth was the same as the depth of the previous curtain. The second stage of additional treatment consisted of new deep grouting. Some investigation holes were also drilled along the same alignment as the main curtain to locate the seepage in the region. These holes were extended to an elevation of 442 m. The final stage of grouting measures was between the spillway and the dam body and underneath the spillway.

As a result of the additional grouting measures, the spring discharges observed downstream of the dam embankment decreased. However, the seepage paths were extended and were moved with time so that the seepage problems are still continuing.     

卡拉水电站坝区渗流控制效应精细模拟与评价

卡拉水电站坝址区河谷狭窄,岸坡陡峻,地质条件复杂,渗漏问题突出。为减小卡拉坝区渗漏并改善大坝的渗透稳定性,工程设计采取防渗帷幕、排水孔幕和排水洞等防渗排水措施。采用子结构、变分不等式和自适应罚函数相结合的方法（简称SVA方法）,结合典型溢流坝段与坝区整体渗流场分析成果,评价卡拉大坝及坝基渗流控制方案的合理性,并论证其优化的可能性。研究表明：①防渗帷幕有效雍高了帷幕上游侧岩体内的地下水位、增加了绕坝渗流的渗径长度并降低了坝基的扬压力,排水系统则显著降低了坝体内的孔隙水压力以及坝基扬压力;②排水孔幕间距对坝体内的自由面分布有着显著影响,排水孔幕间距取3.0～4.5 m是合适的。     

江雄水库坝基和坝肩渗漏分析与渗控方案评价

江雄水库施工中认为坝区存在较严重的渗漏问题, 由此, 在设计中对河床段坝基采用了上墙 (防渗墙) 下幕(帷幕灌浆) 组合防渗结构, 对两岸坝肩采用了帷幕灌浆防渗结构处理措施。利用渗流理论, 在分析坝区地质条件和概化水文地质模型的基础上, 建立了坝区三维渗流数值模型, 对坝区防渗处理设计条件下(方案Ⅰ和Ⅱ) 的坝基渗漏及渗透变形进行了计算和比较分析。结果表明, 两种防渗方案均可行, 但方案Ⅰ优于方案Ⅱ。     

铜矿山尾矿坝帷幕防渗技术研究

为满足矿山尾矿坝的渗漏治理,从抗酸稳定性、防渗等级和帷幕完整性三个方面阐述了尾矿坝防渗帷幕的性能要求,基于矿物晶体结构的理论分析和对纯水与酸性渗透液的对比试验,分析了粘土固化浆液的抗酸稳定性,研究了粘土固化注浆帷幕的防渗特性,并结合工程实例,介绍了尾矿坝基础防渗中粘土固化注浆帷幕的设计、施工工艺和质量控制措施.通过对实际工程的质量检查,验证了该防渗技术应用在矿山尾矿坝中的有效性和可靠性.     

基于饱和指数模型的坝基帷幕体防渗效果及耐久性研究

帷幕体的修建是为了对坝基进行加固和防渗,但在蓄水条件下,坝基帷幕体遭受长期的高压渗流、溶蚀等作用,坝基帷幕防渗作用衰减以致失效,从而引起坝基渗流量增加和扬压力增高。依据地球化学热力学的基本理论,通过分析坝基地下水微观动态,定量化解析幕后地下水溶液与某种矿物之间的反应状态,采用了基于化学热力学模型的FORTRAN程序,从一个侧面来反映坝基帷幕体防渗效果及其耐久性。结合某工程实例,建立2001－2010年的时间序列模型,计算出的方解石饱和指数由2.03变为0.26,揭示出某坝10坝段处坝基帷幕体的防渗性能及其耐久性发生了衰减,且具有阶段性变化的特点,2001－2004年间与2006－2008年间坝基地下水的微观动态处于相对稳定的时期（缓变）;2005年间与2009－2010年间处于突变时期（陡变）。揭示出该坝段坝基帷幕体的防渗性能出现了局部的衰减,其结果与地下水宏观动态反映出的规律较一致,证明该方法在一个侧面能够反映出帷幕体的防渗性能和耐久性的变化特征。     

Seepage problems in the right abutment of the Shahid Abbaspour dam, southern Iran

In this study, seepage phenomena through the right abutment of Shahid Abbaspour dam are investigated. The Shahid Abbaspour dam is a 200 m high arch dam, which regulates the waters of the Karun River, serves power generation, and flood control and irrigation needs. The dam site lies in the Zagros Mountains of southern Iran. This region presents continuous series of mainly of karstic limestone, marl, shale and gypsum ranging in age from Jurassic to Pliocene. The region has subsequently been folded and faulted. Seepage from the Shahid Abbaspour reservoir occurs mainly through the karstic limestone.The basic foundation treatment of the dam consisted of consolidation grouting, a high-pressure grout curtain and a drainage curtain. Moreover, a 144 m high and 30 m wide concrete cutoff wall was built to prevent reservoir seepage through a clay-filled fracture zone in the right abutment. The grout curtain penetrates the “Principal Vuggy Zone” only beneath the central portion of the dam and below the cutoff wall. In the right abutment fan curtains were constructed to reduce drainage flows, but the seepage problem could not be solved. In order to determine the seepage direction and karstification pattern, hydrogeological studies have been carried out. Additional investigation boreholes have been drilled to monitor fluctuations in groundwater level. Besides these, water chemistry, dye tracer, pinhole and XRF tests have been carried out. As a result of these studies, seepage paths have been identified in the karstic limestone in the right abutment of the dam.     

光照碾压混凝土大坝渗控分析

基于光照水电站坝基水文地质条件及坝体渗透特性的研究,建立了大坝三维有限元模型,模型较详细地考虑了坝体大坝不防渗结构和排水系统及坝基地质和防排渗结构。分析研究了薄层单元、排水孔幕的模拟方法,采用合适的方法计算了同条件下的渗控情况。通过综合对比分析,对该坝的渗流规律及相应渗控措施进行了初步地探讨。