垂直铺塑技术在堤防防渗加固中的应用

垂直铺塑防渗技术是堤坝防渗的一种新技术,经过十多年的开发研制和改进,该项新技术已经成熟.本文介绍了垂直铺塑防渗新技术在堤坝防渗加固工程施工中的关键问题和处理技术.     

南沟门水库坝址工程地质条件分析研究

南沟门水库位于陕北黄土高塬南部的黄土梁峁区,坝基为二迭系砂岩夹泥岩、第四系湿陷性黄土及砂砾石等。左坝肩主要工程地质问题是基岩强风化带的渗透问题,防渗帷幕深入岩面以下30 m;坝基存在表层堆积的砂壤土、黄土、古土壤的湿陷问题和下部砂砾石层、基岩强风化带的渗透问题,对湿陷性土层进行工程处理或清除,对砂砾石层采用结合槽截渗处理,防渗帷幕垂直厚度应大于25 m;右坝肩存在斜坡表面土层的湿陷性问题和沿三级阶地砂砾石层、基岩强风化带的绕坝渗透问题,建议翻碾处理湿陷性土层,用砼墙对砂砾石层进行截渗处理,防渗帷幕应深入岩体表面以下20 m。     

高地应力条件下边坡岩体卸荷变形的两种表现形式研究室

本文简要介绍了高地应力地区水电高边坡工程中人们十分关注的两个工程地质与岩石力学问题：锦屏一级水电站边坡大范围岩体卸荷松动和小湾导致坝基(肩)岩体开挖快速卸荷问题。作者认为锦屏一级水电站左岸边坡大范围松动变形仍然是自重和构造复合应力场卸荷作用的结果,边坡的规模大、坡度陡,以及高水平构造应力是导致大范围卸荷松动变形的重要因素;小湾电站坝基(肩)岩体开挖过程中出现的坚硬完整岩体板裂、拱裂和葱剥皮等一系列新破裂现象是在高地应力作用下,由于开挖导致垂直坡面应力卸荷,增大边坡表面岩体主应力差和剪应力而引起的快速破裂行为,并通过破裂完成了顺坡面的最大主应力的卸荷,卸荷破裂主要集中在开挖面附近5～6m深度范围内。     

南阳膨胀土渠道滑坡破坏特征与演化机制研究

为了解河南南阳地区膨胀土渠道边坡滑坡机制,基于南水北调中线工程南阳段19个滑坡的现场调研统计结果,选取南阳段TS105+400处右岸滑坡为典型实例,开挖探槽揭露滑坡内部结构,对该区膨胀土渠道滑坡的破坏特征及演化机制进行了研究。结果显示,该区滑坡多发生在 地层;边坡的稳定性受中上部土体中的垂直节理及坡脚充填强膨胀土的缓倾长大裂隙共同控制,滑动面由后缘陡倾裂隙及前缘缓倾长大裂隙组成。开挖卸荷导致垂直节理张开,垂直节理向下可延伸3 m以上,破坏边坡土体整体性,且充当水分出入边坡的主要通道;坡面以下深度4～8 m存在一个高湿度带,带内土体强度小,发育滑动面。气候造成的胀缩循环、开挖卸荷导致边坡垂直节理张开并向深部发展,对边坡土体的强度衰减作用明显,当垂直裂隙与前缘缓倾裂隙贯通后,发生强（久）降雨,裂隙充水软化,即诱发边坡失稳。     

大瑞铁路澜沧江大桥工程边坡稳定性三维数值模拟分析

采用现场调查、工程地质分析和三维数值模拟方法,对在建大瑞铁路工程澜沧江大桥边坡稳定性进行了综合分析研究。澜沧江大桥是在建大瑞铁路的控制性工程之一,由于多种因素的综合作用,桥址岸坡发育延伸较长的顺坡向节理和近垂直的陡倾节理。右岸桥位工程开挖区位于一组较大型顺坡结构面的下方,岸坡稳定性直接关系到桥位的适宜性。综合研究表明,工程开挖后,右岸桥位上部岩体极易在顺坡向结构面的控制下发生滑移–拉裂式破坏,沿外倾结构面产生较大的位移,甚至可能失稳,需要进行专门的工程治理。左岸边坡岩体结构相对稳定,工程开挖后,位移将主要集中在开挖面附近的浅表层部位,不仅变形较小,影响范围也相对较小。      

西安地铁“先隧后井”法横通道施工控制技术研究

以西安砂卵石和黄土地层中地铁施工为依托,采用数值分析方法和原位监测等手段,针对"先隧后井"法横通道施工期间横通道的开挖方法、地层和既有盾构管片的预加固方案,进行优化分析和评价。结果表明,(1)增加风井横通道的开挖层数会引起地表沉降增大和施工作业空间不足问题,建议采用4层台阶、预留核心土法开挖,上、下台阶长度不宜超过3m;(2)风井横通道外侧砂卵石、黄土地层的注浆厚度不低于2.0 m,加固后地层弹性模量应提高至少0.2倍以上,应配合超前小导管和大管棚超前预支护措施,可以增强横通道开挖期间地层的稳定性和临近盾构管片的安全性;(3)既有管盾构片破除前应放松横通道两侧4～6环管片的联结螺栓,降低横通道开挖引起的盾构管片纵向挤压应力集中效应;(4)横通道垂直穿过既有盾构管片时应采取静力破除法,从上至下垂直分块拆除管片,再进行横通道与盾构区间隧道接口部位混凝土浇筑和钢筋植入施工,并针对接口范围内地层进行WSS注浆加固,进行接头防渗处理。     

基于宽窄平台相结合的黄土高边坡优化设计

山区或丘陵地带建设煤矿工业广场时将面临高边坡问题,不合理的高边坡设计严重浪费土地资源,造成环境破坏和投资增加,也为基础设施带来巨大安全隐患。基于此,以陕西省子长市某煤矿工业广场高边坡为例,借助现场调查、理论分析和数值模拟等手段,综合考虑边坡抗冲刷性和整体稳定性,探讨不同数量、位置和宽度的宽平台对高边坡的应力、应变场和稳定性系数的影响规律,结合模型的开挖量,选取满足稳定性要求且开挖量最少的最优坡形。结果显示:陕北地区粉黄土高边坡最优单坡坡率为1∶0.75,坡高5~6 m;宽平台能改变潜在滑移面位置,当宽平台位于坡脚或坡顶时,潜在滑移面分布以宽平台位置为界,分布于宽平台以上或以下边坡;当宽平台连续分布且宽度较大时,高边坡可视为2个独立边坡来分析计算;高边坡最优坡形为:30 m高边坡单坡高5 m、坡率1∶0.75,窄平台宽度3 m,布置2个宽平台、位置③⑤、宽度10 m;50 m高边坡单坡高5 m、坡率1∶0.75,窄平台宽度3 m,布置4个宽平台、位置③⑤⑧⑨、宽度14 m。宽窄平台优化组合方式可为陕北地区粉黄土高边坡设计和防护工作提供理论依据和实际指导。      

小湾水电站进水口高边坡变形机理分析及工程意义

小湾水电站进水口高边坡地质条件及开挖坡型复杂,断层、节理裂隙发育并相互切割,坝顶平台至进水口底板平台平均开挖坡度88,最大高差106m,其中垂直开挖段81m,最大水平退坡深度170余米。伴随边坡开挖过程中,边坡上部岩体产生了一系列的变形破裂现象,主要表现为沿混凝土坡面分布的张开宽度和延伸长度不一的裂缝及起壳现象。本文结合边坡的实际工程地质条件和监测结果数据,对变形破裂现象的形成机制进行了系统的分析。结果表明,裂缝产生的原因主要是由于地处高地应力区岩体在边坡开挖过程中产生的卸荷回弹表现,是正常的卸荷松弛变形。在此基础上,对边坡的稳定性分析表明,该边坡稳定性良好。     

两河口水电站引水进口边坡变形稳定性分析

两河口水电站引水进口边坡主要由砂、板岩组成的陡倾横向坡,最大开挖坡高215 m。本文根据边坡的地质结构及变形破坏特征,分析了边坡的破坏模式及稳定状况。在此基础上,采用三维有限元数值模拟的方法,模拟了工程边坡的分步开挖过程。分析表明,边坡稳定性主要受f34-1等中缓倾角结构面及Ⅴ级岩体的控制,具有沿中缓倾角结构面及Ⅴ级岩体发生滑移破坏的趋势,塑性破坏区主要分布在Ⅴ级岩体及其断层内,水平深度一般为35 m,研究成果对边坡的支护设计具有重要意义。     

洞庭湖区堤防垂直防渗模型研究

根据洞庭湖区堤防工程地质、地形特性,建立了多元结构堤基垂直防渗概化模型,并按照优化思想,采用渗流有限元法,对垂直防渗墙在砂卵石、相对不透水堤基中的贯入深度和堤内最大渗透坡降的位置、大小的关系做了系统地分析研 究。再根据有限元计算结果,全面地评价了两种型式防渗墙的防渗效果,提出了临界最优贯入深度的概念。最后,将有限元法应用到大东口电排高喷防渗墙工程中,实际工程的安全运营表明了研究结果的正确性和实用性。     

松散堆积体工程边坡变形机理分析及支护对策研究

合理选择开挖坡比、正确认识变形破坏机理是影响松散堆积体边坡稳定性和施工安全的前提, 本文研究了西南地区某松散堆积体工程边坡的结构特征, 根据地形条件确定了合理的开挖坡比, 采用二维有限元研究了开挖边坡的变形机理并根据模拟结果确定潜在滑动面, 在此基础上, 提出支护对策。研究结果表明, 边坡由厚度达70m 的坡洪积、泥石流块碎石堆积体组成, 斜坡下部缓中部稍陡, 开挖平台位于缓坡部位, 根据地形条件结合坡体结构特征确定边坡开挖坡比为1: 0. 75; 数值模拟结果表明, 边坡变形开挖面附近及坡顶拉应力和坡体下部最大剪应力控制, 坡顶部位将首先产生拉张裂隙, 开挖边坡内部产生从坡脚部位向上发展的剪切变形, 滑面一旦与坡顶拉裂缝贯通, 边坡将产生整体失稳; 边坡采用锚拉桩、锚索框架、锚杆框架、排水相结合的综合治理措施进行支护。     

湖北省南漳县城关镇便河村山体崩塌地质灾害

<正>2017年1月20日19时24分,湖北省南漳县城关镇便河村三组发生山体崩塌灾害,造成12人死亡,3人受伤。崩塌灾害发生在南漳县城关镇便河村三组剪子沟南坡,崩塌所在陡坡长约110 m,高15~30 m,坡面外凸近直立。崩塌的高陡山体由寒武纪碳酸盐岩组成。陡坡岩体内风化裂隙和溶蚀裂隙发育,坡体中存在两组开裂面。一组为岩体层面,基本平行于坡面,间距1~3 m,近直立;另一组为构造节理面,方向近乎垂直坡面,近直立,间距     

基于FLAC^3D的黄土边坡稳定性分析

根据FLAC^3D的特点和基本原理,结合黄土边坡的变形特点,研究某典型黄土-基岩边坡的变形破坏过程,分析边坡分步开挖坡体应力和位移的变化规律,研究表明：边坡坡脚开挖,对于边坡的整体稳定性影响较为严重,很有可能引发边坡破坏;随着开挖的进行,坡体主要位移逐渐转变为水平位移,且开挖后应力在坡脚处集中。依据对边坡开挖过程中位移和应力的分析,表明随着每一级土体的开挖,边坡位移迅速增大,因此控制开挖过程中坡体位移是边坡开挖工程中重要工作,应采取对边坡坡面和坡脚加固的措施,以缓解坡脚应力集中,减小和避免坡体位移。     

筑堤土防渗性状试验研究

结合淮河入海水道河道工程,通过渗透变形试验确定了筑堤土料的渗透变形型式、临界水力坡降和允许坡降,同时指出了采用泓道开挖土筑堤的施工控制措施、质量要求和防渗措施。     

考虑降雨渗流影响的露天煤矿黄土开挖边坡分析

黄土开挖边坡在降雨作用下坡面破坏可分为片蚀破坏、沟状侵蚀、坍塌破坏3个阶段。通过野外现场地质调查,建立调查区域露天煤矿某段运煤大道处黄土开挖边坡三维数值分析模型,采用V-G模型设定渗流边界函数,并以此根据室内外实验设定初始负孔隙水压力;在有限差分软件中运用fish语言将野外现场测得的稳定渗透系数与边坡开挖高度关系编入渗流计算命令流中,模拟了不同降雨强度下孔隙水压力、开挖边坡位移、坡面冲刷程度、最大主应力变化情况,提出黄土区开挖边坡在降雨作用下沟状侵蚀在第三级台阶(坡高60m)左右破坏严重,坡高高于此高度应注意沟状侵蚀的剧烈扩展并加以防治;应在开挖边坡顶部以及台阶坡顶、坡肩处加强监测与防护治理工作。     

龙湖主湖区开挖及防渗方案优化研究

郑州市郑东新区龙湖这样大规模的城市人工湖建设在我国尚属首次。在平均湖深4.5 m的前提下以及已有研究成果的基础上,采用现场调研、室内外试验、水质分析及数值分析计算相结合的综合研究方法,结合实际工程经验对龙湖开挖及防渗方案进行研究,结果表明,龙湖主湖区开挖宜采用干法和湿法相结合的“综合开挖”方案;防渗宜采用水中抛土和碾压铺盖相结合的方案,这样既能保证成湖,又不会对周边地区地下水系统和地质环境造成大的影响,还能满足水质要求,从施工设备和工程投资角度来讲也是合理可行的。另外,在龙湖正式开挖之前,应先在现场进行试挖工程,对开挖、防渗设计进行优化。     

工程因素对围岩稳定性影响三维数值模拟分析

结合某地下工程实际,运用FLAC3D模拟了巷道断面形状、开挖面距离以及开挖顺序对巷道围岩稳定性的影响,并模拟了围岩深部多点位移规律。结果表明,相同围岩条件下,不同断面形状其力学效应不同,同一断面在不同围岩条件下变形不一样;围岩水平位移曲线随开挖面的距离呈S形,围岩水平最大位移主要发生在距开挖面后方 2倍巷道长径的范围内;Ⅲ级围岩深部位移影响范围约 2 .8～ 4 .3m,Ⅳ级围岩影响范围 6 .9～ 7.8m;对较大断面,分步开挖有利于围岩控制。     

延安市阳崖黄土边坡开挖破坏离心模拟试验研究

人工开挖是黄土地区滑坡形成的主要诱发因素之一,开挖导致斜坡一定范围内产生卸荷回弹和应力重分布,斜坡应力重新平衡的过程伴随着斜坡形变,甚至破坏。延安市宝塔区枣园镇阳崖滑坡为典型开挖诱发的黄土边坡,本文选取阳崖滑坡为地质原型,采用TLJ-500大型土工离心机对边坡坡脚开挖状态下变形破坏过程进行模拟试验,通过对模型控制点监测数据分析,研究边坡坡脚开挖前后坡体形变位移特征、坡体内部土压力响应特征以及边坡变形破坏机理。结果表明:坡脚开挖后临空面附近产生局部垮塌,其坡体位移、潜在滑移面以及拉张裂缝均由坡体前缘往后部渐进性变化发展。开挖后坡体内部产生明显的应力松弛,且越靠近开挖面卸荷效应越明显,开挖主要影响坡体的中前部分,对坡体后部影响较小甚至无影响,分析得知坡体变形破坏机理为典型的渐进后退式。     

某水利枢纽厂房基坑开挖渗透变形评估

在对渗流评估方法进行一定探讨的基础上,对某水利枢纽工程坝址区厂房基坑开挖进行了渗透变形评估。结果表明,在坝轴线方向上,无防渗墙时坡面土体在渗透力的作用下是不稳定的,有防渗墙时坡面水力坡降降到0.05以下。在砂卵砾石层与基岩的交界处仍存在略大的水力坡降（值为0.56）,如有水在细砂层、砾质中粗砂层渗出,则有可能出现渗流失稳,但总的说来由于防渗墙使水力坡降已降到很小,出现流土和管涌失稳的可能性不大。     

封面照片说明

照片所示滑坡发生于2009年7月,位处云南省澜沧江小湾电站库区上游右岸,体积约900×104m3,涌浪高达7m,属于水利水电工程场区常见的库岸再造型滑坡。水利水电工程多位于河道峡谷,土石方工程量大,岸坡