输水工程取水首部围堰防渗及稳定性分析
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水库导截流围堰防渗施工的分析水库导拦流围堰防渗施工是水利工程中非常重要的一项工作。
水库的导拦流围堰防渗施工直接关系着水库的安全和稳定,因此施工过程需要严格把控,采用合理的技术和方法。
本文将对水库导拦流围堰防渗施工进行分析,包括施工工艺、材料选择、安全措施和施工质量保障等方面。
一、施工工艺水库导拦流围堰防渗施工的工艺流程一般包括勘察设计、准备工作、基础施工、防渗层施工和附属设施施工等几个环节。
1. 勘察设计:水库导拦流围堰防渗施工前,需要进行详细的勘察设计工作。
勘察工作要求对地质情况、水文水利条件、周边环境等进行全面的分析,为后续的施工提供依据。
2. 准备工作:施工前需要对施工现场进行准备工作,包括场地平整、材料准备、设备就位等。
3. 基础施工:水库导拦流围堰防渗施工的基础施工是整个工程的基础,需要采用合适的方法和材料进行基础的打造和强化。
4. 防渗层施工:防渗层施工是水库导拦流围堰的重点工程,需要选择合适的防渗材料,并严格按照设计要求进行施工。
5. 附属设施施工:水库导拦流围堰防渗施工还需要配套建设一些附属设施,如监测设备、排水系统等。
二、材料选择水库导拦流围堰防渗施工需要选择一些特殊的材料,以保证工程的长期稳定性和安全性。
常见的材料包括混凝土、防渗土、防渗膜、防渗材料等。
1. 混凝土:在水库导拦流围堰防渗施工中,混凝土是使用最广泛的材料之一。
它具有强度高、耐久性好等优点,可以有效地防止水库渗漏。
2. 防渗土:在水库导拦流围堰防渗施工中,防渗土也是必不可少的材料。
选用优质的防渗土料,能够减少水库渗漏的可能性。
4. 其他防渗材料:除了以上几种材料外,水库导拦流围堰防渗施工还需要使用其他一些防渗材料,如聚合物材料、橡胶材料等。
三、安全措施水库导拦流围堰防渗施工过程中,必须严格遵守安全操作规程,采取一系列安全措施,确保施工作业的安全性。
1. 安全培训:在施工前,需要对施工人员进行安全培训,提高他们的安全意识,养成良好的施工习惯。
水利工程提防防渗漏施工技术分析摘要:在现在社会的发展中,各行业的竞争越来越激烈,水利行业相较之前也有了巨大的进步,水利工程的建设数量和规模不断扩大。
水利工程的建设质量受到社会各界的重视,水利工程提防防渗漏成为衡量工程建设质量的一项重要标准,因此,应加强水利工程提防防渗漏施工技术的应用,从而为我国水利行业今后的发展奠定良好的基础。
关键词:水利工程;提防防渗漏施工;技术分析一、水利工程中提防防渗施工技术的重要性人类的生活和国家的成长都离不开水,它是我们生计的基础,国家成长的动力。
正因如此,才有了水利工程,才有了提防。
它通常修建在江、河、湖、渠、海,或是洪区、蓄洪区、等防水,蓄水的地方。
它是地球上最先、最普及被行使的防洪工程。
修建提防其根本就是要对大水举行抵抗,以避免泛滥成灾。
提防还能够起到抵御风浪和海潮的作用。
不过现阶段大自然的水资源基本都是以自由形式存在,因此没有被高效的利用,不但这样,如果没有合适的方法管理,还有可能造成许多的不必要自然灾害,这些灾害是我们无法抗拒的,它会严重威胁我们的生活和生命。
由于这种情况无法避免,才会出现水利工程,这些自然界的水经过水利工程建设的处理,才会被我们更好的利用,不但如此,还可以更有效的预防自然灾害,现阶段国家和社会都十分的注重水利工程的建设工作,在如此多的水利工程中,提防工程的重要意义相当地显著,现阶段随着人类的发展,时代的进步,科学技术的提高,提防建设工作的成就我们有目共睹。
水利工程对于我们来讲,不仅要求必须具有相当好的抗震能力,还必须相当的稳定,牢靠。
为了更有效的防渗,我们应当开展好防渗运动,这样不但能显著提升工程的稳定性,而且能更好的保护工程结构,以免被损坏。
一旦渗漏现象出现,我们必须第一时间用最好的方法解决,如果没有认真处理或是处理的措施不正确,就会给施工单位及国家财产带来严重的损失,其结果就会严重威胁到人民群众的生活水平和生命安全。
换句话说,做好水利工程提防防渗漏便是庇护咱们本身。
水库导截流围堰防渗施工的分析水库导截流围堰是用于防洪、拦截漂浮物、控制水位等作用的重要设施,同时也是水利工程建设中不可或缺的一部分。
在导截流围堰的施工过程中,应注意防止渗漏,确保其结构牢固、稳定和安全。
因此,在施工时必须进行分析并采取相应的防渗措施。
1.分析渗流介质在水库导截流围堰的施工过程中,要先分析渗流介质。
渗流介质主要有土壤、岩石等,不同的渗流介质对防渗措施的选择和施工方法都有不同的要求。
对于土壤渗流介质,应采用防渗措施来抑制土壤水分的渗透,防止水与土壤相互作用引起土壤变形和破坏。
措施包括:选择好的滤材,根据不同的渗透压力设计不同的过滤结构,考虑到土壤渗透系数进行堆石填筑或进行切割护坡。
对于岩石渗流介质,应采用防渗措施防止水流露头或流动,以避免岩石流失和溃坝的危险。
措施包括:挖掘较深的沉砂坑来过滤水流,利用过滤带的岩石层来吸收水流,采用嵌入式的渗透屏障等。
2.选择合适的防渗措施对于不同的渗流介质,可以选择适合的防渗措施。
(1)透水性堆石在土壤渗流介质的情况下,可以采用透水性堆石措施。
这种方法的优点是,能够大幅度提供土体的稳定性,同时又能够保证水的通畅性。
透水性堆石应具备以下特点:由圆石形成的粗大堆石能增加过滤物的阻力;就是有较好的筛分,细小的颗粒能够阻拦较大的颗粒,避免防渗层遭破坏。
(2)填筑土石在土壤渗流介质的情况下,还可以采用填筑土石的措施。
这种方法的优点是,性价比较高,同时也能够提供较好的稳定性。
填筑土石时应确保土壤的密实度,同时注意防止泥土松动等问题。
(3)防渗屏障在岩石渗流介质的情况下,可以采用嵌入式的防渗屏障措施。
这种方法的优点是,能够防止在渗流介质中的水流和岩石相互作用,从而确保岩石的稳定性和安全性。
防渗屏障应采用合适的材料,并通过细致的设计来确保其防渗效果。
3.注意施工标准在进行水库导截流围堰防渗施工的过程中,应注意施工标准。
施工标准包括:材料的选择和优化、施工工序的安排和执行、质量控制的管理等。
水利水电工程围堰防渗处理施工技术摘要:水利水电工程中,围堰是一种重要的防洪和调节水量的设施,但由于围堰下游水压力较大,防渗处理成为围堰工程中的一项难点。
随着科技的不断进步和水利工程建设的快速发展,围堰防渗处理技术已经得到了广泛的应用,在提高水利工程的安全性和可靠性方面做出了重要贡献。
本文旨在通过对围堰防渗处理施工技术的研究,系统地总结和分析其施工过程中的关键技术和管理措施,为提高围堰防渗处理技术水平和工程质量提供参考。
关键字:水利水电,围堰防渗处理引言:水利水电工程中,围堰是一种常见的水利建筑物,其主要作用是将水流引导到特定的区域以供利用或排除。
然而,在围堰的设计和施工过程中,防渗处理显得尤为重要。
因为如果围堰没有做好防渗措施,就会导致水渗漏、土体软化、结构失稳等问题,从而威胁到工程的安全性和经济效益。
一、围堰防渗技术综述1.1围堰防渗处理概述:围堰是一种用来限制水体流动和储水的建筑物,但在一些情况下水压会使水渗透到围堰中,导致溃坝等严重后果。
因此,围堰的防渗处理被视为一项至关重要的任务。
围堰防渗处理是指采用各种材料和方法,采取严谨的工艺流程,在围堰结构和其周围的土质中防止水渗透或泄漏,保证围堰稳定运行。
1.2围堰防渗处理材料和技术分类:1.材料分类(1)柔性材料:主要包括特种防渗材料、优质胶乳、高分子材料、粘性体防渗材料等。
(2)硬质材料:主要包括混凝土、防渗砖、防渗板、钢板桩等。
2.技术分类(1)物理防渗:该方法主要采用柔性防渗材料和硬质防渗材料进行覆盖。
其优点是操作简便,适用范围广,但需要密封性强及长期稳定性好的材料才可达到良好防止渗透的效果。
(2)化学防渗:该方法主要采用特种高分子防渗材料等化学材料。
优点在于提高了防渗性能,耐老化性好、抗裂性高、韧性和强度高。
(3)机械防渗:该方法主要是采用钢板桩、钢筋混凝土、各种地下墙体等硬材料。
优点是力学性能强,能够承受超大的渗透压力。
1.3围堰防渗处理施工技术发展趋势1.材料化:未来材料会向化学材料方向发展,例如采用聚氨酯密封胶、有机硅密封材料、弹性聚合物等;2.机械化:未来将出现更多机械化处理设备,全自动化施工工艺将大大提高工作效率和施工质量,例如采用土工格栅、聚酰胺土工布、钢制喷头等;3.多功能:未来围堰防渗处理材料将向着多功能化、环保化、可再生化等方向发展,例如采用可再生资源、生物降解等材料来保护生态环境和应对气候变化;4.智能化:未来将会通过智能物联网技术,实现对围堰防渗处理施工工艺的监测和管理。
水库导截流围堰防渗施工的分析水库导拦流围堰防渗施工是水利工程中常见的一项工程,主要用来控制水流、防止渗漏。
下面将对水库导拦流围堰防渗施工进行分析。
水库导拦流围堰防渗施工的目的是为了保证水库的正常运行和安全性,防止水库的漏水现象,同时还可以控制水流的流向和流量。
施工过程中需要考虑以下几个方面的因素:一、选址和设计:水库导拦流围堰的选址和设计是至关重要的,需要考虑地质条件、水流特性、水库的规模等因素。
选址应尽量选择地质条件较好的地方,以减少工程施工困难和风险。
设计时要考虑导流围堰的高度、宽度、材料等参数,以满足水流控制和防渗的要求。
二、施工工艺:施工过程中需要采取合理的工艺措施,包括土方开挖、基础处理、预制构筑物的安装等。
土方开挖时要注意挖掘的深度和坡度,使导流围堰能够承受水流的冲击力。
基础处理时要进行地基加固和排水处理,以增加围堰的稳定性和防渗性。
预制构筑物的安装要注意施工质量,确保围堰的密封性和强度。
三、材料选择:围堰的材料选择也是影响施工效果的重要因素。
常见的材料包括混凝土、钢筋、地膜等。
混凝土是常用的围堰材料,具有强度高、耐久性好的优点,适用于各种水流条件。
钢筋可以增加围堰的抗震性和承载力,适用于较大规模的水库。
地膜可以用于围堰的防渗层,具有良好的防水效果,适用于土层较薄或水压较大的情况。
四、安全措施:施工过程中要注意落实安全措施,确保施工人员的安全。
施工现场要设置围堰防护措施,避免土方塌方和水流冲击。
同时要定期检查施工质量,及时处理施工中的问题,保证工程质量和安全。
水库导拦流围堰防渗施工是水利工程中的重要环节,需要选址和设计、施工工艺、材料选择和安全措施等方面的综合考虑。
只有经过科学规划和系统管理,才能够确保水库的正常运行和防止漏水现象的发生。
水利工程的稳定性分析与施工方案优化水利工程是人类在利用自然水资源过程中制造并利用的工程,既能保证人类生产生活所需的水资源,也能通过水库、防洪工程等实现灾害防御。
但是,水利工程建设需要考虑安全稳定因素,以保障作用发挥和最大限度避免安全事故的发生。
因此,针对水利工程的稳定性分析与施工方案优化显得尤为重要。
一、水利工程的稳定性分析1. 水文地质条件的分析水文地质条件是影响水利工程稳定性的主要条件之一。
对于水文地质条件不同的地区,其水利工程的稳定性分析也相应具有不同的可行性和复杂性。
例如,在高山地区和水文地质条件较差的地区,水利工程的稳定性问题更为突出。
2. 水工结构的力学分析水利工程的力学分析是水利工程建设的关键环节之一。
水工结构应作为一个整体进行力学分析,以确定其稳定性。
其中,力学分析包括荷载试验、抗震分析以及流固耦合分析等。
3. 数值模拟分析为了更好地了解水利工程的稳定性问题,建立数值模拟模型可以通过模拟各种载荷、地震、水文等实际情况,进行动态分析和预测,从而评估水利工程的稳定性。
二、水利工程的施工方案优化1. 施工技术创新在水利工程建设过程中,施工技术创新是提高建设效益和保障施工质量的重要手段。
施工方案优化需要结合实际情况,充分利用先进的机械设备和技术手段,通过先进的技术手段来保证水利工程的安全稳定。
2. 施工进度的调整水利工程建设的时间周期较长,要确保施工进度和周期的控制。
施工方案优化需要进行合理的时间规划和进度调整,使施工进度符合实际情况。
3. 施工质量的保证水利工程的建设需要保证施工质量,保障工程稳定性。
施工质量保证包括施工过程的检查和控制,需要及时发现问题并及时解决。
三、结语水利工程的稳定性分析和施工方案优化是保障水利工程安全稳定的重要保障措施。
预防和避免水利工程的危害,需要从多个方面进行施工方案的优化,积极探索水利工程的安全稳定技术和方法,确保水利工程的重要性和实用性,满足人民群众对水资源的需求,为国家的水资源管理作出重要贡献。
水库导截流围堰防渗施工的分析水库导截流围堰防渗施工是水库建设中非常重要的一项工作,目的是为了防止水库周围地质环境导致水库的水土流失、渗漏现象,保证水库的整体安全稳定。
该施工过程需要对水库周围的地理环境进行分析,选择适当的施工材料和方法进行施工。
一、地理环境分析水库导截流围堰防渗施工的第一步是对周围地理环境进行分析。
主要包括地质构造、地下水位、土层性质等。
地质构造的分析可以确定地层是否稳定,是否有断层、裂隙等地质隐患。
地下水位的分析可以确定水库在施工过程中是否会受到地下水的渗漏影响。
土层性质的分析可以确定施工过程中所需使用的防渗材料的类型和厚度。
二、施工材料选择根据地理环境的分析结果,选择适当的施工材料是关键。
常用的施工材料有混凝土、砂石、土壤等。
混凝土是一种常用的防渗材料,具有高强度、耐久性好的特点。
砂石是一种较为经济实惠的防渗材料,可以达到一定的防渗效果。
土壤是一种天然的防渗材料,可以与周围的地层相结合,形成较为稳固的导流堰。
三、施工方法选择根据地理环境和施工材料的选择,选择适当的施工方法是水库导截流围堰防渗施工的关键。
常用的施工方法有挖土填筑法、喷射法、卷材法等。
挖土填筑法是最常见的施工方法,适用于地质环境相对较好的地区。
喷射法是一种较为高效的施工方法,适用于地质环境较差的地区。
卷材法是一种较为简便的施工方法,适用于地质环境不太严峻的地区。
四、施工管理水库导截流围堰防渗施工过程中需要进行全程施工管理,以确保施工质量和安全。
施工管理包括施工过程中的监督、检查和验收工作。
监督是指监督施工过程中的施工质量和安全,检查是指对施工材料和工程进度进行检查,验收是指对施工完成后的工程进行检验和验收。
水库导截流围堰防渗施工的分析是非常重要的,需要对地理环境进行分析,选择适当的施工材料和方法进行施工,并进行全程施工管理。
只有做到科学合理的分析和选择,才能确保施工的质量和安全。
水库导截流围堰防渗施工的分析需要充分考虑地质环境和材料特性,以保证施工质量和工程安全。
水库导截流围堰防渗施工的分析水库导截流围堰防渗施工是指在建设水库过程中,通过导引并截流水体,然后进行围堰和防渗措施的施工工作。
本文将从施工过程、材料选择、施工技术和效果评估等方面进行详细分析。
一、施工过程:1.导引水体:首先需要进行水体导引工作,即将水库待建部位的水体引导到施工区域。
这通常需要进行挖掘渠道、建设临时引水设施等工作。
2.截流水体:在水体导引工作完成之后,需要进行水体截流工作,以减少施工对水环境的影响,并为后续的施工提供一个相对干燥的施工区域。
常见的截流方法有:(1)临时抛石坝:通过在水体中临时建设抛石坝的方式,将水体截流。
(2)临时橡胶坝:利用橡胶坝材料,将水体截流。
3.围堰施工:截流后,还需要对施工区域进行围堰施工。
围堰的作用是将施工区域与水体分隔开,避免水体渗入施工区域,影响施工进展。
围堰通常采用土方、块石、砂包等材料进行搭建。
4.防渗施工:围堰完成后,需要进行防渗施工,以确保施工区域的密封性。
常见的防渗施工方法有:(1)层间隔封:采用特殊的材料,将施工区域进行层间隔封,以防止水体渗入。
如利用防渗薄膜、堆积土、沥青等材料进行封堵。
(2)渗透测量与修补:对施工区域进行渗透测量,发现可能存在的渗漏问题,并进行修补。
二、材料选择:在水库导拦流围堰防渗施工中,材料的选择对施工效果至关重要。
常见的材料选择如下:1.围堰材料:围堰材料通常采用土方、块石、砂包等。
土方可以根据实际情况选择黄土、砂土等,砂包可以采用砂石、麻袋等。
材料选择要考虑到施工区域的地质条件、施工工期等因素。
2.防渗材料:防渗材料是保证施工区域密封性的关键。
常见的防渗材料有防渗薄膜、堆积土、沥青等。
根据实际情况选择合适的材料,以确保施工区域的密封性。
三、施工技术:成功的水库导拦流围堰防渗施工离不开合理的施工技术。
常见的施工技术如下:1.施工顺序合理:在施工之前,要制定合理的施工方案。
根据实际情况确定是否需要先进行导引水体、截流水体以及围堰搭建等工作,然后再进行防渗施工。
混凝土围堰稳定性分析研究一、引言混凝土围堰是一种常见的水工结构,广泛应用于水利工程、电力工程、交通工程等领域中的水文工程、水利水电工程和城市基础设施等工程中。
由于其具有结构牢固、耐久性好、施工方便等优点,因此在工程建设中得到了广泛的应用。
然而,混凝土围堰的稳定性问题一直是工程设计和施工中需要重点关注的问题之一。
因此,本文将对混凝土围堰的稳定性问题进行分析和研究。
二、混凝土围堰的结构特点混凝土围堰是一种以混凝土为主要材料的水工结构,其主要特点如下:1、结构简单。
混凝土围堰的基本结构由围堰墙体、围堰顶板和围堰底板组成,其结构简单,施工方便。
2、材料优良。
混凝土围堰采用的是混凝土材料,其强度和耐久性都很好。
3、稳定性强。
混凝土围堰结构牢固,能够承受一定的水压力和外力作用,保证水利工程的安全运行。
三、混凝土围堰的稳定性问题混凝土围堰的稳定性问题主要包括以下几个方面:1、地基稳定性。
地基的稳定性是混凝土围堰稳定性的关键,地基的不稳定会导致围堰的倾斜和变形,甚至发生倒塌的风险。
2、围堰墙体的稳定性。
围堰墙体的稳定性包括其自身的稳定性和抗倾覆能力。
墙体的自身稳定性受到水压力、地震力、风力等因素的影响,而抗倾覆能力则受到围堰底座的支撑能力和地基承载力的影响。
3、围堰底板的稳定性。
围堰底板的稳定性主要受到地基的承载能力和底板自身的承载能力的影响。
四、混凝土围堰的稳定性分析方法为了确保混凝土围堰的稳定性,需要采用合适的分析方法进行分析和计算。
常用的分析方法主要有以下几种:1、有限元法。
有限元法是一种广泛应用于工程力学领域的数值分析方法,其能够对复杂的结构进行分析和计算,得到较为精确的结果。
2、弹塑性法。
弹塑性法是一种基于结构弹性和塑性变形的分析方法,其能够较为准确地计算围堰的变形和应力分布。
3、等效法。
等效法是一种基于简化结构模型的分析方法,其将复杂的结构简化为等效的模型进行分析和计算。
五、混凝土围堰稳定性问题的解决方法为了解决混凝土围堰稳定性问题,可以采用以下几种方法:1、改善地基。
《河南水利与南水北调》2023年第7期施工技术老石坎取水口调整围堰施工安全稳定性分析计算李康英(广东水电二局股份有限公司,广东广州511340)摘要:老石坎水库取水口围堰形式及结构由原设计的混凝土围堰调整为土石围堰。
采用适合的施工技术和管理方法,按期并保证施工安全质量的前提下完成围堰施工。
为此,需要对这一调整围堰展开施工安全稳定性分析计算。
结果表明,根据工程特点结合施工经验,确定调整围堰施工安全管理技术措施;同时进行围堰加固措施分析计算:①调整围堰稳定验算。
以计算机软件试算搜索最危险滑动面为半径43.041m 并与背水坡底脚相交的滑动面;进而运用条分法经软件计算围堰安全稳定系数为0.935,小于规范允许值1.05;判定该围堰不满足安全稳定性要求,需采用加固措施防止其滑移。
②调整围堰加固措施挡墙抗滑移验算显示,挡墙抗滑移稳定性满足要求,土石围堰加固措施可防止其产生滑移,围堰稳定满足要求。
老石坎取水口调整围堰施工安全稳定性分析计算可为类似工程借鉴参考。
关键词:老石坎取水口;调整围堰施工;安全稳定性;分析计算中图分类号:TV544文献标识码:A文章编号:1673-8853(2023)07-0068-02Safety and Stability Analysis and Calculation of Adjusted Cofferdam Construction ofLaoshikan Water IntakeLI Kangying(Guangdong Hydropower Bureau II CO.LTD.,Guangdong 511340,China )Abstract:The form and structure of the cofferdam at the water intake of Laoshikan Reservoir are adjusted from the original concrete cofferdam to earth-rock cofferdam.The construction of the cofferdam was successfully completed on schedule,ensuring construction safety and quality through the use of suitable construction techniques and management methods.Therefore,it is necessary to analyze and calculate the construction safety and stability of this adjusted cofferdam.The results show that according to the engineering characteristics and the construction experience,safety management technical measures for the construction of the adjusted cofferdam were determined.At the same time,an analysis and calculation of the reinforcement measures for the cofferdam were carried out.First,Adjust the cofferdam stability check.A computer software was used to search for the most critical sliding surface with a radius of 43.041m,intersecting with the toe of the upstream slope.Then,the limit equilibrium method was applied through the software to calculate a safety stability factor of 0.935for the cofferdam,which is lower than the allowable value of 1.05according to the specifications.It was determined that the cofferdam does not meet the safety and stability requirements,and reinforcement measures should be taken to prevent its sliding.Second,The verification calculation of the sliding resistance of the reinforcement measures for the adjusted cofferdam shows that the sliding resistance stability of the retaining wall meets the requirements.The reinforcement measures for the earth and rock cofferdam can prevent sliding,ensuring the stability of the cofferdam meets the requirements.The analysis and calculation of the construction safety and stability of the adjusted cofferdam at the intake of the Laoshikan Reservoir can serve as a valuable reference for similar engineering projects.Key words:Laoshikan water intake;adjusting cofferdam construction;safety and stability;analysis and calculation作者简介:李康英(1989.4—),男,工程师,研究方向:水利水电工程施工。
工程建设与管理东北水利水电20!年第6期[文章编号]1〇〇2—0624 (2018)06—0052-03输水工程取水首部围堰防渗及稳定性分析秦增平(辽宁西北供水有限责任公司,辽宁沈阳110000)[摘要]取水首部围堰是整个输水工程的关键部位,其修建成功与否决定着整个供水工程的成败,围堰的稳定 性、安全性和防渗性对后续工程的安全具有重要意义。
文中采用有限元方法对取水首部钻爆石渣堆砌的围堰 进行防渗及稳定性分析,计算成果对类似工程有重要的参考价值和借鉴意义。
[关键词]输水工程;取水首部;围堰;防渗及稳定分析[中图分类号]T V67 [文献标识码]B1工程概况输水工程取水首部围堰位于桓仁水库库区内,围堰长81.7 m,堰顶高程307.6 m,顶宽!.0 m,最大堰高51.4 m(轴线处)。
设计标准20年一 遇,相应库水位304.89 m。
根据工程重要性,施工 防洪度汛标准50年一遇,相应设计库水位307.11 m。
围堰防滲体顶高程305 m。
上游边坡1:1.5, 下游边坡1:1.75。
取水首部围堰和传统围堰基础差别很大,该 围堰基础沉积层不充分且修建在厚度不足1m 的河床上,地质地形条件复杂;采用钻爆法洞挖石 渣抛填修筑而成,缺乏良好的边界制约条件;围堰 防滲体采用常规水泥灌浆很难形成有效防滲帷幕,经过研究,围堰堰体沿围堰中线设4排灌浆 孔。
上、下游两排采用膏浆灌浆,设计排距3.5 m,孔距1.0 m。
中间2排采用帷幕灌浆,设计排距 1.0 m,孔距 2.0 m。
取水首部围堰挡水深度33.7 m,是整个输水 工程的关键部位,其修建成功与否决定着整个输 水工程的成败。
围堰防滲和稳定性分析计算对后 续工程安全具有重要意义,一旦出现事故将会产 生难以估量的生命财产损失和社会影响。
A t x j/ xy1)式中:A!,A!#和A t"为应力增量;A&,A&#和A为应变增量;[%]为邓肯张E-B模型的弹性矩阵,如式(2)所示:* 3( + ))3B-E&3B-E3B+ E00 0 E[%]9B-E2)式中:B为体积模量;E为弹性模量。
处于加载状态的土体单元,式(2)中的E为切 线弹性模量,其表达式为:E,二+P-1-/(!- !3)(!- !3)3)根据摩尔库仑准则,土体抗剪强度表达式为:2c.+-+ 2!3.-/⑷71-/研究表明,堆石体的摩尔库仑强度包线呈现 非线性,故可用下式对其修正:2=2。
-A2 lg〔!3 (5)对于卸荷一再加载情况,用卸荷一再加载模 量代替:2计算原理静力计算采用增量分析方法以模拟实际的施 工过程,该结构模型采用邓肯张E-B模型,其平面 应变条件下的增量应力〜应变关系由下式表示:E^+z P^p] (6)体积模B由下式表述:B= +.p{p J(7)•52•2018年第6期东北水利水电工程建设与管理体积模量B与泊松比满足下式:(8)以上各式中:$为土体凝聚力,kPa; %为土体内摩 擦角;%。
和为非线性摩擦角试验参数;&为弹性模量系数;'为弹性模量指数;&(为回弹模量系数;&为体积模量系数;+为体积模量指数; ,为破坏比;.为大气压。
3围堰结构数模分析3.1计算内容对取水首部围堰工程进行数值分析,检验围 堰结构的安全性。
计算内容包括:采用非线性增 量有限元方法,计算模型采用邓肯E B模型,计算 抛填完成后围堰结构在自重作用下的应力与变形,计算灌浆后围堰结构在水压力作用下的应力 和变形,计算灌浆防滲体在基坑抽干无水时和基 坑降水过程中的应力大小。
3.2计算模型取水首部围堰上游设计水位301.14 m,下游设 计水位285 m。
计算的围堰断面见图1,计算断面的 有限元网格见图2。
计算时,围堰底部位移约束。
3.3.1有限元静计算参数抛石的材料参数参考抛填防波堤堆石参数的 静三轴固结排水试验结果,见表1。
灌浆防滲体材 料参数参照文献中1990年现场取样实测(1989年4月开始灌浆)试验参数,见表2。
表1邓肯E-B模型参数土样r/(g.cm-3)1' 2。
'21。
m堆石/护坡1.824900.25 0.9 4112.52++ +.2表2线弹性材料参数材料P/(g.cmE-)/MPa f4防渗体 2.4 3 1120.2甘山基石 2.6550 0000.23.3.2稳定计算参数堆石体稳定分析采用的强度指标见表3。
表3稳定计算参数材料C/kPa2堆石/护坡033.4计算结果采用增量分析方法模拟了围堰结构以及灌浆 防滲体的施工过程。
主要分析围堰填筑完成后(上、下游水位均为301.14 m)围堰的应力与位移 以及防滲体灌浆完成基坑降水过程(上游水位不 变,下游水位降至285 m)中防滲体的应力,计算成 果,见表4。
表4静力计算极值表项巨抛填完成后灌浆后(上下游水位均301.14 m)灌浆后(下游水位降至285 m)向上游位移 4.8-0围堰位移向下游位移0.6- 4.3竖向沉降1- 3.1围堰应力大主应力最大值300-342 /kPa小主应力最大值10-146防渗体应力最大压应力-61+ 2 407 /kP%最大拉应力-0710注:灌浆后围堰的位移值为因下游水位下降引起的3.4.1围堰结构的应力分析填筑完成后,围堰结构主应力最大值均出现 在围堰底部轴线附近,大主应力和小主应力最大 值分别为300 kPa和100 kPa,主应力等值线与围 堰边坡基本平行。
防滲体灌浆完成并将基坑水位 降至285 m时,由于上游水压力和下游浮托力减 小的作用,主应力有所增加,大主应力和小主应力•53•工程建设与管理东北水利水电2018年第6期最大值分别为342 kPa和126 kPa。
可以看出,有 限元静力计算的应力分布符合一般规律。
3.4.2围堪结构的位移分析填筑完成后,围堰结构沉降最大值为'cm;防滲体灌浆完成并将基坑水位降至285 m时,由于下游浮托力减小引起的围堰结构沉降为3.1 m。
围堰结构顺河向位移最大值为4) cm(向上 游)和0.6 m(向下游);防滲体灌浆完成并将基坑 水位降至285 m时,由于水压力的作用引起的向 下游的水平位移为4.3 cm。
3.4.3灌浆防渗体应力分析灌浆完成时,防渗体最大压应力是610 kPa,防滲体不承受拉应力;上游水位保持不变,将基坑 水位降至285 m时,防渗体最大压应力是2 407 kPa,防渗体最大拉应力为710 kPa,拉应力范围位 于防渗体底部上游侧区域。
上游水位保持不变且下游水位变化过程中,防渗体最大压应力和最大拉应力的变化。
可以看 出,随着下游水位的降低,防渗体的最大压应力和 最大拉应力逐渐增大。
3.4.4防渗体模量影响分析为了研究防渗体模量对防渗体应力和竖向沉 降的影响,将防渗体模量取为10 004 M Pa(1991— 1992年现场取样实测)。
为分析防渗体模量的影 响,将防渗体模量取为6 500 MPa。
防渗体灌浆完 成时,以及将基坑水位降至285 m时,灌浆防渗体 的最大拉压应力,见表5。
表5防渗体应力极值表(应力以压为正)项目防渗体模量6 500M Pa防渗体模量10 004M Pa最大压应力最大拉应力最大压应力最大拉应力灌浆后(上下游水位均301.14m)62005750灌浆后(下游水位降至285 m)3 095 1 2103-80 1 760防渗体模量增大后(取为6 500 M P a和10 004 M P a),灌浆完成时,上下水位均为301.14 m,防渗体最大压应力差别不大(50 k P a以内),无拉应力出现。
当保持上游水位不变,下游水位降至285 m 时,防渗体最大压应力为3 095 kP a(防渗体模量取为6 500 M P a)和3 580 kPa(防渗体模量取为10 004 M P a);最大拉应力为1 210 k P a(防渗体模量取为6 500M P a)和 1 760 kPa(防渗体模量取为10 004 •54•M Pa),拉应力范围位于防渗体底部左侧区域。
4主要结论通过数模分析,对取水首部围堰工程进行了 深入、细致的研究,其成果可作为围堰工程安全评 价的依据,并可供工程设计参考。
主要结论归纳 如下:1) 围堰的位移与应力填筑完成后,围堰结构主应力最大值均出现 在围堰底部轴线附近,大主应力和小主应力最大 值分别为300 kPa和100 kPa,主应力等值线与围 堰边坡基本平行。
防渗体灌浆完成并将基坑水位降至285 m 时,由于上游水压力和下游浮托力减小的作用,主 应力有所增加,大主应力和小主应力最大值分别 为342 kPa和126 kPa。
由于水压力和下游浮托力 减小引起的围堰结构沉降为3.1 cm,向下游的水 平位移为 4.3cm。
2) 防渗体应力防渗体模量取为3 112 M Pa,灌浆完成时,防 渗体最大压应力是610 kPa,防渗体不承受拉应力;上游水位保持不变,随着下游水位的降低,防 渗体的最大压应力和最大拉应力逐渐增大。
将基 坑水位降至285 m时,防渗体最大压应力是2 407 kPa,防渗体最大拉应力为710 kPa。
防渗体模量增大后(分别取为6 500 M Pa和 10 004 M Pa),当保持上游水位不变,下游水位降 至285 m时,防渗体最大压应力为3 095 kPa(防渗 体模量取为6 500 M Pa)和3 580 kPa(防渗体模量 取为10 004 M Pa);最大拉应力为1 210 kPa(防渗 体模量取为6 500 M Pa)和1 760 kPa(防渗体模量 取为10 004 M Pa),拉应力范围位于防渗体底部上 游侧区域。
[参考文献][1]郎秀艳.调水隧洞废弃石渣填筑围堰防渗施工技术的应用[J].陕西水利,2015(3).[2]李定忠,曾凡顺.控制性灌浆在土石围堰防渗中的应用[J].水利水电施工,2007(3).[收稿日期]2018-01-16。