土石壩防滲墻
關注創建者：匿名 創建時間：2022-06-06
土石壩防滲墻的實例教程
摘 要：為研究混凝土防滲墻內力及變形影響因素，文章建立數值計算模型，系統的分析了混凝土剛度及防滲墻厚度對墻內力及變形的影響，結果表明：防滲墻的最大主應力和最小主應力均隨墻的高程增大而增大，混凝土彈性模量對墻的變形影響非常小。在不同彈性模量的混凝土工況下，最大水平位移出現在墻頂；防滲墻小主應力和和大主應力隨高程的增大而減小。為保證防滲墻及大壩有較好防滲性能，應結合試驗確定防滲材料參數。
關鍵詞：混凝土防滲墻;內力變形;影響因素;數值模擬;
防滲墻時大壩安全運營的關鍵因素。其中，混凝土防滲墻由于施工簡單和防滲性好的優點本廣泛應用于土石壩及堆石壩工程中。針對混凝土防滲墻的內力及變形影響因素是國內外目前研究的熱點與難點。蔣凱樂等[1]基于原位試驗及數值模擬系統的研究了塑性混凝土防滲墻土反力系數的計算方法。結果表明，提出的計算方法可以有準確的反演塑性混凝土防滲墻土壓力系數，并在時間工程中得到驗證。梁巖等[2]基于三維有限元系統的研究了深槽地基土加固方法對防滲墻的影響。結果表明，加固砂卵石層地基可顯著降低防滲墻的變形、內力及應力，顯著提高防滲墻的安全性。侯毅等[3]基于三維有限元研究了花坪河面板堆石壩應力變形影響因素。結果表明，大壩主要受壓應力作用，且最大壓應力明顯小于混凝土的極限抗壓強度。此外，面板中部主要為受壓狀態，而在兩岸岸坡為受拉狀態，面板發生張拉變形的垂直縫主要集中在兩岸。孫明權和常躍[4]采用結構力學理論系統的研究了影響混凝土防滲墻內力及變形的因素。結果表明，墻端約束形式、基巖強度及壩體材料均會對混凝土防滲墻墻體位移和應力產生影響，其中材料參數是影響防滲墻變形的主要原因。謝江松等[5]基于數值分析算法，系統的研究石壩防滲墻內力與變形特性。結果表明，在蓄水工況下，防滲墻上、下游側水平應力均為壓應力，且隨深度增加而增加。
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此外，基于數值計算結果可對防滲墻進行配筋驗算。
考慮到目前在進行土石壩相關分析中，大多數的研究僅針對單一剛度的防滲墻進行研究，本文在前人的基礎上，本文建立數值計算模型，系統的研究防滲墻變形影響因素。本文的研究可為防滲墻的設計及優化提供工程參考。
1 工程概況與數值模型
1.1 數值模型
本文研究的土石壩為典型的III型水利工程。
08
SMW工法
SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法,即在水泥土樁內插入H型鋼等(多數為H型鋼,亦有插入拉伸式鋼板樁、鋼管等) ,將承受荷載與防滲擋水結合起來,使之成為同時具有受力與抗滲兩種功能的支護結構的圍護墻。
四、水利水電工程混凝土防滲墻的質量控制要點
1、槽(樁)孔建造的質量控制要點
(1)混凝土防滲墻的中心線及高程，應依照設計文件要求，根據測量基準點進行控制。
對于土石壩的無壓滲流，應確定浸潤線位置和壩體、壩基內的滲透力分布，以便驗算壩坡和壩基的穩定，確定防滲體(防滲鋪蓋、斜墻、心墻或截水墻等)的長度和厚度等幾何尺寸。
(二)確定滲透坡降(或流速)
首先應確定滲流的出逸坡降，驗算出口處有無發生局部流土和管涌破壞的危險。對于粗細粒兩層土的交界面，以及壩底與地基的接觸面，則應檢驗是否會發生接觸沖刷和流土。
這樣可避免因上游削坡造成壩軸線下移而增加工程量，或者因削坡造成對原有防滲體的破壞，進行防滲體的整治而增加投資；對于原大壩下游不存在穩定問題的壩體整治，這種方案也更經濟合理，同時它可以和上游壩面的防滲設計相結合；對于淺透水地基，在壩腳設防滲齒墻，若透水層較深，可采用帷幕灌漿，壩體上游面鋪復合土工膜，并與周圍的防滲帷幕形成封閉的防滲體系。
表1 永久性擋水建筑物安全加高（m）
當水利水電工程永久性擋水建筑物頂部設有穩定、堅固和不透水的且與建筑物的防滲體緊密結合的防浪墻時，防浪墻頂部高程可按上文確定，但擋水建筑物頂部高程應不低于水庫正常蓄水位。
土石壩的土質防滲體頂部在設計靜水位以上的超高，應在表2規定的范圍內選取，防滲體頂部高程并應不低于校核情況下的靜水位。
2 、堤基防滲處理工程
堤基防滲過程中， 采用水土保持技術， 主要應做好以下兩方面的工作：
(1) 內平臺和填塘施工過程中， 完成土方填筑后， 應及時的進行碾壓， 應盡量減少浮土的產生， 同時還應嚴格按照施工程序， 進行防滲透的施工， 保證漿液輸送得當， 加強防滲墻施工的質量。
四、水利水電工程混凝土防滲墻的質量控制要點
1、槽(樁)孔建造的質量控制要點
(1)混凝土防滲墻的中心線及高程，應依照設計文件要求，根據測量基準點進行控制。
②塔式進水口：位于水工隧洞或土石壩壩下埋管的首部，是一個不依傍山坡，獨立于水庫之中的封閉式塔或框架式塔，又稱進水塔。塔底裝設閘門，在塔內或頂部布置啟閉機室。塔式進水口受風、浪、冰和地震的影響大，穩定性不如豎井式，需要較長的工作橋與岸邊或壩頂連接。適用于岸坡低緩、巖石破碎或覆蓋層較厚，不宜采用靠岸進口的情況。
封閉式塔一般采用斷面為矩形的鋼筋混凝土結構。
