粘土斜墙堆石坝的渗流反演分析
4 渗透系数反演
应用最优化理论，采用适合岩土体渗透参数反演 的可变容差法。该法可同时反演坝体和坝基等多 种材料的渗透参数，包括渗透系数和渗透张量。 算例计算表明，可变容差法适用性强，迭代计算 的收敛速度较快，可望解决大型三维渗流场的参 数反演问题。
5、智能反演方法
利用连续型Hopfield神经网络（Continuous Hopfield Neural Network，简称CHNN）的 反馈特性，结合实测资料和数值计算，来构 建岩土体渗透系数的人工神经网络反演模型 即先假设一组渗透系数作为初值，结合有限 元计算，应用上述CHNN模型通过网络神经 元状态的变迁而最终稳定于平衡状态，从而 优化反演得到土石坝体及其岩基渗透系数。
反演结果如表2所示，相应的测压管水位的 计算值与实测值的比较如表3。可见，反演 得到的渗透系数均在给定的范围以内。 该断面渗流场的流网如图2所示，其中，单 宽渗流量约为1.60m3/d/m，截渗沟附近的最 大平均渗透坡降约为0.04，均与实际情况吻 合。上述反演成果已被用于坝体加高方案的渗流计算分析中。
岩土数值分析
岩土工程参数反分析方法
四、渗透参数反演分析
我国大坝数量众多，土石坝尤其应用广泛 而不少大坝由于运行多年，其综合防渗能力有 所调整和改变，其主要防渗结构的实际渗透参 数与原设计值不同，因此有必要对大坝各部分 的综合渗透系数进行反演分析，为进一步深入 分析坝体、坝基和两岸绕坝渗流状况，提供较 为符合实际的渗透参数。
0 0 X 2 、…、 X N 1 的目标函数值 f ( X i0 )(i 1,2,, N 1) ,然后求出最 0 0 0
0
0
0
0
好点 X l 及最坏点 X h ，并求出除最坏点外所有顶点的中心点 X N 2 。 计算最好点 X l 的 T ( X l ) ，并检验 T ( X l ) 0 是否成立。
阿哈水库黏土斜墙坝渗流及坝坡稳定性分析
幕与补强灌浆、坝坡整治加高等加固处理。大坝平
面布置见 图 １ 。
料 ，其成 分 为 黄 、黄褐 、褐 色 （ 有 红 、紫 色 ） 偶 等
杂 色黏土 或壤 土 ，夹有 灰岩 、燧石 、砂 岩 、泥 页岩 团块 ，碎 石 粒 径 一 般 １～３ｃ ｍ，最 大 为 ６～７ｃ ｍ， 分 布不 均 匀 。 天然 含水 量 为 ２ ． ％ ～５ ． ％ ，干 ４７ ０５ 容 重 为 １１ ． ２～１４ ／ ｍ ，平 均 值 为 １２ｇ ｃ ．８ｇｃ ． ／ｍ ， 压 实密度 较低 。
为宽 “ ” 型谷 。大 坝基础置 于二 叠 系上统 吴家 坪 Ｕ
经钻孔 取样 ， 性 为黏 土 岩 、页 岩 和煤 层 。 ，
坝基 （ ） 岩为强 透水 与相 对 隔水岩 组 相 间分 布 ， 肩 基 风化较 深 ，坝肩基 岩一般 强风化 深 ８～１ ５ｍ。 该 工程 于 １５ ９ ８年 ９月动 工兴 建 ，１ ６ ９ ３年 针 对 坝体 出 现 的 滑 动 和 裂 缝 现 象 进 行 了 加 固处 理 … 。
（ ）黏 土斜 墙 ：防 渗 斜 墙 厚 度 大 ，为 黄 色 黏 １
土 ，土 质填 筑 较 均 匀 ，也 较 密 实 ，局 部 夹 有 少 量
燧石 碎 屑颗 粒 。黄 色 黏 土 的天 然 孔 隙 比 ｅ 为
０ ９ ５７～１ ４ ５ｌ ． ９ ． ７ ，渗 透 系数 Ｋ为 ５ ３Ｘ１ ｃ ／ ． ０ ｍ Ｓ ，黏 粒 含 量 大 于 ４ ％ ，液 限 平 均 值 大 于 ５ ％ ， ０ ０ 塑 性指 数 ， 于 ｌ 大 ７，属 红 黏 土 之 范 畴 。 天 然 含 水 量 平 均 值 为 ３ ． ％ ，天然 容 重 为 １ ８ ／ ｍ ， ９６ ． ２ｇ ｃ 干 密 度 为 １３ ／ｍ 。 天 然 饱 和 度 为 ９ ％ ～ ．０ｇ ｃ ５ １０ ，土样 在 １０～３ ０ ｋ ａ压 力 状 态 下 ，压 缩 ０％ ０ ０ Ｐ 系数 平 均 值 为 ０ ３ ＭＰ ～，压 缩 模 量 Ｅ ：７ ２ ． ａ ． ＭＰ ，属 中等压 缩 性 土 。 ａ （ ）坝体 碎石 土 ：碎石 土为 坝体 的主要 填筑 材 ２
粘土心墙坝渗流及稳定性分析
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ３ ７
引言
文 献 标 识 码 ：Ａ
文章编号 ：１ ０ ０ ６ — ７ ９ ７ ３（ ２ ０ １ ３ ）０ ６ — ０ ２ １ 卜０ ２
四 、 计 算 结 果 分 析
１ ． 坝 体 渗 流 计 算
（ Ｓ Ｌ ２ ７ ４ — ２ ０ ０ １ ）中 ８ ． １ ． ２条规 定，分别考虑上游正常蓄水 位与下游相 应的最低水位 、上 游设 计洪水位与 下游相应 的水
位 、 上 游校 核 洪 水 位 与 下 游 相 应 的 水 位 三 种 水 位 组 合 的 渗 流
一
、
位 情况稳定渗流期下游 坝坡、设计洪水位稳定渗流期 坝坡、
校 核 洪 水 位 稳 定 渗 流 期 下游 坝 坡 、 正 常 运 用 遇 地 震 下游 坝 坡
实 际工 程 中 的渗 流 稳 定 性 问题 早在 ２ ０ 世 纪 初 就 得 到 了
国内外学者广泛 重视 ，他们不仅从 工程实践方 面积 累了大量
结 合 该 粘 土 心 墙 坝 的 实 际运 用 情 况 ： 设 计 洪 水 位 １ ， ０ ３ ６ ． ５ ｍ； 校核洪水位 １ ， ０ ３ ６ ｍ；正常蓄水位 １ ， ０ ３ ５ ｍ， 进
行 三种 工 况 下渗 流计 算 。 （ １ ） 自 由水 面 位 置
工况条件 ；依据该规范 中 ８ ． ３ ． １条规 定 ，分别考虑正常蓄水
际工程 中经 常碰到 ，水库 大坝表现尤为突 出。 因此有必 要依 据工程 实际加之 以数值模 拟 ，在理论分析 的基 础上对坝体进
某混凝土面板堆石坝渗流稳定分析
参考 文献 【 １ ］叶 为 民． 汉十 高速公 路 弱膨 胀 土非 饱和 渗 透性 试验 研 究Ｕ ］ ．岩石 力学与 工程 学报 ，２ ０ ０ ９ ．
【 ２ 】Ｂ ＡＯ Ｃ Ｇ，ＧＯＮＧ Ｂ Ｗ ，Ｚ ＨＡ Ｎ Ｌ Ｔ．Ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ
式中 ：
基岩与土质防渗体分开 ，以防止接触 冲刷 ，并兼作灌浆盖板。
粘 土 心 墙 下 游 设 置 两 层 反 滤层 ，各 层 水 平 宽度 均 为
【 ——透水系数矩 阵 ；
｛ 功一 总水头向量 ；
２ ． Ｏ ｍ ，心墙 上游 也设 置 两层 反 滤 层 ，各 层 水平 宽 度均 为 ２ ． Ｏ ｍ。反 滤层 坡比与粘 土心墙 一致 ，均为 １ ：０ ． ２ ５ ， 大坝下游坝坡按每 １ ５ ｍ 高差设置一级 马道 ， 从坝顶至坝
５ ７ ３． ８８ Ｍ
＝６ ５ ４ ． ５ ０ Ｍ
Ｅ ＝６ ５ ２ ． Ｏ Ｏ Ｍ
Ｖ下一
Ｖ下＝
设 计洪 水位 （ （ Ｐ ＝ Ｏ ． ５ ％） ） ：
５ ７ ２． ３０ Ｍ
正常蓄水位 ：
死水位 ：
６ ５ ０ ． Ｏ Ｏ Ｍ
Ｖ下＝５ ６ ９ ． Ｏ Ｏ ｍ
Ｖ ５ ９ ９ ． ７ ３ Ｍ
作者简介 ：袁小林 ，天津济润石油海运服务有 限公司 。
３ ０ ４
ห้องสมุดไป่ตู้
中 国 水 运
第１ ５卷
（ 上接第 ３ ０ ２页 ）
ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｐ ｌ ａ ｔ ｅ ｏ ｕ ｔ ｌ ｆ ｏ ｗ ｄ ａ ｔ ａ Ｕ 】 ． ｓ ｏ ｉ ｌ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ，１ ９ ５ ６ ，３ １ ７ —
土坝的渗流问题分析
土坝的渗流问题分析及其控制措施和监测技术前言：渗透破坏是土石坝坝体的常见病害,设计一套可靠的渗流监测系统是保证土石坝坝体安全运行的必备措施。
土石坝浸润线位置的高低是影响坝体渗透稳定和抗滑稳定的最重要的因素之一。
对于土石坝渗透水溢出点的渗透坡降较陡时,坝坡就会发生流土、管涌,甚至滑坡、垮坝。
科学地对土石坝进行渗透监测,为水库安全运行、坝体安全稳定提供科学依据。
摘要: 土坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足,其中渗流产生的坝体破坏占有较大比例,且造成的后果极为严重。
通过土石坝产生渗流破坏的现象分析,掌握其发展规律,利用地质勘探合理确定的边界条件,有针对性地选择土石坝的渗流控制设计方案。
关键词:土坝渗流破坏基本内容控制措施渗流问题的重要性防渗加固渗透破坏渗流监测渗流监测布设技术在水利工程中,地表水的冲刷破坏常会引人注意,也比较容易发现和挽救，而地下水的冲刷目不能见,常被忽视,有时问题一经发现,会立即导致工程的破坏,难以补救。
因此，一般水利工程受地下水渗流冲刷破坏者常比地表水冲刷破坏者为多,而堤坝渗流的问题更为严重。
据米德布鲁克斯调查统计美国206座破坏的土坝中,由于渗漏管涌破坏者占39%,由于漫顶破坏者占27%,由于滑动及沉陷裂缝者占18%,由于反滤料流失、块石护坡下没有滤层、坝端处理不好、波浪和地震等原因破坏者占17%,由此可见渗流破坏作用的严重性。
我国在20世纪90年代初的统计资料,全国存在渗漏问题比较严重的大型水库有132座,遍及各省,其中土石坝渗漏的就有106座,约占80%。
1.土坝的渗流破坏土石坝破坏来源于水和其它外力的侵袭以及土体强度的不足。
原因不同,发生的现象也有不同，除去坝端三向浇渗破坏和漫顶溢流垮坝者外,从土坝剖面上看，问题主要如图1：图1所示几种状况,并且分别说明如下:①图a是砂层地基的承压水顶穿表层弱透水粉质壤土或淤泥的薄弱环节,发生局部集中渗流形成流土泉涌现象,并继而向地基的上游发展成连通的管道。
黏土心墙坝渗流性态安全分析
ｓｅｅｐａｇｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｆｉｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡｕｔｏＢａｎｋ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎ ｏｒｄｅｒ
根据综合分析ꎬ 测压管历史最大水位、 最大年变
河北省洋河水库 ( 又名响水铺水库) 位于张家
口怀来县的洋河干流上ꎬ 是一座以防洪为主ꎬ 兼顾灌
溉、 发电等综合利用的中型水利枢纽工程ꎮ 工程副坝
幅、 最大年均值主要集中出现在防渗墙上游ꎬ 说明防
渗墙前水位受库水位变化影响较大ꎮ ２００５ 年 ６ 月以来ꎬ
(１. Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｂａｉｓｈｅｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏꎬ Ｌｔｄꎬ Ｌｉｎｙｉ ２７６０００ꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
２. Ｌｉｎｙｉ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒꎬ Ｌｉｎｙｉ ２７６０００ꎬ Ｃｈｉｎａ)
渗流问题是影响土石坝安全运行的决定性因素之一ꎮ 为研究洋河水库黏土心墙坝渗流安全性态ꎬ 对坝体渗流安
全作出评价ꎬ 文章基于测压管监测成果进行分析ꎬ 基于 ＡｔｕｏＢａｎｋ 软件进行五种不同工况渗流有限元计算ꎬ 通过
分析得出黏土心墙坝在当前工况下处于渗流安全状态ꎮ
【 关键词】
黏土心墙坝ꎻ 渗流监测ꎻ 有限元计算ꎻ 渗流安全
面板堆石坝主要分区渗透系数反演及敏感性分析
面板堆石坝主要分区渗透系数反演及敏感性分析
祝林彦;杨金孟;赵邵峰
【期刊名称】《水电能源科学》
【年(卷),期】2024(42)2
【摘要】参数反演是工程渗流分析中确定材料合理的渗透系数的常用手段,但对材料分区较多的面板堆石坝等工程,若对所有分区渗透系数进行反演,将会降低反演效率和精度。
对此,以某面板堆石坝工程为例,建立其三维有限元稳定渗流分析模型。
通过设计5因子3水平正交试验,并采用测点水头值为分析指标,开展了各分区材料渗透系数对渗流场的敏感性分析,最终确定对渗流场影响较大的材料分区。
利用ELM-GA算法对其渗透系数进行反演,结果表明测点水头计算值与实测值最大相对误差仅为2.2%,得到的渗透系数可用于坝址区的渗流计算分析。
研究结果可为类似工程提供借鉴。
【总页数】5页(P99-103)
【作者】祝林彦;杨金孟;赵邵峰
【作者单位】中水君信工程勘察设计有限公司;河海大学水利水电学院
【正文语种】中文
【中图分类】TV223.4;TV641.4
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持向量机的面板堆石坝堆石料参数反演分析5.面板堆石坝混凝土面板脱空影响因素敏感性分析
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张峰水库粘土斜心墙堆石坝反滤层渗透稳定性探讨
斜心墙 堆石 坝反 滤层 设计及 其渗 透稳定性 验证 的方法 。研 究表 明 ：关键 性反 滤层是 粘土斜 心墙坝 的生
命线 ，在设计 中除 了通过 计算分析初 步确 定反滤层 的级 配 曲线和 控制 密度 以外 ，还 需要 特 别重视反 滤
层渗透 稳定性 的试验 验证 ，以确保 大坝 的安全 。
Ｌ ａ ．ｕ ＩＸｉｏ ｈ ｉ
（ ｈｎｉ ｈｎｆ ｇＲ ｓｒｏ ｒ ｅｔ ｏ ， ｔ． Ｔ ｉ ａ ００ ０ ，Ｓａｘ， ｈｎ ） Ｓａｘ Ｚ ａｇ ｎ ｅｅｖｉＰｏ ｃ Ｃ ． Ｌｄ ， ａ ｕｎ ３ ０ １ ｈｎｉ Ｃ ｉａ ｅ ｒ ｊ ｙ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｌｔｄ ｃ ｌ ｕ ａｉｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ｎ ｔ ｅ ｋ ｙ ｆ ｔｒｌ ｙ ｒｉ ｈ ｏ ｋ ｆ ａ ｗ ｔ ｌｐ ｎ ｌｙ ｃ ｒ ｆ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ａｅ ａｃ ｌｔ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｅ ｌｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｃ — Ｕ ｄ ｍ ｉ ｓ ｉｇ ｃ ａ ｏ ｅ ｏ ｏ ｉ ｏ ｉ ｉ ｈ ｏ Ｚ ａ ｇｅ ｇ Ｒｅ ｅ ｏｒ ｈ ｔ ｏ ｓｆ ｒｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｔ ｅｆ ｔｒｌｙ ｒｏ ｅ ｄ ｍ ｎ ｈ ｘ ｍｉ ａｉ ｎ ｏ ｔ ｓ ｅ ａ ｅ ｓａ ｉ ｔ ｒ ｈ ｎ ｆｎ ｓ ｒ ｉ，ｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅ ｉｎ ｏ ｌ ａ ｅ ｆｔ ａ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ａ ｎ ｔ ｎ ｉ ｅ ｐ ｇ ｔｂ ｌ ｙ ａ ｅ ｖ ｈ ｈ ｉ ｅ ｈ ｏ ｓ ｉ
ｏ ｈｅ ｄ ｍ ． ｆｔ ａ
Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｋ ｆ ｌ ａ ｗ ｔ ｌｐ ｎ ｌｙ ｃ ｒ ；ｆ ｔｒｌｙ ｒ ｅ ｐ ｇ ｔ ｂｌ ｙ ｈ ｎ ｆｎ ｅ ｅ ｖ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ：ｒｃ — ｌ ｄ ｍ ｉ ｓ ｉ ｇ ｃａ ｏ ｅ ｉ ｅ ｅ ；ｓ ｅ ａ ｅ ｓａ ｉ ｔ ；Ｚ ａ ｇ ｅ ｇ Ｒ ｓ ｒ ｏｒ ｉ ｈ ｏ ｌ ａ ｉ
粘土心墙坝渗流场分析
粘土心墙坝渗流场分析刘永豪,涂兴怀,李飞燕(西华大学能源与环境学院,四川成都 610039)摘 要:通过渗流场和温度场的基本微分方程及边界条件的比较分析,将ANSY S 软件的热分析模块应用于渗流场的分析,并采用生死单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线),解决了某实际工程粘土心墙土石坝渗流稳定问题的求解。
该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,同时为其他实际工程设计应用提供了强有力的手段。
关键词:A NSYS 软件;生死单元;渗流场;浸润线中图分类号:TV222.2 文献标识码:A 文章编号:1006-3951(2008)03-0037-04The Analysis of Clay Core Earth -Rock Fill Dam Seepage Flow FieldLIU Yong -hao ,TU Xing -Huai ,LI Fei -yan(School of Ener gy and Envir onment ,Xihua University ,Chengdu 610039,Sichuan Province ,China )A bstract :According to the c omparison and analysis of the seepa ge flow field and temperature field 's fundamental differ -ential equations and boundary conditions the ANSYS software 's thermal analysis module is applied to the analysis of seep -age flow field and the element birth -death technique is adopted to solve the seepage flow stability problem of the clay core earth -rock fill dam for a specific project by calculating the free water surface position (saturation line )using the ite -rative c omputing method .This method can solve the seepage flow pr oblem with c omplex boundaries and mediums .Keywords :ANSYS software ;element birth -death ;seepage flow field ;saturation line1 前言从20世纪初开始,渗流对工程的影响已为工程界广泛重视,许多工程技术人员及学者从工程实践和理论两方面进行了大量研究,并取得了许多有价值的成果,既解决了工程中的实际问题,又丰富和发展了渗流理论。
土石坝粘土心墙的渗透系数统计分析
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图 ２ 渗透 系数 与粘粒 含 量分 布 图
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根 据 图 ２渗 透 系 数 与 粘 粒 含 量 分 布 图 ，了解 到在 粘 粒含 量少 于 ４ ０ ％时 ， 粘土 心墙 的渗透 系数 随 着粘 粒含
图 ｌ 渗 透 系数 统 计 图
根据图 １ 渗 透 系 数 统 计 图可 知 ， 土 石 坝 水 库 粘 土 心墙 渗 透系 数 多集 中于 １ ０ 一 ｃ ｍ ／ ｓ～ １ ０ ｃ ｍ ／ ｓ 之间 ， 根 据 《 水 利 与 建筑 工 程 质 量 要求 》 规 定 ， 发 现 其渗 流 量 不 满 足 规 定要 求 ，表 明现 存土 石 坝 水库 渗 漏 现 象较 为 普遍 ， 亟 需解 决渗 漏 问题 。
６ 老 君 山水库 ５ ． ３ ３×１ ０
１ ４ ． ８ ５
２ ０ ． ０ Ｏ
２ １ ． ０ ０
２ ． ０ ９
２ ２ ． ６
２ ０ ． ９
４ ３ ． ０ ０
３ ２ ． ９ ９
赵 国忠 （ １ ９ ９ ４ ）， 李隆瑞 （ １ ９ ９ ２ ）
施 瑞庭 （ ２ ０ １ ０ ）
１ 土石 坝粘 土 心墙参 数
土石 坝粘 土 心墙 参数统 计表 如表 ｌ 所示。
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不同水位条件下黏土斜心墙坝渗流与稳定性分析
【 摘 要】 水库 大坝失事统计 中， 渗透破坏和坝坡 失稳是最常见 的 ２项诱 因， 并且 渗流与稳 定也是水库大坝安全评 价和 日
常运行管理 中的 ２ 项主要 内容 。论 文以怀柔水库主坝为例 ， 对运行水位条件 下的监 测变形进行 了分析 ； 通 过对 当前蓄水
位、 正常蓄水位 、 设计 洪水位和校核洪水位 ４ 种水位条件 下的稳定渗流计算 ， 分析 了浸润线位 置、 单宽渗流量、 平均水力比 降等随水位条件 的变化 ； 在稳 定渗流计算 出的浸润线的基础上 ， 基 于极 限平衡 法计 算了当前蓄水位 、 正常蓄水位 、 设计洪
ｌ 工程 建设 与设计
ｌ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ＆Ｄ ｅ ｓ ｎ Ｆ ｏ ｒ 开 ｏ ｌ Ｊ Ｂ流 与稳 定性分析
Ｓ ｅ ｅ ｐ ａ ｇ ｅ ａ ｎｄ Ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙＡｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｃｌ ａ ｙ Ｃｏ ｒ ｅ Ｄａ ｍ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ Ｈｙｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ
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斜卡水电站堆石坝反渗处理方法综述
坝体反渗 处理较 为 困难 。本 文以斜卡 水电站 堆石坝成 功解决反 渗 问题 为例 ，阐述软基 面板堆石 坝反 渗处理 的技
术措 施 及 方 法 。
【 关键词】 斜卡水 电站 深厚覆盖层 面板 堆石坝
反渗处理
（ ２ ）为 了有利于大坝基坑开挖抽排水 ，基坑施工 时打
１ 工 程 概 况
２ 反 渗 施 工 特 点
面板堆石坝具有坝体分区和水力过渡 的特点 ：
反 渗 施 工 具 有 以下 特 点 ： （ １ ）大 坝 地 质 条 件 复 杂 ，绕 渗 严 重 ，基 坑 渗 下游依次增 大，从而保 证 了大坝 蓄水 运行期 间的渗 透稳定 。面板 堆石 坝 的水力 梯度特点决定 了堆 石坝几 乎 不能 承受 反 向渗透水 头 ，由 下游 向上游过 大反 向渗透 水头会 对垫 层料 和护 坡砂 浆 造 成 冲刷破坏 。
（ ２ ）坝 体 填 筑 过 程 中 需 做 好 两 岸 和 坝 面 的 排 水 工 作 ，
踏卡河 ２ Ｏ年 一 遇 洪水 流 量 １ ６ ２ ｍ３ ／ ｓ ，最 枯 季 节 （ 每 年
１ －４ 月）流量 为 ２ ． ６ ３ ～７ ． ６ ９ ｍ３ ／ ｓ 。 大 坝 基 坑 上 、 下 游 围
堰 混凝土防渗 心墙完 工后 ，分 别 向两岸 延 伸帷 幕线 ，帷 幕线长度为 ５ ０ ￣ｌ Ｏ Ｏ ｍ。大坝基坑 采取 多种 防渗措施 ，基 坑最 枯季节抽排水 强度依 然维 持在 ２ ０ ０ ０ －４ ０ ０ ０ ｍ。 ／ ｈ ，汛
粘土斜墙堆石坝的渗流反演分析
粘土斜墙堆石坝的渗流反演分析姬志军;段祥宝【摘要】小南海水库大坝为粘土斜墙堆石坝,上游为重粉质壤土填筑的厚粘土斜墙,粘土斜墙后紧接堆石坝体,粘土斜墙与堆石体之间设反滤层.坝基以闪长岩为主,原河床位于右坝段,河床段基岩覆盖层厚8～12m,其中强透水性砂卵石层厚3～5 m.坝基防渗工程仅为三道质量不高的截水槽.通过对小南海水库大坝进行渗流分析,找出大坝渗流安全方面存在的问题,为水库下一轮的除险加固提供支持和决策依据.【期刊名称】《大坝与安全》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】6页(P53-58)【关键词】粘土斜墙堆石坝;截水槽;渗流分析【作者】姬志军;段祥宝【作者单位】河南省豫北水利勘测设计院,河南安阳455000;南京水利科学研究院,江苏南京210029【正文语种】中文【中图分类】TV698.11 工程概况小南海水库位于河南省安阳市西南35 km的海河流域卫河支流洹河上，控制流域面积850 km2，总库容1.075亿m3，是一座以防洪为主、兼有工业用水、农业灌溉、发电、水产和旅游等综合效益的大型水利枢纽工程。
水库枢纽主要建筑物由大坝、溢洪道、输水洞三部分组成。
大坝为粘土斜墙堆石坝，坝顶长394.5 m，坝顶高程188.1 m，坝顶宽7.0 m，最大坝高54.0 m。
大坝上游为粘土斜墙，背水坡为堆石体，粘土斜墙与堆石体之间设1.0 m厚反滤过渡层，坝基采用截水槽防渗。
大坝上下游护坡均为干砌石，上游坡率从顶向下为1∶2、1∶2.5、1∶2.75、1∶3.5、1∶4和1∶2共六级；下游坡率从上到下分别为1∶1.5、1∶1.5、1∶1.5、1∶2.0和1∶2.0共五级。
小南海水库始建于1958年5月，1960年大坝以小断面合拢蓄水。
由于标准及质量问题，建成后曾多次加固配套。
1961～1964年对水库进行了大坝下游补坡加戗、上游东坝头漏水砾岩粘土铺盖封闭、大坝斜墙裂缝灌浆等续建加固工程。
1976～1981年进行了降低溢洪道底高、大坝戴帽加高至184.8 m高程的保坝工程。
粘土心墙坝坝体及库区渗漏异常特征分析
１∶ ２ꎬ 坝顶宽度 １２ ０ｍꎮ 坝体分为心墙、 坝壳堆石、
收稿日期: ２０１９￣０８￣０５
Ｅ￣ｍａｉｌ: ２５６５０８４９＠ ｑｑ ｃｏｍ
作者简介: 胡清龙(１９８３ 年—) ꎬ 男ꎬ 高级工程师ꎮ
１０３
２０１９ 年第 １２ 期
设计施工
水利规划与设计
反滤层、 过渡层四大区ꎬ 坝体防渗采用粘土心墙ꎮ
渗漏路 径 推 断ꎮ 目 前 针 对 粘 土 心 墙 坝 坝 体 迎 水
精细化扫描和特定自编程序处理ꎬ 清晰呈现渗漏异
面水下 部 分 及 库 区 水 下 区 域ꎬ 渗 漏 入 水 点 检 测
常区域的地貌特征信息ꎮ
一般采 用 伪 随 机 流 场 法 进 行 普 查ꎬ 查 明 渗 漏 入
对于伪随机流场法检测的坝体的渗漏异常区域
ꎮ 不同水下结构部分的
墙及基岩渗漏区域并推断其渗漏通道ꎬ 指导灌浆施
工 [８] ꎬ 效果较好ꎮ
接触衔接部位发生集中渗流而引起垮坝比例最大ꎬ
例如两岸岸坡与坝体接头处、 溢洪道与坝体接触
库区渗漏入水点ꎬ 由于入水点渗漏路径较长ꎬ
处、 导流 洞 及 涵 洞 ( 管) 与 坝 体 或 边 坡 的 接 触 处、
坝脚下游约 ２００ｍ 的右岸河道发现渗水ꎬ 对应坝桩
号约 ０ ＋ ２４０ꎮ 涌水初期流量约 ５Ｌ / ｓꎬ 至 ２０１３ 年 ４
月 １５ 日 涌 水 区 地 面 发 生 塌 陷ꎬ 流 量 目 测 增 至 约
２００Ｌ / ｓꎬ 且有较多的灰黑色细颗粒涌出ꎬ 以后流量
在 １８８ ~ ２１２Ｌ / ｓꎮ 涌水点附近出现地面开裂、 河床
设计施工
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水利规划与设计
ＤＯＩ: １０ ３９６９ / ｊ ｉｓｓｎ １６７２￣２４６９ ２０１９ １２ ０２６
龙马面板堆石坝渗漏水下检查及处理效果分析
龙马面板堆石坝渗漏水下检查及处理效果分析龙马面板堆石坝是一种常用的水利建筑结构，用于防止水流过大时对坝体造成冲刷破坏。
在长时间使用后，面板堆石坝可能会出现渗漏问题，导致水流透过坝体，增加坝体的压力和破坏风险。
对面板堆石坝的渗漏水下进行检查和处理是十分重要的。
面板堆石坝的渗漏主要有两种形式，即毛细渗漏和破坏渗漏。
毛细渗漏是指由于石坝本身的渗透性和微细裂缝所引起的渗漏现象，通常表现为局部的水珠渗出；而破坏渗漏则是指坝体的完整性受到破坏，导致水流透过坝体。
针对面板堆石坝渗漏水下的检查，可以采用以下几种方法。
利用潜水员下水进行水下检查，通过观察和测量水下的渗漏情况，确定渗漏的位置和严重程度。
可以利用水下摄像机进行拍摄和记录，以便后期分析和处理。
还可以进行水下探测，使用声纳等设备探测渗漏位置。
针对面板堆石坝渗漏水下的处理，可以采取以下措施。
对毛细渗漏可以采用打孔补漏的方法，即在渗漏部位进行钻孔，注入堵漏材料进行修补。
对破坏渗漏，可以通过修复破坏部位、加固坝体等方法来解决。
特别是对于严重的渗漏问题，可能需要对整个坝体进行修复和加固。
对于龙马面板堆石坝渗漏水下检查及处理的效果分析，主要需要评估处理后的渗漏情况和坝体的稳定性。
需要观察渗漏情况，如渗漏量是否显著减少、渗漏位置是否消失等，以评估处理效果。
需要进行坝体稳定性的分析，如通过监测坝体位移、应力等指标来评估坝体的稳定性。
可以进行长期观察，以保证处理效果的持久性。
龙马面板堆石坝渗漏水下的检查及处理是一项复杂且重要的任务。
通过合理的检查方法和科学的处理措施，可以解决面板堆石坝的渗漏问题，保证坝体的稳定性和安全性。
堆石坝渗流分析数值模拟
坝体计算分析渗流分析模型成立和参数取值坝顶的结构有所简化，防浪墙相对坝体的较小，为了幸免由于划分单元格的缘故，而显现计算结果的不合理，将其简化，把坝顶高度提升到防浪墙相应高程。
如此的简化将可不能对渗透计算造成阻碍。
上下游的护坡材料，由于渗透性专门大，且厚度较小，也做简化处置。
关于坝基，上部为灰岩，下部为泥岩，属相对不透水层，为准确模拟坝址处实际渗流情形，将坝基别离向上下游延伸约45m，坝基深到400m高程处。
河床底高程418m，开挖到弱风化层高程为417m，修建大坝后，上下游需回填至原地面高程，为简化模型，回填部份在渗流模块中略去。
材料的渗透系数为渗流分析的关键性参数，参考相关文献取得个材料的渗透系数，材料参数取值表5-1。
在模型中材料概念时，由于基岩始终处于饱和状态，采纳饱和渗透率即可。
其余四种材料渗透特性利用饱和非饱和材料模型，输入渗透函数，渗透函数结尾为估量值。
关于材料渗透性的各向异性，标准建议计算渗流量时采纳土层渗透系数的大值平均，计算水位降落时的水位线采纳小值平均。
由于利用有限元软件计算方便，渗透系数的各向异性能够设置，能够准确计算。
关于坝壳料和过渡区考虑分层填筑的缘故，和各施工层面接触不良好的阻碍，结合体会取值0.2。
表5-1 材料渗透参数（单位：cm/s）饱和渗透系数 2.35E-05 5.00E-05 1.02E-08 1.00E-07 1.25E-06 6.84E-07渗透系数比0.20.21111分析方式为稳态分析，包括以下三种工况：上游正常蓄水位对应的下游相应最低水位、上游设计洪水位对应的下游相应水位、上游校核洪水位对应的下游水位。
关于标准要求的库水位降落时的上游坝坡稳固最不利的情形，这是一个瞬态分析进程，由于把握的用水资料不足同不时刻紧迫，而没有计算这种情形。
有限元计算结果正常蓄水位稳固渗流分析，图5-1为总水头等势线散布图，从图中能够看出，浸润线在沥青混凝土心墙部位快速降落到相对较低水位，浸润线到下游坝壳平稳过渡，在坡脚较低高程岀溢。
粘土心墙土石坝工程中防渗施工的工艺分析
粘土心墙土石坝工程中防渗施工的工艺分析粘土心墙土石坝工程中普遍的存在着坝体渗漏以及浸润线抬高等病害，这些问题的存在极大危害了水库的安全及正常运行。
就目前来看，防渗处理的措施较多，但是如何因地制宜的选择防渗处理方案以及满足除险加固工程的经济性、可实施性以及安全与环保的要成为了当下亟待解决的问题。
本文以某工程为例，从大坝渗漏的成因以及类型入手，重点论述了粘土心墙土石坝的主要防渗处理措施。
标签：粘土心墙；土石坝；防渗；措施粘土心墙土石坝作为一种应用广泛的一种坝型，是一种由石料、土料或者混合料经过抛填以及碾压等方法堆筑而成。
这种坝型具有施工技术简单、工序少、适应变性、便于维修与扩建，同时大量的节省了钢材、水泥等重要建筑材料，从而减少了筑坝材料的远途运输。
但是由于自身不能溢流，从而在施工导流方面没有混凝土坝方便。
1、大坝渗漏的成因与分析1.1工程概况及坝基渗漏的主要原因某水库总库容1980万m3，属于Ⅲ等工程，是一座灌溉为主，同时兼顾发电、防洪以及水产养殖等综合利用型水库。
大坝的主坝为碾压均质土坝，通过粘土套井来实现防渗，而在坝基采用垂直帷幕灌浆实施防渗。
下面以此坝为例对粘土心墙土石坝工程中防渗施工的工艺进行简要论述。
坝基渗漏的可能原因有两个：①清基不彻底或者没有进行清基，从而致使水库在建成不久就出现了漏水现象；⑦可能是由于施工中没有考虑设置截水槽或者截水槽的设置不科学，致使在使用中被击穿。
1.2坝体渗漏的主要原因坝体的渗漏原因主要有四个：①土料不达标。
在施工中土料场勘测设计存在缺陷，致使使用的防渗土料不能满足设计需求，从而导致渗漏出现；⑦工程在施工中采用了分组分块包干的方式，致使施工中各层面的施工速度不一致，从而导致填筑的土层不同。
最终导致相邻两块的结合处产生漏压的松土带；③由于施工期间缺乏大型的施工器械，坝体采用石碾碾压而成，而落后的碾压方式导致了施工质量差以及下游坝坡出现了大面积的渗漏现象；④在坝体分层填筑期间，由于土层填筑过厚，同时施工的机械功能不足，从而导致土层上部紧密而下部疏松。
土石坝渗流分析
kc H12 h 2 kc H h q1 T 2 sin 1
k h 2－t 2 kT h t q2 T 2L1 L 0.44T
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公式计算时，可作如下简化： 渗透系数相差5倍以内的相邻薄土层可视为一层，采 用加权平均渗透系数； 双层结构坝基，如下卧土层较厚，且渗透系数小于 上覆土层渗透系数的1/100，可将下层视为相对不透水 层； 当透水层坝基深度大于建筑物不透水层底部长度的 1.5倍以上时，可按无限深透水层情况估算。
y h L x 2he
2 2 e
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抛物线通过E(x=0,y=H1),代入可得
2 H1 he2 L 2he
he L2 H12 L
代入流量公式，可得单宽流量：
k (H H ) q 2L
2 1 2 e
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③下游棱体排水 当下游无水时和褥垫式相同，下游有水时，可将下游水 面以上部分按照无水情况处理。
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渗流计算应包括以下水位组合情况： 上游正常蓄水位与下游相应的最低水位； 上游设计洪水位与下游相应的水位； 上游校核洪水位与下游相应的水位； 库水位降落时上游坝坡稳定最不利的情况。 渗流计算应考虑坝体和坝基渗透系数的各向异性。计算 渗流量时宜采用土层渗透系数的大值平均值，计算水位降落 时的浸润线宜采用小值平均值。 对1、2级坝和高坝应采用数值法计算确定渗流场各因素， 其它可采用公式计算。 岸边的绕坝渗流和高山峡谷的高土石坝应按叁维渗流用 数值法计算。
he L ( H1 t ) L
2 2
k[ H he t ] q 2L
土石坝施工渗流分析及防渗措施
土石坝施工渗流分析及防渗措施作者：徐海林王传元来源：《建筑工程技术与设计》2014年第31期摘要：水利工程中，土石坝是常见的工程项目，在施工过程中土坝及地基中的渗流，由于其机械或化学作用，可能使土体产生局部破坏，称为“渗透破坏”，严重的渗透破坏可能导致工程失事，因此必须加以控制本文就针对土石坝的渗流进行分析，并给出了防治措施。
关键词：土石坝；渗流；控制理论土石坝是历史最为悠久的一种坝型，目前仍然被广泛应用，发展的态势也是最快的。
我国土石坝数量占到大坝总数的93%，优势非常明显。
土石坝很依赖当地的资源，就地取材，充分利用当地材料，例如土料、石料和混合料，通过抛填、碾压等方式筑成大坝。
关于土石坝的分类，主要有以下几种：土石坝按照材料可以分为土坝、堆石坝以及土石混合坝。
土石坝按照施工方法的不同可以分为碾压式、充填式、水中填土坝以及定向爆破堆石坝等。
土石坝具有节约运输成本、结构简单便于改造、适应变形的良好性能、施工工序较少等优点。
但是土石坝还具有坝身一般不能溢流、填筑粘性土料受气候影响大以及施工导流不如混凝土坝方便等缺点。
一、渗流的发生1、渗流因为土石坝所需材料多数都是就地取材，在施工中就是利用这些当地的材料，比如：土料、石料或是混合料，在施工中，把这些材料经过一定的工程处理，采用抛填、碾压等方法建成土石坝，按材料的比例不同，有的称土坝，有的称堆石坝，有的称土石混合坝。
填筑土石坝的材料之间都是散体的颗粒结构，这些颗粒之间有着大量的空隙，具有一定的透水性，当坝体工程完工后，水库蓄满水后，水平面沿着坝体上升，这样水流必然会顺着材料间的空隙渗透而产生渗流。
如果渗流在控制范围之内，一般渗流都较小，水质也清澈，水流中没有土料颗粒，坝体会维持稳定的状态，不会产生渗透破坏而影响大坝安全。
但如果渗流量过大且集中，水质中有土料颗粒，不透明有混浊感，则有可能发生坝体管涌现象，这种情况就是异常涌流，如果积患不除，会对坝体产生严重破坏，决口溃坝的情况都有可能发生，在以往的水利事故中，由渗流引起的坝体破坏占相当大的比例，要进行科学的渗流控制，保证坝体的安全。
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砂 卵石 层厚 ３ ５ｍ。坝基 防渗工程仅 为三道质量 不高的截水槽 。通过对小南海 水库大坝进行 渗流分析 ， 出大坝 － 找
渗流安全方 面存在 的问题 ， 为水库下一轮 的除 险加 固提供支持和决策依据 。
关键词 ： 粘土斜墙堆石坝 ； 截水槽 ； 渗流分析
Ｔ ｔ ：ｎｅｓ ｎｌｓ ｎｔｅｓｅ ａｅ ｆｏｋ ｆｌ ａ ｉ ｃｉｅ ａ－ ｏｅ ａｌ／ ｈ － ｎａ ｄＤ Ａ ｉｎ — ａ／ ｉｅ Ｉｖｒｅ ａ ｉｏ ｐ ｇ ｃ —ｉ ｍｗ ｔ ｉ ｌ ｄｃ ｙ ｃｒ ｌ／ ｙＪ Ｚ ｉ ｕ ｎ Ｕ ＮＸａ ｇ ｂｏ／ ｌ ａ ｙｓ ｈ ｅ ｏｒ ｌｄ ｈｎ ｎ ｌ ｗ ｂ １ ｊ
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姬志军 ， ： 等 粘土斜墙堆石坝的渗流反演分析
粘土斜 墙堆石坝 的渗流反演分析
姬 志 军 段 祥 宝 ， （． 南省 豫 北 水利 勘 测设 计 院 ， 南 安 阳 ４ ５０ ； １河 河 ５０ ０
２南京水利科 学研 究院 ， 苏 南京 ２０ ２ ） ． 江 １０ ９
摘 要： 小南海水库 大坝 为粘 土斜 墙堆石坝 ， 上游 为重 粉质 壤土填筑的厚粘土斜墙 ， 土斜墙后 紧接堆 石坝体 ， 粘 粘土 斜墙与堆石体 之间设 反滤层 。坝基 以闪长 岩为主 ， 原河 床位于右坝段 ， 床段基岩覆盖层厚 ８ １ 其 中 ｒ ｃ － ｌ ｄ ｍ ｔ ｃｉ ｅ ｌｙ ｃ ｒ ａ ｌ ｃ ｔ ｆ ｔｅ ｃ ； ｅ ｐ ｇ ｎ ｌｓｓ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｋ ｆ ｌ ａ ｗｉ ｉ ｌ ｄ ｃａ — ｏ ｅ ｗ ｌ ｕ ｏ ｎ ｈ ｓ ｅ ａ ｅａ ａｙ ｉ ｉ ｈｎ ｎ ； ｒ
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游 补坡 加 戗 、 游东 坝 头 漏 水砾 岩 粘 土 铺 盖 封 闭 、 上 大坝 斜墙 裂缝 灌浆 等续 建加 固工程 。 １７ ～ ９ １ ９ ６ １８ 年 进 行 了降 低 溢 洪 道 底 高 、 坝 戴 帽加 高 至 １４８ｍ 大 ８．
总库容 １ ７ 亿 ｍ ， ． ５ 是一座以防洪为主 、 ０ 兼有工业用 水 、 业灌 溉 、 电 、 农 发 水产 和旅 游 等综 合 效益 的大 型
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中图分类号： Ｖ６８１ Ｔ ９．
文献标识码： Ｂ
文章编号： ６ １ １９ （０ １０ — ０ ３ ０ １７ — ０ ２ ２ １ ） ５ ０ ５ — ６
１ 工 程 概 况
小 南 海水 库 位 于 河 南 省 安 阳市 西 南 ３ ｍ 的 ５ｋ
海 河 流域 卫 河支 流 洹 河上 ， 控制 流 域 面积 ８ ０ｋ ５ ｍ ，