堤壩滲流分析與防滲技術(shù)研究②瀝青混凝土心墻與岸坡混凝土基座的連結(jié)由于瀝青混凝土的粘彈塑性性質(zhì)，在長期水壓力作用下，心墻比基巖和混凝土構(gòu)件更容易變形，因此，應(yīng)注意使柔性的瀝青混凝土壓在剛性構(gòu)件上，并盡可能增大接觸面積。另外，水庫蓄水后水壓力引起水平拉力，會使瀝青混凝土心墻產(chǎn)生一定的水平位移。所以，瀝青混凝土心墻同周邊的連接是防滲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，處理的好壞，將直接影響大壩的安全運(yùn)行。根據(jù)《土石壩瀝青混凝土面板和心墻設(shè)計規(guī)范》（DL/T5411-2009）附錄C并參考國內(nèi)外許多工程實(shí)例，并結(jié)合本工程地形地質(zhì)條件，將岸坡削成緩于1:0.25的斜坡，以保證心墻與接觸面為壓力接縫。并澆筑寬5.0m，厚2.0m的混凝土基座與心墻擴(kuò)大的端部連接，混凝土基座與基巖連接，其下設(shè)帷幕灌漿及固結(jié)灌漿。結(jié)構(gòu)物間接縫的膠結(jié)過渡材料，一般是滲漏處理的關(guān)鍵部位，必須保證其耐久性和抗?jié)B性，要求具有一定的結(jié)構(gòu)粘度和異變指數(shù)。為增大粘結(jié)力并適應(yīng)心墻水平變形，瀝青混凝土心墻與混凝土底板連接之間，使用瀝青涂料和瀝青瑪蹄脂進(jìn)行處理。在干凈的混凝土底板表面上，先涂刷一層瀝青漿（即冷底子油），再噴涂一層厚10mm的瀝青瑪蹄脂。并在瀝青心墻與基座混凝土間設(shè)銅片止水連接。瀝青混凝土心墻與左、右岸坡混凝土基座連接見圖5-2。PAGE13 (a)瀝青混凝土心墻與壩基基座連接詳圖(b)瀝青混凝土心墻與岸坡基座連接詳圖圖5-2瀝青混凝土心墻與混凝土基座連接詳圖5.2.3反濾體排水設(shè)計為降低浸潤線高度，在壩體滲流處設(shè)置排水棱體，排水棱體頂高程為1457.20m，水平寬3m，高10m，上游坡度1:1.1，下游坡度與壩坡相同為1:2.0。采用塊石料填筑，最大粒徑小于400mm，滲透系數(shù)大于1×10-1cm/s。5.3大壩滲流分析5.3.1計算理論及方法大壩滲流計算采用平面有限元法，滲流場水頭函數(shù)滿足如下方程: 5-1水頭邊界 5-2流量邊界 5-3流量邊界式中：1和2為流量邊界；q為流量函數(shù)；h為水頭函數(shù)；t為時間；x、y為坐標(biāo)。將滲流區(qū)域進(jìn)行單元劃分，以節(jié)點(diǎn)水頭H作為待求值，可以得到與式（5-1）等價計算方程，如下： 5-4式中：[K]由各單元[K]e組成，單元中ij元素表達(dá)如下： 5-5求解方程組（5-5）可以得出各結(jié)點(diǎn)水頭值，進(jìn)而繪制等勢線和流網(wǎng)，計算出各點(diǎn)滲流比降、滲流速度及通過斷面的單寬流量，經(jīng)過5~6次迭代計算出浸潤線及逸出點(diǎn)位置。5.3.2計算工況及計算參數(shù)滲流計算選取壩體最大斷面即典型剖面進(jìn)行。根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2001)規(guī)定，并結(jié)合本水庫的運(yùn)行情況，選取4個滲流計算工況，如表5-2所示。表5-2大壩滲流計算工況計算工況工況1：正常蓄水位1493.001452.05工況2：設(shè)計洪水位1493.301452.05工況3：校核洪水位1494.201452.20工況4：庫水位降落期1493.00～1464.501452.05滲流計算中采用的壩體、壩基各分區(qū)材料滲透系數(shù)根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)及類似工程經(jīng)驗(yàn)選定，見表5-3。表5-3壩體、壩基各分區(qū)材料滲透系數(shù)取值土料類別滲透系數(shù)k（cm/s）瀝青心墻1×10-8砂礫石料4.4×10-3開采堆石料1.3×10-2排水體1.5×10-1壩基4.11×10-35.3.3計算成果分析計算得到的各工況大壩滲流場等勢線分布見圖5-3～圖5-6，相關(guān)滲流要素計算成果見表5-4。圖5-3正常蓄水位時滲流場等勢線、浸潤線分布圖圖5-4設(shè)計洪水位時滲流場等勢線、浸潤線分布圖圖5-5校核洪水位時滲流場等勢線、浸潤線分布圖圖5-6庫水位降落時滲流場等勢線、浸潤線分布圖表5-4最大橫斷面滲透坡降和滲流量表計算工況壩殼料逸出坡降逸出點(diǎn)高程單寬滲流量(m3/d·m)工況1：正常蓄水位0.0481452.330.264工況2：設(shè)計洪水位0.0471452.310.305工況3：校核洪水位0.0761452.560.412工況4：庫水位降落期0.0391452.150.112由圖5-3~圖5-6及表5-4可知，在正常蓄水位、設(shè)計洪水位和校核洪水位及庫水位降落期4個計算工況下，壩體浸潤線均從排水棱體中逸出，下游壩殼料最大逸出坡降為0.076，小于壩體填土允許出逸比降0.30，因此該壩不會產(chǎn)生滲透破壞。5.4小結(jié)某水庫大壩針對高陡邊坡和覆蓋層較深等地形地質(zhì)條件，選定瀝青混凝土心墻壩，壩體防滲處理采用上墻下幕的方案。經(jīng)滲流穩(wěn)定分析，防滲體系消減壓力水頭效果明顯，壩體滲流穩(wěn)定，防滲體系設(shè)計合理。

6結(jié)論與展望堤壩的安全與否關(guān)系到百姓的生命安全，其中堤壩的滲流是重中之重，那么如何發(fā)現(xiàn)滲流如何檢測滲流是廣大工程技術(shù)人員最為關(guān)心的事。我們要研究滲流必須有基礎(chǔ)理論知識，如:達(dá)西定律、滲流系數(shù)、基本方程，只有有了理論基礎(chǔ)才能了解滲流的原因和問題所在，如:堤壩滲透破壞嚴(yán)重、堤壩本身存在裂縫、截滲溝淤積嚴(yán)重、地震液化問題、堤壩安全監(jiān)測問題等等。為此，我們才能提出相應(yīng)的堤壩防滲的加固措施，如:前堵型防滲、后排型防滲、中間截型防滲，從中選擇適合實(shí)際情況的方案以防止?jié)B流。

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