变态混凝土防渗结构的防渗效果分析

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1、CMYK工程试验与研究变态混凝土防渗结构的防渗效果分析罗剑（深圳市港嘉工程检测有限公司）【摘要】针对现今很多工程中都出现了不同程度的上游面变态混凝土防渗失效，本文结合某碾压混凝土大坝，选取典型的挡水坝段，用ABAQUS模拟分析变态混凝土作为防渗结构在碾压混凝土大坝中的防渗作用和防渗失效的分析。结果表明：变态混凝土防渗层的防渗作用在坝体防渗中起到至关重要的作用，大坝上游水头的90%基本都是消耗在变态混凝土层中；变态混凝土防渗层的抗渗能力主要是由它的渗透系数决定的，施工质量均匀的变态混凝土能很好的发挥它的防渗作用，保护坝身的二级配和

2、三级配碾压混凝土的耐久性，使大坝更安全、更耐久的运行。【关键词】变态混凝土；碾压混凝土坝；渗透系数；有限元计算1引言为澜沧江上游水电规划的的第2级电站。工程属二等大⑵型工程，其主要任务为以发电为主，校核洪水位碾压混凝土大坝的筑坝特点使得碾压混凝土大坝1908.70m，正常蓄水位1906.00m，调节库容0.36亿m3，本身不可避免的会产生很多层面和缝面，虽然碾压混凝日调节水库。大坝类型属于碾压混凝土重力坝,坝顶高土的本体抗渗性很好，但是层面、缝面很容易成为渗漏程1909.50m，最大坝高137.5m。大坝坝顶长度通道，因此单纯依

3、靠碾压混凝土本身防渗，其防渗能力247.10m，大坝坝顶宽10m，坝体上游面垂直，下游面的[1]显然不佳。变态混凝土防渗结构和碾压混凝土大坝同坡比是1:0.72。时施工，在不产生施工干扰的情况下，大大加快了碾压混凝土大坝的施工速度，而且施工质量好的变态混凝土的防渗性非常好，因此变态混凝土防渗结构普遍应用到[2-3]碾压混凝土大坝的上游面防渗中。从变态混凝土的出现到现今，其施工工艺得到不断的发展，但是精确加浆、均匀加浆的施工工艺一直没有实现，主要是精确加[2]浆、均匀加浆的施工工艺都较为复杂，无法大面积施工。目前很多工程仍应用的是

4、表面撒浆，因为其施工工艺简单、易操作，而且效率高。表面撒浆的施工工艺浇筑的变态混凝土质量不能保证，现今很多工程中都出现了不同程度的上游面变态混凝土防渗失效，主要都是变态混凝土施工时加浆不均匀造成变态混凝土质量差，出现渗漏通道[4-7]。针对变态混凝土防渗失效，本文结合某碾压混凝土大坝，选取典型的挡水坝段，用ABAQUS模拟分析变态混凝土作为防渗结构在碾压混凝土大坝中的防渗作用和防渗失效的后果。有限元法是模拟渗流场的有效工具，通过有限元软件ABAQUS模拟碾压混凝土大坝坝身的渗流场是可以行的。图1某碾压混凝土坝典型挡水坝段的设计剖

5、面2工程概况及计算模型的选取2.2计算模型的选取2.1工程概况该大坝坝体自身防渗采用二级配富胶凝碾压混凝土坝体防渗层。上游面设0.5m厚变态混凝土，其后接位于云南省迪庆州维西县巴迪乡境内的某水电站，CMYK工程试验与研究3.5m～8.5m厚二级配碾压混凝土组成坝体上游防渗参单元模拟，模拟中排水孔的模拟采用以点代井的模拟层；下游坝面尾水位以下设0.5m厚变态混凝土和4.5m方法，建立模型的时候将排水孔简化成为一条线来处厚二级配碾压混凝土做为坝体防渗层。选取大坝的10#理，单元节点布置在排水孔上面作为给定水头的第一类坝段即最大的挡水

6、段断面建立有限元模型，选取坝右边界条件处理。0+080.00面进行建模分析。此断面坝底高程1785m，坝边界条件的选取：上游水位选取校核洪水位顶高程1909.50m，上游水位选取校核洪水位1906.5m，1906.5m，下游校核洪水位选取1834.2m。下游校核洪水位选取1834.2m。4参数选取及计算工况的选取坝体内设置了多种基础廊道。基础廊道包括上、下游帷幕灌浆廊道、基础纵向排水廊道、横向排水廊道等。碾压混凝土大坝坝身是碾压混凝土按30cm一层逐上、下游帷幕灌浆廊道断面均采用城门洞型，断面尺寸层累加而成的，所以无法避免出现的

7、一些层面、缝面。这3m×3.5m（宽×高）；坝基排水廊道为城门洞型，断面尺些层面缝面影响碾压混凝土的渗流，是影响碾压混凝土寸2.5m×3m。坝体廊道主要包括坝体排水和交通廊道。大坝渗流的关键因素，渗流模拟的时候应该重点进行模坝体排水廊道断面为城门洞型，断面尺寸2.5m×3.0m。拟。但是层面和缝面的数量很多，一一进行模拟工作量选取的10#坝段中1855m高程就是坝体交通廊道。十分的大，难以实现逐一模拟。碾压混凝土本体的渗透在坝体每层廊道的上游侧布置坝体排水管形成坝性远小于层面、缝面的渗透性，即平行于缝面的渗透性体排水幕，用于排除

8、坝体渗水。排水管间距3m，直径远大于垂直于缝面的渗透性，根据这种特点可以将碾压150mm。为便于碾压混凝土施工，坝体排水管可采用坝内混凝土本体和缝面进行等效均化，把碾压混凝土坝身按钻孔形成。照均一但是各向异性的渗透材料来考虑。本文主要验证上游面变态混凝土、下游面