某土石坝帷幕灌浆渗流监测成果分析.pdf

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1、第29卷第5期长江科学院院报Vo1．29No．52012年5月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteMay2012文章编号：1001—5485(2012)05～0086—04某土石坝帷幕灌浆渗流监测成果分析李刚h’k，李军，杨开华。(1．长江科学院a．工程安全与灾害防治研究所；b．水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心；c．国家大坝安全工程技术研究中心，武汉430010；2．湖北省外国企业服务公司，武汉430020；3．湖南澧水流域开发公司索溪公司，湖南张家界427400)摘要：为研究土石坝帷幕灌浆的

2、渗控效果，了解加固后渗压水位的变化规律，针对某黏土心墙坝，采用逐步回归分析和有限元分析方法，对3年来的监测成果进行了分析。逐步回归分析表明：影响坝体渗流场的主要因素是库水位、降雨及时效；往背水方向，库水位的影响程度逐渐减弱，而降雨及时效的影响程度逐渐增强。有限元计算表明：全封闭式帷幕灌浆使大坝渗漏量减小了37．6％，而悬挂式帷幕灌浆只减小了10．7％，全封闭式帷幕灌浆的渗控效果更为显著。关键词：渗流监测；土石坝；逐步回归；有限元；帷幕灌浆中图分类号：TV698．1文献标志码：A接入自动化监测系统，实现自动化数据采集。坝体和坝基典型监测断面见图1。1防渗加固概况某

3、土石坝为黏土心墙砂壳坝，最大坝高32．91m，坝顶高程76．91m，坝顶长421m。大坝于1958年动工，1981年竣工。经过20多年的运行，因受当时条件所限在大坝施工中留下的一些隐患逐渐暴露出来。主要表现为：大坝心墙渗透系数较大；齿槽部位渗透比降大于设计允许比降，超出了泥砾层地基的承载能力；大坝左岸坝下涵管漏水严重。2005年开始，对该坝进行了防渗加固处理，主要加固措施为帷幕灌浆。坝基处理范围为桩号0+047至0+367，设A，B两排帷幕灌浆孔，其中上游B排轴线与坝轴线重合，2排排距1．5m，孔距2m，总共布置灌浆孔321(b)坝基单位：个，设计有效幕厚为3．

4、6m。图1坝基和坝体渗流监测典型断面图坝肩帷幕灌浆设单排帷幕灌浆孔，孔距2m，灌Fig．1Typicalsectionviewsofseepagemonitoring浆孔深人相对不透水层5m，灌浆范围为桩号0+fordamandfoundation016至0+047和0+367至0+376，共2O个孔。为了解防渗加固的效果，在大坝选择了6个代2渗流主要影响因素分析表性的监测断面，对坝体及坝基的渗压水位进行监测。每个断面布置测压管3～5孔；位于坝体的测压利用测压管实测资料以及库水位、降雨等资料，管透水段长3m，位于坝基的测压管透水段长采用逐步回归方法，分析各因素对

5、渗流的影响程度。1．5m；透水管下设1m沉淀管段。测压管初期采用根据可能的延滞时间，分别选取了当日库水位、1～7d前的库水位，当日降雨量、1～4d前的降雨量，以电测水位计观测，后期采用Geokon渗压计观测，并收稿日期：2012—03—08基金项目：水利部公益性行业科研专项(200901058)；国家科技支撑计划课题(2012BAK10B04)作者简介：李刚(1971一)，男，湖北利川1人，教授级高级工程师，从事岩土工程安全监测研究，(电话)027—82829860(电子信箱)xbb9001@163．eom第5期李刚等某土石坝帷幕灌浆渗流监测成果分析87及时效分

6、量进行逐步回归计算。关性最小，但与3d前的降雨量的相关程度增加，显根据渗流的支配方程，库水位并不与测压管渗然与该测孔埋深较浅，容易受地表水下渗影响有关。压水位呈线性相关，但其平方项则满足线性关此外，各测孔在一定程度上都受到时效因素的影响。系uJ。因此逐步回归方程模型为TUP21，TUP22的回归拟合结果及库水位的过程线85见图2、图3。可以看出，计算的测压管水位与实测=b0+∑6+∑68+尺+b140+i=1i=lbls0+616+617ln(1+0)。式中：为测压管水位；b(i=0～17)为回归系数；(i=1～8)为当日以及第1～7d前的水位；R(i=1—5)

7、为当日及1～4d前的日降雨量；0为时效，是观测持续天数的百分数。利用2006—2009年3年多的监测资料，采用逐步回归方法，建立起大坝坝高最大部位的断面(0+210断面)的5孔测压管的回归方程模型如下。TUP21：H2=138．6+0．91W1一17．31n(1+0)；时间(年一月一日)TUP22：H2=1454．8+0．341+0．24R1+图2TuP21实测水位与回归计算结果29．21n(1+0)；Fig．2CurvesofmeasuredwaterlevelbyTUP23：=2340．5+0．06W1一0．179Rl一TUP21andcomputedlev

8、elbyregressi