土石围堰中混凝土防渗墙设计方案的数值优化

作者：王常明; 鲁鋆; 马栋和

来源：吉林大学学报(地球科学版), 2020, 50(03): 857-865.

DOI：10.13278/j.cnki.jjuese.20190095

• 土石围堰
• 混凝土防渗墙
• 优化设计
• 水力比降
• 渗流量

土石围堰中防渗墙的结构对坝基渗流量及坝体稳定性具有重要的影响,因此优化防渗墙的尺寸十分有必要。本文以珠江流域某水利枢纽工程施工中的土石围堰为例,采用有限元法,对防渗墙的厚度和嵌入弱风化层基岩的深度进行了优化研究,分别模拟了有防渗墙和无防渗墙两种情况下围堰的防渗效果,共设计了33种计算方案。将坝基单宽渗流量、防渗墙后作用水头、防渗墙底部和坝脚溢出点的水力比降分别与其允许值进行了对比分析,提出了防渗墙的优化尺寸。研究结果表明:防渗墙厚度的变化对防渗效果影响较小;增大防渗墙的入岩深度,可以有效控制本围堰工程的单宽渗流量和防渗墙后作用水头;防渗墙底部水力比降的变化与防渗墙入岩深度有关,当入岩深度在0～8 m时,水力比降随入岩深度的增大而减小并呈先快后慢的趋势,当入岩深度在8～12 m时,水力比降随入岩深度的增大而增大,超过10 m时水力比降骤增。考虑经济因素和施工的方便性,满足防渗设计要求的防渗墙最优设计参数为厚度0.8 m、嵌入弱风化层基岩深度2 m。

• 单位
  中水东北勘测设计研究有限责任公司