[发明专利]模拟水库大坝防渗帷幕的方法及其采用的试验结构模型

说明书

技术领域

本发明涉及水工建筑物实验室模拟技术领域，尤其涉及一种模拟水库大坝防渗帷幕的方法及该方法采用的试验结构模型。

背景技术

我国大多大中型水电站和水库已经运行超过二十年，近年来还有更多的项目陆续投产和竣工。防渗帷幕是水库大坝防渗堵漏的关键组成元素，防渗帷幕长期处于高压渗透水流的作用下，水文地球化学环境复杂，防渗帷幕将持续遭受侵蚀而老化衰减。对非岩溶地区，大坝渗漏以裂隙性渗漏为主；对岩溶地区，渗流场更为复杂，兼具岩溶管道和裂隙性渗漏特点。

帷幕灌浆其实质是水泥浆液在高压作用下充填岩溶管道或者裂隙的过程。实际的地质体规模巨大，物质组成和结构异常复杂。由于实际的地质体规模巨大，目前只有理论分析和实际应用，还没有有关防渗帷幕的形成和变化过程模拟数据，影响对防渗帷幕的本质分析依据。

发明内容

本发明的目的在于为了在实验室模拟水库大坝防渗帷幕的形成和变化，以提供接近现实的数据依据，提供一种模拟水库大坝防渗帷幕的方法及其采用的试验结构模型。

本发明的技术方案如下：

一种模拟水库大坝防渗帷幕的方法，该方法采用一种试验结构模型，该试验结构模型包括金属材料制成的的箱体，灌浆用的花管，高压进水管，塑料堵头，钢板盖和水压表；该方法的步骤是：

步骤1：将花管和高压进水管先插入箱体中，放入粗骨料填实，盖好钢板盖；

步骤2：通过花管向箱体中灌浆；

步骤3：在帷幕体的浆液未凝结时，用细长的钢筋伸向高压水管中，将高压水管端头的塑料堵头捅破，使水能够从后扎孔进入帷幕体中；

步骤4：等帷幕体凝结后，养护一段时间，将高压水管连接高压水泵，观察水压表上的数据来调节所需要的水压，从而得出帷幕中水流的渗透值；

步骤5：对流出的水进行物理和化学分析，得出作为评价因子的SO42-、HCO3-、Ca2+、Mg2+的含量及pH值、电导率、温度场。

为实现上述方法，本发明采用了这样一种模拟水库大坝防渗帷幕的试验结构模型，其包括箱体，在箱体中充填有由水泥浆形成的帷幕体；在箱体中自上而下贯通设有两个用于灌浆的花管，在箱体底部设有一根高压进水管，该高压进水管从箱体的底部伸入箱体中并且在其上部端头设有塑料堵头；在高压进水管上设有用于封堵箱体底部的钢板盖和用于检测水压力的水压表。

所述箱体由金属材料制成。钢板盖和箱体通过螺纹连接部进行衔接；钢板盖上设有三个小孔，三个小孔的作用为便于高压水管和花管通过。两个花管的位置为两个圆心将钢板盖的直径三等分。

本发明的技术效果：

本发明的试验模型可在实验室内模拟出可以实际操作的水库大坝的防渗帷幕地质体模型。通过试验可以得出帷幕的渗流量与渗透压力变化特征及其与帷幕的损伤关系，也可以通过试验模型中渗出的水流，分析水质，得出防渗帷幕体中SO42-、HCO3-、Ca2+、Mg2+等离子的含量以及pH值、电导率等数据，为防渗帷幕的形成和变化提供接近现实的数据依据。设计的试验装置可以取下钢板盖，倒出帷幕体重复使用。加入钢板盖后可以使得在灌浆时，浆液不会向外喷出。

附图说明

图1是本发明的装置主视图；

图2是本发明的装置仰视图，即图1中钢板盖6的大样图。

附图标记说明：1-箱体，2-帷幕体，3-花管，4-高压进水管，5-塑料堵头，6-钢板盖，7-水压表，8-螺纹连接部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本发明可以模拟防渗帷幕中帷幕体在水库大坝中的整个过程。具体实施时，将金属材料制成的其厚度为0.8mm的箱体1，灌浆用的花管3，高压进水管4，塑料堵头5，钢板盖6，水压表7组成本发明的装置。其中钢板盖6和箱体1可通过螺纹连接部8衔接；钢板盖6上有三个小孔，三个小孔的作用为便于高压水管4和花管3通过，三个小孔的直径略大于高压水管4和花管3的直径。两个花管3的位置为两个圆心将钢板盖6的直径三等分。