孟底溝水電站廠壩區(qū)三維滲流場分析與滲控工程有效性評估.pdf

1、巖土體及工程建筑材料中的滲流是影響水利水電工程穩(wěn)定與安全的重要因素之一，防滲、排水和反濾等措施是水利水電工程滲流控制的主要技術(shù)手段，工程防滲排水系統(tǒng)的性能評估與優(yōu)化設(shè)計(jì)對于確保水工建筑物以及壩基、邊坡和洞室的長期穩(wěn)定與安全運(yùn)行具有重要意義。本文以雅礱江孟底溝水電站為依托，采用基于應(yīng)變敏感的裂隙巖體滲透張量模型和基于Signorini型變分不等式的三維滲流場分析方法，研究了地下廠房洞室群開挖擾動(dòng)區(qū)圍巖滲透系數(shù)的演化規(guī)律，分析了廠壩區(qū)滲流場

2、的分布特征，評估了滲控措施系統(tǒng)的有效性，并優(yōu)選了防滲排水系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）依據(jù)壩址區(qū)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)勘察資料，分析了壩址區(qū)地下水賦存與補(bǔ)徑排條件，并結(jié)合鉆孔壓水成果研究了壩址區(qū)巖體的滲透分區(qū)與參數(shù)取值。研究表明，壩址區(qū)地下水表現(xiàn)為以大氣降雨補(bǔ)給，并向河谷排泄的特征；巖體滲透特性可劃分為強(qiáng)透水、中等透水、弱上透水、弱下透水和微透水等五個(gè)分區(qū)，并在總體上具有隨垂直深度增加而逐漸減少的趨勢。

3、
　?。?）通過構(gòu)建反映工程出地形地貌特征、建筑物與防滲排水系統(tǒng)布局的三維有限元模型，采用Signorini型變分不等式與排水子結(jié)構(gòu)技術(shù)相結(jié)合的滲流場分析方法，分析了孟底溝廠壩區(qū)三維滲流場的分布特征。研究表明，防滲排水系統(tǒng)顯著降低了壩基、兩岸抗力體及廠房圍巖的滲透水壓，滲流量得到了有效控制，軟弱結(jié)構(gòu)面的滲透穩(wěn)定性滿足工程安全要求，滲流控制方案總體合理、有效。
　?。?）通過對防滲帷幕灌漿孔間距與布置形式及排水孔的間距進(jìn)行優(yōu)化

4、分析，其結(jié)果表明，右岸壩基防滲排水延長并截?cái)?f5斷層對壩后右岸邊坡穩(wěn)定有利；壩后抗力體及廠房上部區(qū)域始終處于干區(qū)，可將其排水孔間距適當(dāng)增大。
　?。?）基于應(yīng)變敏感的裂隙巖體滲透張量模型，揭示了地下廠房洞室群開挖擾動(dòng)區(qū)圍巖滲透特性演化規(guī)律，并研究了考慮開挖擾動(dòng)效應(yīng)對廠區(qū)滲流場分布特征及滲流控制效果的影響。研究表明，開挖后廠房圍巖滲透系數(shù)發(fā)生1~3數(shù)量級的變化，影響范圍可達(dá)40~50m；廠區(qū)地下水自由面將明顯降低，滲透坡降有所減小