构皮滩水电站地下厂房渗流分析及渗控设计

摘要

目前，水电工程朝着单机大容量、厂房洞室大跨度、洞室开挖大规模的超大型化方向发展。 正在建设中的构皮滩水电站为贵州省最大的水电站，装机5×600MW，地下厂房系统规模特大，从上游至下游依次布置主厂房、主变洞和尾水调压室，开挖尺寸(长×宽×高)分别为230.45m×27m×73.32m、207.1m×15.8m×21.34m、158m×19.3m×110.24m。 对于这种超大型地下洞室群，不仅需要解决好众多洞室在开挖过程中的洞室围岩稳定问题，更重要的是确保地下厂房长期安全稳定运行。超大型地下洞室群的稳定研究，是当前工程界和学术界十分关注和亟待解决的重大课题。 地下洞室在开挖及运行过程中的裂隙岩体渗流需要慎重对待，特别是建坝蓄水后在高水头作用下的裂隙岩体渗流对地下洞室稳定的影响。裂隙岩体渗流场和应力场是相互影响的，两者的耦合作用影响地下洞室围岩稳定。因此，裂隙岩体的渗流分析和控制，是超大型地下洞室群围岩稳定研究的重要内容。围岩的地质结构、介质特性和力学特性的复杂性，使得地下洞室群的渗流分析受控于建模的仿真度和有关参数确定的精度。 构皮滩水电站地下厂房洞室群围岩主要为灰岩，岩溶及裂隙发育，岩体的透水性具有明显的非均质各向异性特点。水库蓄水后，将改变原山体地下水的水文地质条件，对厂房洞室群围岩的稳定产生一定的影响，也影响地下厂房的日常运行。因此，解决好地下渗流问题是确保地下厂房能长期安全运行的一重大技术问题。 运用数值模拟分析技术，建立多孔介质计算模型对构皮滩水电站地下厂房区围岩渗流进行模拟，拟定10种计算方案，对构皮滩水电站地下厂房区围岩渗流状态及渗控效果进行分析，对防渗及排水措施的效果进行评价，在此基础上提出构皮滩水电站地下厂房区渗控设计。

目录

摘要

Abstract

1 前言

1.1 裂隙岩体渗流研究综述

1.2 构皮滩水电站地下厂房的渗流问题

1.2.1 工程概况

1.2.2 研究内容和技术路线

2 工程地质、水文地质条件

2.1 地形地貌

2.2 地层岩性和构造

2.3 岩溶发育特征

2.4 地下水分布特征

2.5 岩体透水性

3 计算方案及内容

3.1 计算方案

3.2 计算内容

4 三维渗流计算分析

4.1 渗控布置初拟

4.1.1 右岸山体主防渗帷幕及排水布置

4.1.2 地下厂房排水系统布置

4.1.3 其它渗控工程布置

4.2 计算条件概化

4.2.1 计算模型

4.2.2 渗透性分区及参数

4.2.3 水位计算条件

4.3 研究方法

4.4 成果分析

4.4.1 无渗控措施条件下渗流状态分析

4.4.2 设置主帷幕和主排水措施时渗流状态分析

4.4.3 地下厂房封闭排水效果分析

4.4.4 不同库水位条件下封闭排水效果分析

4.4.5 山体水位对地下厂房渗流场的影响

4.4.6 岩体各向异性渗透性对地下厂房渗流场的影响

4.4.7 渗漏量分析

4.5 小结

5 渗控设计

5.1 主帷幕防渗排水设计

5.2 水垫塘封闭帷幕及排水设计

5.3 水垫塘边坡排水

5.4 地下厂房厂外排水系统

5.5 厂内渗漏排水系统

5.6 机组检修排水系统

6 结语

参考文献

致谢

附图