某水电站地下厂区三维渗控措施优化研究

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渗流分析和控制技术对工程安全和经济合理性的影响越来越大,作为本文研究对象的水电站位于四川省大渡河上游河段,水库正常蓄水位为1476.00m,相应库容为1.28亿立方米,校核洪水位为1478.93m,相应水库总库容为1.4亿立方米,死水位1472.00m,汛期运行水位1472.00m。水电站厂区各类岩脉和断层均较发育,水文地质条件复杂,受这些因素的控制,厂区内的渗流特性非常复杂。因此,只有通过对水电站厂区渗流场的计算和分析,才能较为真实的反映该水电站地下场区施工期、运行期以及不同防渗排水措施下渗流场的变化情况,这都对水电站的设计工作,尤其是渗流控制方案的决策至关重要。  本文以有限元软件ADINA为平台,利用三维有限元法研究厂区渗流场的特性,主要工作内容如下:  1、研究并提出适合本次三维渗流计算的数学模型—等效连续介质模型。  2、排水孔(幕)是水电站重要的渗控措施,在渗流场分析中,经常会遇到如何考虑排水孔效应的问题,研究并提出了排水孔幕模拟的方法,建立排水孔实体,对其赋予一定的渗透系数达到模拟效果。  3、计算分析了施工期三维渗流场,施工期进入厂区渗流量非常小,只需做简单排水措施。  4、计算分析了运行期三维渗流场,通过几种计算方案的对比分析,发现在设置帷幕之后能有效减小进入厂区的流量,水位上升对整个厂区有较大的影响。  5、研究了防渗措施失效对渗流场的影响,可以看出整个渗控体系中,排水廊道与排水孔幕同时起着至关重要的作用,帷幕也能起到一定的防渗作用。  6、对材料系数进行敏感性分析之后发现,岩石渗透系数对流量的敏感性高,帷幕渗透系数引起流量变化趋于稳定,排水孔幕渗透系数对流量敏感性低,等效排水层靠近主厂房,只对主厂房的流量有影响,通过增加帷幕厚度来减小流量的效果不明显。
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