水電站地下廠房開挖過程中的滲流分析

摘要：為了解廠房壩段地下水運動規(guī)律、滲流控制措施作用，根據(jù)水庫電站廠房壩段工程的地質情況，對電站廠房壩段進行了三維滲流計算分析，結果認為：電站廠房段滲流控制措施的選擇和布置，從整體上看比較合理；從孔隙水壓力分布圖上可以看出，由于主廠房受斷層影響其滲流量增長比較快，穿過斷層其增長僅受過流面積影響，增長較緩慢趨于平穩(wěn)，最大滲流量達到258.3m3/d，建議在斷層穿越處做好防護排水措施。未經(jīng)斷層穿過的主變室，尾水閘，母線洞和尾水閘滲流量變化不大，僅僅受過流斷面積的影響，最大滲流量在10 m3/d，對工程沒有多大影響。

關鍵詞：地下廠房；開挖；滲流；分析

1 廠區(qū)圍巖地質情況

圍巖的滲透參數(shù)是以廠房的工程地質特性和參考類似工程的文獻為基礎，并綜合考慮開挖施工步序確定的。根據(jù)提供的地質剖面圖和洞室圍巖任務書可知整體圍巖分為六種巖石，分別為：左1強風化粘土巖；左2中風化礫巖；左3弱～微風化二長巖；右1礫質土層；右2中風化砂巖；右3微風化～新鮮砂巖；包括其中的斷層

2 滲流計算及結果分析

2.1 滲流穩(wěn)定分析

分析工況：按最危險工況下荷載組合進行計算，有一個時間段出現(xiàn)連續(xù)降雨情況，即巖體均處于飽和狀態(tài)。

2.2 計算結果

整理分析結果，可得到總水頭，水壓力，孔隙水壓力和各過流斷面的滲流量。按照廠房的開挖步序可依次計算出各截面的滲流量，通過繪制曲線可以得出主廠房，主變室，尾水閘，母線洞，尾水洞和總體的滲流量變化。其滲流量變化曲線見圖1：

3 結果分析

從整體上看滲流量以增長的趨勢變化，對于主廠房來說，1～3步的滲流量變化不大是因為每一步的開挖斷面基本相等，所以其出現(xiàn)微增長趨勢，第4步開挖滲流量突增到111.5 m3/d，是由于第4步的開挖斷面約為上一步主廠房開挖斷面的1.5倍，因為第5步?jīng)]有開挖主廠房，主廠房滲流量的變化僅僅是受到主變室和尾水閘開挖影響，所以變化不大，出現(xiàn)了一段的平臺。第5步到第6步每天的滲流量增加了100多方，其主要原因是因為第6步開挖受到了斷層的影響，斷層中的裂隙水向開挖洞中涌流導致的。第7，8步開挖的滲流量出現(xiàn)平穩(wěn)增長，只是由于開挖斷面增加，斷層穿過的面積增加所致。主廠房9，10，11步開挖的滲流量有微量的降低是由于尾水洞的一次開挖引起的，這五部分之間有相互影響的關系，出現(xiàn)此消彼長的形式，但總體上的滲流量呈增長趨勢。從11步的開挖直至最后一步開挖滲流量均成緩慢增長的趨勢，斷層對廠房的影響一直在持續(xù)。

主變室，尾水閘，母線洞和尾水洞的變化量不大，基本呈直線變化，是因為這四部分不受斷層影響，而且圍巖類別以Ⅱ類為主，滲透系數(shù)較小，所以這四部分的滲流量基本以平穩(wěn)微量增長變化。

4 小結

該廠房分十五步開挖完成，根據(jù)提供的地質剖面圖和洞室圍巖種類可得各類巖石的滲透系數(shù)，主要依據(jù)滲透系數(shù)k進行滲流計算。按最危險工況下荷載組合進行計算，有一個時間段出現(xiàn)連續(xù)降雨情況，即巖體均處于飽和狀態(tài)。按照廠房的開挖步序可依次計算出主廠房，主變室，尾水閘，母線洞，尾水洞和總體的過流斷面的滲流量。綜合計算分析可得結論，由于主廠房受斷層影響其滲流量增長比較快，穿過斷層其增長僅受過流面積影響，增長較緩慢趨于平穩(wěn)，最大滲流量達到258.3m3/d，建議在斷層穿越處做好防護排水措施。未經(jīng)斷層穿過的主變室，尾水閘，母線洞和尾水閘滲流量變化不大，僅僅受過流斷面積的影響，最大滲流量在10 m3/d，對工程沒有多大影響。

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作者簡介：章朝峰（1988），男，碩士，主要從事水工邊坡，巖土工程。