水電站地下廠房開(kāi)挖過(guò)程中的滲流分析

摘要：為了解廠房壩段地下水運(yùn)動(dòng)規(guī)律、滲流控制措施作用，根據(jù)水庫(kù)電站廠房壩段工程的地質(zhì)情況，對(duì)電站廠房壩段進(jìn)行了三維滲流計(jì)算分析，結(jié)果認(rèn)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(zhǎng)比較快，穿過(guò)斷層其增長(zhǎng)僅受過(guò)流面積影響，增長(zhǎng)較緩慢趨于平穩(wěn)，最大滲流量達(dá)到258.3m3/d，建議在斷層穿越處做好防護(hù)排水措施。未經(jīng)斷層穿過(guò)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(guò)流斷面積的影響，最大滲流量在10 m3/d，對(duì)工程沒(méi)有多大影響。

關(guān)鍵詞：地下廠房；開(kāi)挖；滲流；分析

1 廠區(qū)圍巖地質(zhì)情況

圍巖的滲透參數(shù)是以廠房的工程地質(zhì)特性和參考類(lèi)似工程的文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，并綜合考慮開(kāi)挖施工步序確定的。根據(jù)提供的地質(zhì)剖面圖和洞室圍巖任務(wù)書(shū)可知整體圍巖分為六種巖石，分別為：左1強(qiáng)風(fēng)化粘土巖；左2中風(fēng)化礫巖；左3弱～微風(fēng)化二長(zhǎng)巖；右1礫質(zhì)土層；右2中風(fēng)化砂巖；右3微風(fēng)化～新鮮砂巖；包括其中的斷層

2 滲流計(jì)算及結(jié)果分析

2.1 滲流穩(wěn)定分析

分析工況：按最危險(xiǎn)工況下荷載組合進(jìn)行計(jì)算，有一個(gè)時(shí)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(jì)算結(jié)果

整理分析結(jié)果，可得到總水頭，水壓力，孔隙水壓力和各過(guò)流斷面的滲流量。按照廠房的開(kāi)挖步序可依次計(jì)算出各截面的滲流量，通過(guò)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(jiàn)圖1：

3 結(jié)果分析

從整體上看滲流量以增長(zhǎng)的趨勢(shì)變化，對(duì)于主廠房來(lái)說(shuō)，1～3步的滲流量變化不大是因?yàn)槊恳徊降拈_(kāi)挖斷面基本相等，所以其出現(xiàn)微增長(zhǎng)趨勢(shì)，第4步開(kāi)挖滲流量突增到111.5 m3/d，是由于第4步的開(kāi)挖斷面約為上一步主廠房開(kāi)挖斷面的1.5倍，因?yàn)榈?步?jīng)]有開(kāi)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(kāi)挖影響，所以變化不大，出現(xiàn)了一段的平臺(tái)。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?yàn)榈?步開(kāi)挖受到了斷層的影響，斷層中的裂隙水向開(kāi)挖洞中涌流導(dǎo)致的。第7，8步開(kāi)挖的滲流量出現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng)，只是由于開(kāi)挖斷面增加，斷層穿過(guò)的面積增加所致。主廠房9，10，11步開(kāi)挖的滲流量有微量的降低是由于尾水洞的一次開(kāi)挖引起的，這五部分之間有相互影響的關(guān)系，出現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的形式，但總體上的滲流量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。從11步的開(kāi)挖直至最后一步開(kāi)挖滲流量均成緩慢增長(zhǎng)的趨勢(shì)，斷層對(duì)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?yàn)檫@四部分不受斷層影響，而且圍巖類(lèi)別以Ⅱ類(lèi)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(zhǎng)變化。

4 小結(jié)

該廠房分十五步開(kāi)挖完成，根據(jù)提供的地質(zhì)剖面圖和洞室圍巖種類(lèi)可得各類(lèi)巖石的滲透系數(shù)，主要依據(jù)滲透系數(shù)k進(jìn)行滲流計(jì)算。按最危險(xiǎn)工況下荷載組合進(jìn)行計(jì)算，有一個(gè)時(shí)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(kāi)挖步序可依次計(jì)算出主廠房，主變室，尾水閘，母線洞，尾水洞和總體的過(guò)流斷面的滲流量。綜合計(jì)算分析可得結(jié)論，由于主廠房受斷層影響其滲流量增長(zhǎng)比較快，穿過(guò)斷層其增長(zhǎng)僅受過(guò)流面積影響，增長(zhǎng)較緩慢趨于平穩(wěn)，最大滲流量達(dá)到258.3m3/d，建議在斷層穿越處做好防護(hù)排水措施。未經(jīng)斷層穿過(guò)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(guò)流斷面積的影響，最大滲流量在10 m3/d，對(duì)工程沒(méi)有多大影響。

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作者簡(jiǎn)介：章朝峰（1988），男，碩士，主要從事水工邊坡，巖土工程。