地下厂房洞室群渗流场及渗控措施效果数值分析

采用三维渗流场有限元方法,模拟地下厂房洞室群稳定渗流场。建立三维渗流场有限元分析模型,精确模拟排水孔的位置。通过多工况的计算,详细分析地下厂房洞室群渗流特性以及其中帷幕及排水幕的渗流控制效果,同时探讨坝基及消力戽排水孔间距对渗流场的影响。计算结果表明：地下厂房洞室群天然水位较高,渗流控制措施对厂房洞室群渗流场可起到很好的控制作用,排水孔的排水减压作用明显,防渗帷幕能够有效降低扬压力以及水力坡降的分布,有利于围岩稳定。另外,坝基及消力戽排水孔间距对渗流场影响并不明显。     

两河口水电站地下厂房渗流控制布置方案研究

介绍两河口水电站地下厂房区的防渗排水系统布置.根据厂房区的工程地质和水文地质条件,建立三维有限元计算模型.分析了初步设计方案地下厂房区的渗流场特性以及防渗排水系统的特点,探讨了岩体的渗透性和排水孔间距变化对渗流场的影响.分析表明,该渗流控制方案是可行的,并建议幕后排水孔距为3 m.     

立洲RCC拱坝渗控方案的三维有限元优化分析

以四川木里河立洲水电枢纽工程为研究对象,对坝区的渗控措施展开研究。利用ANSYS12.1建立三维有限元渗流模型,计算分析得到了各渗控方案的渗流特征和渗透压力变化规律。对各方案中关键部位的渗透比降、渗漏量和典型剖面渗流场的渗压、地下水位等特征量进行比较分析后,得知:(1)立洲拱坝渗控措施设计方案的防渗帷幕和排水孔幕能有效降低坝后渗流浸润线,对于减小坝基、坝肩扬压力、改善坝基和坝肩受力条件起到了良好的作用;(2)加深帷幕和排水孔幕、增厚帷幕对降低坝区渗透压力作用不大;(3)适当增加f5断层附近防渗帷幕的深度,可防止f5断层形成渗漏通道,影响坝区渗透稳定;另外,取消第一层排水幕、缩短坝肩防渗帷幕延伸长度,可使渗控措施在满足渗流安全的前提下更为经济。     

缅甸伊江上游某水电站坝基渗控效果研究

对于有断层带存在的坝基,其防渗帷幕和密集排水孔幕的效果是水利水电工程安全的关键问题之一。针对伊江上游某重力坝基础,利用三维渗流场有限元精细求解技术,建立了伊江上游某坝基渗流场计算模型,分析了断层带范围内防渗帷幕失效和坝基排水孔不同间距条件下的渗控效果。成果表明:断层带范围内防渗帷幕失效,坝基渗流量增大,但扬压力折减系数仍满足设计要求;排水孔幕间距扩大1倍,渗控效果并无明显变化。成果可为类似坝基渗控设计提供参考依据。     

混凝土坝基渗流控制效果及耐久性分析研究

20多座已运行30年以上大坝的坝基渗流性态分析表明,大多数大坝坝基渗控效果和耐久性较好,坝基渗漏量逐渐减小并趋于稳定,坝基扬压力满足或基本满足设计要求。设计时未能合理采用渗控措施,施工中没有形成完整帷幕,坝基开挖遗留下重大缺陷,以及帷幕灌浆遭遇地下动水干扰,是影响渗控效果和耐久性的一些重要因素。运行中需定期开展坝基析出物分析,继续对硫酸盐的侵蚀危害机理进行深入研究,及时疏通排水孔和对帷幕进行补强灌浆处理。     

向家坝水电站坝基渗控效果研究

为了降低坝基扬压力和减少坝基渗漏量,向家坝工程在坝基设置了防渗帷幕和排水孔幕等渗控措施。基于饱和渗流理论,建立了典型坝段渗流计算模型,采用FLAC3D软件渗流分析模块对坝基渗流场进行了计算,研究了坝基扬压力和排水孔涌水量在不同情况下的变化规律。研究结果表明,向家坝坝基渗控措施排水降压效果明显,可以满足大坝安全稳定的要求。研究成果可对类似工程渗控设计提供参考。     

地下厂区渗流场参数反演分析及帷幕布置方案研究

现代水电站建设中,地下厂区规模日趋宏大。由于地下厂区多位于降雨形成的天然水位线以下,渗漏成为主要问题。针对某工程复杂的地质条件和防渗措施,建立厂房区及坝区的三维整体模型,采用三维有限元法对稳定渗流场进行计算。运用反问题正算的方法反演枢纽区天然渗流场,在此基础上,对两种不同帷幕布置方案下厂区渗流场、渗流量以及坡降等水力要素进行对比分析。分析表明:枢纽区天然水位较高,防渗帷幕和排水孔幕组成的渗控系统对厂房区地下水位具有较好的控制作用;厂前封闭式帷幕相对于开敞式帷幕的渗控效果更加明显,结合渗流控制效果和工程造价的角度,优先推荐采用封闭式帷幕进行厂区渗流控制。     

坪头水电站地下厂房渗控措施效果研究

地下厂房洞室群渗流场中密集排水孔排水幕的处理一直是工程渗流特性和渗控研究的重点,由于排水孔(幕)众多,渗控作用大,须尽可能精确模拟,这对网格划分提出了极高的技术要求.文章采用严密的改进排水孔结构技术[1](使整体三维模拟排水孔(幕)的实际渗流行为和渗控效果成为现实),通过多方案比较对裂隙岩体中地下厂房的防渗帷幕、排水孔...     

观音岩水电站坝基三维渗流场数值模拟

坝基渗流是威胁观音岩水电站安全运行的主要问题之一。针对观音岩水电站坝区复杂的地质条件和多重渗控措施,建立较为精细的坝区三维整体计算模型,采用基于计算流体力学(CFD)的三维非稳态水气两相流渗流模型,对正常蓄水位下的坝基三维渗流场进行了数值模拟,并重点分析了典型剖面的渗流特性和渗控措施的渗控效果。分析表明,坝基渗流场中的水头、水力梯度、扬压力、渗流量等基本都在正常范围内,不会对坝基渗流安全稳定构成较大威胁;防渗帷幕和排水系统的渗控效果显著,有效改善了坝基渗流场的分布,渗控布置方案合理有效。     

百色水利枢纽地下厂房整体渗流场分析及渗控方案评价

百色地下厂房洞室群渗控采用“厂外堵排为主、厂内排水为辅”为原则的独立防渗排水系统。该渗控方案坝基下灌浆帷幕与厂区灌浆帷幕之间是不连续的,留有很大的天窗,是否可行需进行分析评价。在该课题渗流场的有限单元法求解中,采用了固定网格求解有自由面渗流问题的结点虚流量法和排水孔排水子结构技术,在算法上较精确地确定和模拟所有地下洞室周壁面和计算域地表面中的可能渗流逸出面的真实大小和渗流状态,并由于采用仿真排水孔的孔径、孔距和孔深等几何参数,因此能较真实地反映出排水孔的三维渗流特性。该工程的渗控设施现已经历了两年运行考验,观测数据与计算分析成果基本一致。说明该渗流数值分析方法符合实际,设计所采用的渗控方案可行,值得在同类工程中推广应用。     

三峡大坝基础渗流控制措施效果分析

 通过对三峡大坝左#9～右#21坝段基础渗流场的有限元数值模拟，对比分析了排水孔幕的孔距、建基面的高程以及封闭和不封闭防渗排水的型式对渗流控制效果的影响，并采用接近实际的设计排水孔距， 用三维模型模拟分析了防渗排水系统的渗控效果。研究结果表明，虽然渗透剖面图显示坝基岩体的渗透性很小，但帷幕结合排水孔的防渗排水措施仍是必要的，此设计方案具有较好的渗控效果。     

黄金坪水电站左岸地下厂房渗控排水设计

渗流控制是地下厂房设计的重要内容,黄金坪水电站地下厂房运行期渗流主要考虑调压室及压力管道内水外渗以及地下水的影响。结合水文地质条件和地下厂房洞室布置,进行了地下厂房渗控排水设计,运用三维有限元对渗流场和渗流量进行了分析计算。成果分析表明:通过布设排水廊道和排水孔,地下厂房洞室群的浸润线明显下降,三大洞室顶拱及大部分边墙位于浸润线以上有利于洞室稳定;厂区洞室在未设防渗帷幕的情况下总渗流量满足设计要求。     

地下厂房洞室群渗流场数值分析

采用三维渗流场有限元方法,模拟地下厂房渗流场。建立渗流场有限元分析模型,并且精确模拟排水孔的位置。通过三种工况的计算,详细地分析地下厂房渗流特性以及排水幕及帷幕的渗流控制效果。结果表明:地下厂房洞室群的天然水位相对较高,渗流控制措施可以很好的控制地下厂房洞室群的渗流场分布,排水孔的减压排水效果明显,防渗帷幕可以有效地降低水力坡降以及扬压力的分布,有利于围岩稳定。     

混凝土坝坝基排水孔间距对渗流场的影响数值分析

采用三维渗流场有限元方法,模拟坝基渗流场。建立三维渗流场有限元分析模型,精确模拟排水孔的位置。分别计算排水孔间距为2m、3m、4m三种工况下坝基渗流场,详细分析和探讨坝基及消力戽排水孔间距对渗流场的影响。分析表明,排水孔间距越小,排出的渗流量相应增加,扬压力有所减低,但是坝基排水孔、坝体下游消力戽排水孔间距由3m减小到2m或增加到4 m时,对坝基整体渗流场及坝基扬压力影响并不明显,所以坝基内的排水孔间距可以取为较大值。     

白鹤滩水电站地下厂区渗流控制数值模拟与评价

白鹤滩水电站工程规模巨大,工程地质及水文地质条件复杂。地下厂房采用首部开发方案,水库蓄水后,围岩渗流特性将成为影响地下厂房围岩稳定和正常运行的重要因素,地下厂区防渗排水问题突出。根据水文地质条件及枢纽布置情况,为改善厂房围岩的渗透稳定性并减小厂区渗漏量,将厂区与大坝防渗排水系统连成整体,采取防渗帷幕、排水孔幕相结合、前后分开布置的渗流控制措施。采用非稳定三维渗流场有限元分析方法,对左岸地下厂区运行期地下水渗流场进行模拟分析。研究结果表明:地下厂区防渗排水系统布置方案总体合理、有效,渗流控制效果显著,满足地下厂房系统的运行要求。     

百色水电站地下厂房洞室群围岩渗流场分析

运用渗流场有限单元法求解的固定网格的结点虚流量法和排水孔排水子结构技术,并定义了溢流型排水孔、逸流型排水孔和排水孔开关器,在水力等效多孔隙介质渗流模型假定的基础上,能对工程复杂渗流场问题进行精细的求解。对广西百色水电站地下厂房洞室群围岩区的渗流场进行了多工况的三维计算,论证和分析了各洞室围岩区的渗流场特性,渗流场水头和引水隧洞衬砌外水压力分布的规律,以及防渗与排水设施渗控方案的合理性和还存在的缺点,并提出相应的改进意见。     

白鹤滩水电站地下厂房层间错动带渗流控制措施研究

白鹤滩水电站地下厂房洞室群规模巨大,层间错动带C2贯穿左岸地下厂区整个防渗线路,由于其性状差、透水性强、允许渗透比降小,是左岸厂区主要渗漏通道,因此,提高C2的防渗能力和渗透稳定性,防止形成集中渗漏通道,对左岸厂区防渗体系至关重要。为此,采取截渗洞、系统帷幕灌浆和排水孔幕相组合的防渗排水工程措施,通过三维渗流场有限元计算及帷幕灌浆试验对防渗效果进行分析。结果表明:截渗洞和帷幕灌浆能有效截断渗漏通道,排水孔幕排水降压效果显著,C2渗透系数的变化对地下厂区上游侧渗流场影响不大; C2影响孔段可灌性好,灌后能够满足透水率小于1 Lu的工程防渗要求; C2渗流控制措施总体合理有效,但是排水孔揭穿C2部位渗透比降较大,最大可达7. 0,蓄水初期应重点关注,避免发生渗透变形。     

百色水利枢纽地下厂房区渗流场三维有限元分析

采用固定网格求解有自由面渗流问题的结点虚流量法和排水孔改进排水结构技术，精细模拟了排水孔、幕中众多排水孔的孔径、孔距、孔深及排水降压渗流行为，自动判别排水孔是否穿越渗流自由面，对百色水利枢纽地下厂房（地面升压站方案）的渗流场进行了详细的计算分析，并对厂区渗控设计方案提出了评价和建议。     

深圳抽水蓄能电站厂房洞室群优选渗控方案分析

利用求解有自由面渗流场改进的节点虚流量全域迭代法，结合精确的排水孔模拟技术，对深圳抽水蓄能电站运行期地下引水管线区及厂房洞室群围岩区三维渗流场进行了有限元仿真分析，着重研究了优选方案中高压岔管开裂时引水支管区域防渗排水系统的渗流特性．研究表明，该区域设置封闭性防渗帷幕加排水孔幕组合防渗体系，能有效控制高压引水管开裂时的高压渗水，改善该区岩体渗透比降分布，保证了下游厂房运行期的安全．     

百色水利枢纽地下厂房渗控方案选择

对百色水利枢纽地下厂房的渗控方案,提出了加深大坝防渗帷幕至相对隔水层方案和厂前设置独立的防渗排水系统2个方案。通过渗流场三维渗流数学模型有限元分析,论证了设置独立的防渗排水系统的可行性,对其可能出现的风险进行了评估,并提出了当出现渗流异常时防止对左岸坝后的山体稳定以及地下厂房带来不利影响的预防措施和补救措施。该渗控方案已经历了2年高水位运行,监测成果与分析计算成果基本一致,说明设计所采用的渗控方案是成功的。