【摘要】：壩址區(qū)滲漏不僅影響水庫(kù)效益的正常發(fā)揮,而且對(duì)壩體安全穩(wěn)定造成影響。前坪水庫(kù)坐落于河南省洛陽(yáng)市汝陽(yáng)縣城以西9公里,北汝河干流上。水庫(kù)總庫(kù)容5.9億m~3,主壩采用黏土心墻砂卵(礫)堆石壩,最大壩高90.70m。經(jīng)分析認(rèn)為壩址區(qū)具有滲漏通道,存在大量滲漏可能。前坪水庫(kù)壩址區(qū)采用防滲帷幕減少滲漏量。本文深入分析前坪水庫(kù)壩址區(qū)的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、壩基和壩肩防滲體系,采用三維有限單元數(shù)值分析方法,對(duì)壩址區(qū)原防滲處理措施進(jìn)行三維滲流計(jì)算,并在此基礎(chǔ)上對(duì)防滲處理措施進(jìn)行優(yōu)化。主要內(nèi)容如下:(1)對(duì)前坪水庫(kù)壩址區(qū)滲漏問題進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。壩址區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件分析表明,前坪水庫(kù)壩址區(qū)存在壩基和繞壩滲漏問題。(2)采用EH4大地電磁法對(duì)F2斷層以及F6斷層的空間展布特征進(jìn)行分析,結(jié)果表明F2斷層和F6斷層在大壩下游存在空間展布,在大壩下游存在交匯可能性。(3)基于有限差分法,分析前坪水庫(kù)壩址區(qū)天然滲流場(chǎng),掌握前坪水庫(kù)壩址區(qū)蓄水前初始地下水滲流場(chǎng)的分布特征。分析結(jié)果表明,天然滲流場(chǎng)分布受河流流向和山體分水嶺影響明顯,且變化較小。(4)針對(duì)前坪水庫(kù)建成后可能引起的壩址區(qū)滲漏問題,采用有限元方法建立三維有限元模型,對(duì)斷層帶的寬度、延展性、覆蓋層的厚度和基巖的風(fēng)化情況進(jìn)行合理的概化,對(duì)前坪水庫(kù)壩址區(qū)滲漏問題進(jìn)行三維數(shù)值分析。(5)在原設(shè)計(jì)防滲方案基礎(chǔ)上,對(duì)前坪水庫(kù)壩址區(qū)防滲處理措施進(jìn)行優(yōu)化分析,推薦最佳防滲方案。將壩基防滲帷幕底板高程從261m抬升至290m,壩址區(qū)總滲漏量由無防滲工況下的484530m~3/d減少為4220m~3/d,防滲帷幕減少了總滲漏量達(dá)99.13%,年滲漏量占年徑流量3.32億m~3的0.46%,F2斷層的水力梯度由無防滲工況下的5.46降低至最大值為1.71,水力梯度在工程允許范圍內(nèi),不會(huì)發(fā)生滲透破壞。防滲措施優(yōu)化后,減小了帷幕灌漿的深度,可節(jié)省工程投資,縮短工期,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。
【圖文】：

庫(kù) 98460 座，水庫(kù)總庫(kù)容 8967 億m3。其中：大型水庫(kù) 720 座，中型水庫(kù) 3890座[1]。土石壩因其易選材、造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及施工管理簡(jiǎn)便等特點(diǎn)[2]，使得其以經(jīng)濟(jì)方便的極大優(yōu)點(diǎn)區(qū)別于其它擋水建筑物類型，從而得以在水利事業(yè)上廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上已建成高于 15m的大壩中土石壩占比 82.7%，其中中國(guó)占比 58.3%，見圖 1-1 及 2-2。與此同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，由于自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，土石壩在長(zhǎng)期的使用中各種問題日益突顯，此中最嚴(yán)重的就是土石壩滲漏的問題[3-4]。國(guó)內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料表明，其中近 40%的事故是由滲流破壞引發(fā)的，更嚴(yán)重者，甚至導(dǎo)致垮壩[5]。如青海恰卜恰河上的溝后混凝土面板砂卵石壩因滲透破壞導(dǎo)致 300 多人死亡，損失慘重[6]。美國(guó)的Teton大壩因滲透破壞導(dǎo)致潰壩，淹沒 4 萬多公頃的農(nóng)田，致 14 人死亡，約兩萬五千人無家可歸，損失美金高達(dá)四億，令人警醒[7]。滲漏問題的存在威脅著土石壩的安全穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)水庫(kù)的效益的發(fā)揮產(chǎn)生影響，更會(huì)對(duì)到下游人民的生命安全以及財(cái)產(chǎn)造成極大威脅[8]。因此，預(yù)防土石壩的滲漏問題顯得尤為重要。

庫(kù) 98460 座，水庫(kù)總庫(kù)容 8967 億m3。其中：大型水庫(kù) 720 座，中型水庫(kù) 3890座[1]。土石壩因其易選材、造價(jià)低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及施工管理簡(jiǎn)便等特點(diǎn)[2]，使得其以經(jīng)濟(jì)方便的極大優(yōu)點(diǎn)區(qū)別于其它擋水建筑物類型，從而得以在水利事業(yè)上廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上已建成高于 15m的大壩中土石壩占比 82.7%，其中中國(guó)占比 58.3%，見圖 1-1 及 2-2。與此同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，由于自身的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，，土石壩在長(zhǎng)期的使用中各種問題日益突顯，此中最嚴(yán)重的就是土石壩滲漏的問題[3-4]。國(guó)內(nèi)外的統(tǒng)計(jì)資料表明，其中近 40%的事故是由滲流破壞引發(fā)的，更嚴(yán)重者，甚至導(dǎo)致垮壩[5]。如青海恰卜恰河上的溝后混凝土面板砂卵石壩因滲透破壞導(dǎo)致 300 多人死亡，損失慘重[6]。美國(guó)的Teton大壩因滲透破壞導(dǎo)致潰壩，淹沒 4 萬多公頃的農(nóng)田，致 14 人死亡，約兩萬五千人無家可歸，損失美金高達(dá)四億，令人警醒[7]。滲漏問題的存在威脅著土石壩的安全穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)水庫(kù)的效益的發(fā)揮產(chǎn)生影響，更會(huì)對(duì)到下游人民的生命安全以及財(cái)產(chǎn)造成極大威脅[8]。因此，預(yù)防土石壩的滲漏問題顯得尤為重要。
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TV223.4

【參考文獻(xiàn)】

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2 景來紅;段世超;楊順群;;滲流反演分析在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2007年S2期

3 唐正州;段斌;何江達(dá);符文熹;楊興國(guó);;大崗山水電站廠壩區(qū)三維天然滲流場(chǎng)反演分析[J];四川水利;2007年01期

4 劉海寧;王俊梅;王思敬;劉漢東;胡波;;黃河下游堤防非飽和土邊坡滲流分析[J];巖土力學(xué);2006年10期

5 舒鴻霄;魯龍;;大野口水庫(kù)大壩繞壩滲漏處理方案淺析[J];水利建設(shè)與管理;2006年02期

6 李江海;橫泉水庫(kù)左岸古河道繞壩滲漏分析[J];山西水利科技;2005年04期

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本文編號(hào)：2619663