大渡河沙灣水電站工程廠房深基坑滲流計算及防滲處理措施研究.pdf

1、目前，越來越多的水利水電工程不可避免地位于河床覆蓋層上，有的工程覆蓋層深達數(shù)百米。覆蓋層為分布于地表的未經(jīng)膠結(jié)成巖的形成于第四紀的各種松散狀態(tài)的堆(沉)積物，它的物質(zhì)組成及其物理力學指標在空間分布上變化較大，常常給工程帶來滲透穩(wěn)定、基礎沉降不均或沉降變形過大等工程問題。因勘察試驗手段和理論分析方法上的局限性，我們對覆蓋層的工程特性的亍解還是片面的，工程經(jīng)驗在解決工程問題中起著重要作用。 本文緊緊圍繞廠房深基坑開挖及其穩(wěn)定的關鍵技

2、術問題，在分析掌握工程前期有關資料基礎上，結(jié)合圍堰防滲墻施工情況，對圍堰堰體進行滲流穩(wěn)定計算分析和綜合研究，提出了基坑在開挖至各高程、當防滲墻施工正常及因施工缺陷等因素情況下防滲墻滲透特性不同時的滲流場各相關要素的變化規(guī)律，以及工程上應采取的措施建議。 本文主要研究問題和成果如下： (1)大渡河沙灣水電站廠房位于河床右側(cè)深河槽范圍內(nèi)，河床覆蓋層深度達近70m，除具有典型的深厚覆蓋層的工程特征外，工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件十分

3、復雜；因廠房建基面高程很低，在河床覆蓋層內(nèi)開挖并形成了深達66m、截水面積約72000m<'2>，平面面積在圍堰塑性混凝土防滲墻范圍內(nèi)達近20萬m<'2>的又深又大的基坑(廠房深基坑)，且需經(jīng)過2個汛期洪水的考驗，工作條件復雜。目前，類似問題在國內(nèi)實屬罕見。廠房深基坑開挖及施工過程中，圍堰防滲措施的可靠性和邊坡穩(wěn)定特別是滲透穩(wěn)定問題十分突出，是沙灣電站工程的關鍵技術問題之一，它關系到工程能否安全有序按計劃建成。 (2)本工程河床

4、覆蓋層深厚，地質(zhì)條件復雜，防滲墻最深達78m，為保證質(zhì)量，對施工工藝要求較高。本文結(jié)合工程的具體情況，建立了防滲墻因施工缺陷等原因而開叉時的滲流計算模式，該計算模式考慮了防滲墻開叉時墻厚沿深度方向變薄、滲透性能沿深度方向增大的實際情況。計算表明：防滲體開叉時，堰體滲透特性將發(fā)生變化，防滲墻阻水防滲作用減弱明顯，出逸坡降約為0.5～0.8，大于允許坡降允許值；滲流量均比防滲體未開叉時大約為2至5倍(k=10<'-4>cm／s)。采用開裂模

5、式計算了防滲體不同部位開裂時的滲流情況，得出了防滲體下部開裂時其滲透穩(wěn)定性比上部開裂時要好的結(jié)論。 (3)對廠房不同建基面高程即基坑開挖至352m、360m和368m高程等三種方案的滲流特性進行了計算分析和比較，得出了368m高程方案比360m或352m方案為好，360m高程方案需要保護處理的范圍較352m高程方案簡單或方便，368m高程方案最佳，360m方案可行，352m高程方案處理難度較大的結(jié)論，對廠房建基面高程方案通過綜合

6、比較選擇具有重要指導意義。 (4)模擬施工開挖程序并考慮防滲墻施工質(zhì)量等因素的影響，防滲墻滲透系數(shù)K取10<'-6>cm／s，10<'-5>cm／s和10<'-4>～cm／s等不同值時，進行滲流敏感性計算分析，包括其對浸潤線、滲透量及滲透坡降等的影響，當K=10<'-5>cm／s和K=10<'-4>cm／s時，浸潤線分布、滲透流量及滲透坡降等滲流參數(shù)基本相近，而K=10<'-4>cm／s時，其分布和前兩者的差別較為明顯。K=10

7、<'-4>cm／s時，基坑開挖至高程368m以上時，坡面沒有出逸點，出逸邊界(淹沒)坡降值最大約0.269(K=10<'-4>cm／s)，比允許值的0.25稍大，基本滿足要求，而360m和352m方案在K=10<'-6>cm／s時在背水坡面上仍有出逸，其坡降值為0.60左右，需采取工程措施，但360m高程方案出逸邊界范圍相對較小。通過滲流敏感性計算分析表明：廠房建基面高程擬定為368m左右是切實可行的，考慮到廠房建基面高程為360m左右