天荒坪電站輸水系統(tǒng)區(qū)域斷層對輸水系統(tǒng)影響研究.pdf

1、針對目前天荒坪抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)區(qū)域存在多處集中漏水點（主要與斷層、巖脈等相關(guān)）問題，即輸水系統(tǒng)區(qū)域集中滲流問題，采用輸水系統(tǒng)區(qū)域流固熱耦合作用分析、地質(zhì)雷達現(xiàn)場探測與圍巖水力劈裂分析等手段，來研究輸水系統(tǒng)區(qū)域各斷層對輸水系統(tǒng)的影響，確定這些集中滲漏通道，繼而預(yù)測評價輸水系統(tǒng)區(qū)域圍巖體在長期高水頭作用下潛在的滲透穩(wěn)定性和危害性。主要研究內(nèi)容如下:
　　1)輸水系統(tǒng)區(qū)域水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件及相關(guān)參數(shù)的收集與分析
　　收集分

2、析輸水系統(tǒng)區(qū)域水文地質(zhì)、工程地質(zhì)分區(qū)及其相關(guān)參數(shù)的研究成果，掌握主要斷層、巖脈和裂隙組的產(chǎn)狀性質(zhì)，特別注重各個與輸水系統(tǒng)相交切的斷層滲透特性及連通延伸特性、節(jié)理裂隙發(fā)育分區(qū)及滲透特性。收集分析輸水系統(tǒng)區(qū)域各階段的灌漿補強、堵頭延長等工程位置及范圍。
　　2)輸水系統(tǒng)區(qū)域流固熱耦合作用分析
　　針對天荒坪抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)，在有關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，首先建立了一組多孔巖體介質(zhì)瞬態(tài)的流、固、熱三場全耦合方程組（其中包括固體變形、能量

3、傳輸、流體流動三個相互耦合的過程，多物理場之間的交叉耦合還包括材料性質(zhì)與獨立變量之間的耦合關(guān)系），然后利用COMSOL軟件（基于偏微分方程組的多物理過程模擬工具）作為平臺，成功求解了這一全耦合偏微分方程組，得到了天荒坪抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)區(qū)域流固熱耦合場。
　　3)應(yīng)用地質(zhì)雷達探測輸水系統(tǒng)區(qū)域集中滲漏部位
　　在華東院地質(zhì)勘測資料和河海大學(xué)滲漏薄弱部位探測資料等基礎(chǔ)上，應(yīng)用地質(zhì)雷達探測手段，在探洞、施工支洞等洞壁滲水點部位布

4、設(shè)測點，探測輸水系統(tǒng)區(qū)域富水?dāng)鄬雍凸?jié)理帶，初步確定了各洞壁滲水點的淺層集中滲漏通道，為下一步集中滲漏通道的反演分析提供基礎(chǔ)。
　　4)高水頭作用下輸水隧洞圍巖水力劈裂分析
　　針對水力劈裂分析研究的不足，根據(jù)斷裂力學(xué)原理重點研究了以下問題:①地下洞室圍巖區(qū)各種類型裂隙的(I)型應(yīng)力強度因子計算方法、復(fù)合型裂紋發(fā)生水力劈裂理論判據(jù);②壓剪斷裂的力學(xué)機理，有水壓力作用的壓剪斷裂應(yīng)力強度因子的計算及其判據(jù);③將以上理論應(yīng)用于天荒坪