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

1、針對(duì)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(diǎn)（主要與斷層、巖脈等相關(guān)）問(wèn)題，即輸水系統(tǒng)區(qū)域集中滲流問(wèn)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(dá)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)與圍巖水力劈裂分析等手段，來(lái)研究輸水系統(tǒng)區(qū)域各斷層對(duì)輸水系統(tǒng)的影響，確定這些集中滲漏通道，繼而預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)輸水系統(tǒng)區(qū)域圍巖體在長(zhǎng)期高水頭作用下潛在的滲透穩(wěn)定性和危害性。主要研究?jī)?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(gè)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(bǔ)強(qiáng)、堵頭延長(zhǎng)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(duì)天荒坪抽水蓄能電站輸水系統(tǒng)，在有關(guān)文獻(xiàn)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(chǎng)全耦合方程組（其中包括固體變形、能量

3、傳輸、流體流動(dòng)三個(gè)相互耦合的過(guò)程，多物理場(chǎng)之間的交叉耦合還包括材料性質(zhì)與獨(dú)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(guò)程模擬工具）作為平臺(tái)，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(chǎng)。
　　3)應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)輸水系統(tǒng)區(qū)域集中滲漏部位
　　在華東院地質(zhì)勘測(cè)資料和河海大學(xué)滲漏薄弱部位探測(cè)資料等基礎(chǔ)上，應(yīng)用地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)手段，在探洞、施工支洞等洞壁滲水點(diǎn)部位布

4、設(shè)測(cè)點(diǎn)，探測(cè)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(diǎn)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(duì)水力劈裂分析研究的不足，根據(jù)斷裂力學(xué)原理重點(diǎn)研究了以下問(wèn)題:①地下洞室圍巖區(qū)各種類(lèi)型裂隙的(I)型應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)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(jī)理，有水壓力作用的壓剪斷裂應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算及其判據(jù);③將以上理論應(yīng)用于天荒坪