天开水库渗漏分析研究

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1、天开水库渗漏分析研究(申请清华大学工程硕士学位论文)培养单位：水利水电工程系学科：岩土工程研究生：吴广平指导教师：刘晓丽副教授联合指导教师:汪德云教高二○一五年十一月TheresearchontheleakageanalysisofTiankaireservoirThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringbyWuGuangping(HydraulicEngineering)ThesisSupervisor:A

2、ssociateProfessorLiuXiaoliAssociateSupervisor:SeniorEngineerWangDeyunNov,2015摘要天开水库于1959年动工，1960年修建完成，因天开水库库区及主、副坝地基存在岩溶渗漏问题，工程建成后水库一直未能成功蓄水，大坝只起到短期拦蓄洪水的作用。为了能保留天开水库大坝的原设计功能，使天开水库成功蓄水，现急需对天开水库的岩溶渗漏进行分析、评价和计算，用以指导后续的防渗处理方案。本文以天开水库工程的实际工况为研究平台，对库区渗漏量进行分析评价并计算，同时对水库防渗处理方案进行对比，提出最佳防渗方案。研究成果主要

3、有以下几个方面：(1)利用地震面波勘探法查明了古河道，自然电场法和高密度电法圈定了库区存在的主要渗漏区和集中渗漏点，查明了岩溶渗漏通道。在集中渗漏点采用连通试验进行验证，验证结果显示圈定的渗漏通道是准确的。(2)在库区圈定的渗漏点位置进行地质钻探，揭露了库区岩体完整性、渗透性和节理裂隙空间产状和岩溶裂隙充填物颗粒组成。同时在钻孔内进行了孔内电视和孔内声波测试，查明了岩层中溶蚀裂隙发育程度，并用三点求产状的方法求出了裂隙及构造带产状，判断出构造裂隙的方向与渗漏通道方向一致，指向库水渗漏方向。(3)在“7.21”的21天时间段内，利用观测资料计算得出：整个库区渗漏量为3311

4、0.1万m。利用求布依等公式计算得出：库区岩溶通道渗漏量79.08万m；古河333道渗漏17.63万m；主坝坝基渗漏0.64万m；总渗漏量为97.35万m。库水经古河道和岩溶通道的总渗漏量约占整个库区渗漏量的88.4%。(4)通过对渗漏量的计算和渗漏机理分析，认为库水大部分经主坝、副坝下的古河道和岩溶通道向下游渗漏，其它小部分的渗漏可能是库水经岩溶裂隙向库区更深部的渗漏，另外部分库水可能沿库区东南的溢洪道位置的岩溶向库区下游渗漏。(5)通过对局部水平防渗、整体水平防渗、垂直防渗三种防渗处理方案进行对比三个方案对比，判定局部水平防渗造价最低，而且防渗效果也较好。本文的研究成

5、果可以为天开水库后续工程建设起到科学的指导作用，同时本文关于岩溶渗漏的分析理论和方法可以为今后其他北方地区的岩溶水库建设提供一定借鉴和参考意义，同时本论文也积累了关于岩溶勘察的成功经验，可以为勘察综合技术的广泛应用起到一定推广作用。关键词：渗漏分析；渗漏量计算；古河道；岩溶渗漏通道；地球物理勘探IAbstractTiankaireservoirstartedin1959,wasbuiltin1960.Becausethekarstleakageproblemofthereservoirandmainandauxiliarydamfoundation,thereservoi

6、rhasnotbeensuccessfultoretainwater.Andthedamonlyhasplayedtheroleofshort-termflood.Inordertopreservetheoriginaldesignfunctionofthedam,tomakeTiankaireservoircanbesuccessfultoretainwater,theauthorisurgenttocarryouttheanalysis,evaluationandcalculationofthekarstleakageinthereservoir,andthecalc

7、ulationresultscanguidethelateranti-seepageprocessingscheme.BasedontheactualoperatingconditionsofTiankaireservoirproject,thepaperanalyzestheseepagestabilityofthemainandauxiliarydamofreservoir,analyzesandevaluatesthecalculationofreservoirleakage,andcontraststhereservo