临近水库的隧洞二维渗流场解析解及工程应用研究

作     者：张兵海 崔炜 张石磊 杜三林 邓检强 刘毅 朱银邦 ZHANG Binghai;CUI Wei;ZHANG Shilei;DU Sanlin;DENG Jianqiang;LIU Yi;ZHU Yinbang

作者机构：中国水利水电科学研究院北京100038 内蒙古引绰济辽供水有限责任公司内蒙古乌兰浩特137400 华能西藏水电安全工程技术研究中心西藏林芝860000 

出 版 物：《水利水电技术（中英文）》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2023年第54卷第3期

页      面：126-134页

学科分类：08[工学] 080103[工学-流体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：流域水循环模拟与调控国家重点实验室重点项目(HTGE0146B012022SS221) 中国华能研究项目(HNKJ19-H13)。 

主　　题：隧洞 渗流场 解析解 镜像法 

摘      要：水库水头对邻近隧洞地下水渗流的影响较大,威胁到隧洞的运行安全。【目的】为保障邻近水库的隧洞工程的安全,【方法】应用镜像法,通过权重分配考虑水库水头边界及远场水头边界双重影响,推导渗流场解析解,并建立有限元模型进行对比验证。【结果】结果显示,解析解所计算的渗流场水头函数精度满足工程计算要求,可为衬砌结构的初步设计提供理论依据。【结论】基于解析解的参数分析表明:隧洞衬砌外水压力随着隧洞与水库距离增大而减小,其关系曲线呈非线性,隧洞与水库距离越大曲线越平缓,洞线选择时宜尽量选取曲线相对平缓的区间;灌浆可有效减小衬砌外水压力,但随着灌浆质量及灌浆厚度的提升,其对衬砌外水压力的影响逐渐减小;相对而言,灌浆质量对减小衬砌外水压力的作用更为突出,当衬砌外水压力过大时,宜优先选择提高灌浆质量。