周志芳 沈 琪 石安池 莊 超 陳 朦 李鳴威

(①河海大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 南京 211100， 中國) (②華東勘測設(shè)計研究院， 杭州 311122， 中國)

0 引 言

白鶴灘水電工程位于金沙江下游河段(攀枝花至宜賓)，壩區(qū)地勢北高南低，地質(zhì)條件復(fù)雜。壩區(qū)玄武巖各巖層之間發(fā)育凝灰?guī)r夾層，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下形成了緩傾角、貫穿性層間錯動帶(Chen et al.，2018)。這些錯動帶的滲透特性是白鶴灘水電站尤為關(guān)注的重點(diǎn)問題之一，是構(gòu)成工程整體和局部穩(wěn)定安全的重要控制因素。

錯動帶是一類具有很強(qiáng)非均質(zhì)性的構(gòu)造(Faulkner et al.，2003)，內(nèi)部充填物可劃分為夾泥、巖屑夾泥、碎粒和巖塊4種類型(Zhou et al.，2018)，在構(gòu)造作用下由斷層巖石中相對狹窄區(qū)域內(nèi)的剪切作用而形成(Wibberley et al.，2008; 高平等， 2019)。孟祥瑞等(2018)對層間錯動帶巖體的剪切特性進(jìn)行了研究，指出含水率對錯動帶內(nèi)泥化夾層材料抗剪強(qiáng)度有著顯著影響。朱凌等(2018)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行動三軸試驗研究，試驗表明地震可能導(dǎo)致錯動帶發(fā)生液化。國內(nèi)學(xué)者對白鶴灘水電站錯動帶進(jìn)行了較多的研究，徐鼎平等(2012)對層間材料和土/巖接觸面的剪切力學(xué)特性進(jìn)行了研究，指出了錯動帶強(qiáng)烈的不均勻性，并通過剪切試驗和數(shù)值模擬的方法分析了錯動帶對地下廠房穩(wěn)定性的影響(Xu et al.，2012， 2013， 2015)； 孟國濤等(2016)針對白鶴灘地下洞室群不同部位的典型圍巖變形破壞機(jī)制進(jìn)行分析，指出需要設(shè)計混凝土置換洞與系統(tǒng)支護(hù)相結(jié)合的錨固區(qū)，從而控制層間帶的錯動變形； Zhou et al.(2018)建立了層間錯動帶二維概化模型，進(jìn)行數(shù)值模擬分析錯動帶分段滲透系數(shù)分布規(guī)律，并給出了大尺度條件下C2、C3層間錯動帶滲透系數(shù)建議取值； 李韜等(2018)利用離散元軟件建立左岸邊坡開挖分析模型，分析指出邊坡坡內(nèi)發(fā)育的軟弱結(jié)構(gòu)面是控制左岸巖質(zhì)邊坡變形的主導(dǎo)因素； 程普等(2018)評價了左岸廠區(qū)截滲洞與帷幕灌漿截斷滲漏通道的效果，指出雖然滲流控制措施能夠較好地截斷滲漏通道，但是排水孔揭穿C2位置處滲透比降仍然較大。

以上研究表明，白鶴灘壩區(qū)內(nèi)發(fā)育的錯動帶各向異性十分明顯，且透水性好，是主要的滲漏通道，對工程滲流穩(wěn)定影響較大。白鶴灘水電站水庫正常蓄水位為825im，金沙江水位590im，建成蓄水后上下游水頭差可達(dá)235im。由于大壩上下游存在較大的水頭差，斷層、錯動帶等透水性較好的結(jié)構(gòu)面貫穿整個壩區(qū)，在防滲帷幕和排水孔等阻水排水結(jié)構(gòu)的共同作用下，整個廠壩區(qū)的滲流場更加復(fù)雜。因此，很有必要在一個較大的尺度上計算研究錯動帶對工程區(qū)滲流場造成的影響。

本文通過建立左岸三維有限元精細(xì)模型，以三維滲流理論為基礎(chǔ)編寫有限元計算程序，采用Zheng et al.(2005)建立的Signorini型變分不等式方法和改進(jìn)的自適應(yīng)罰Heaviside函數(shù)(陳益峰等， 2007)計算得到滲流自由面分布。針對山體內(nèi)部定水頭邊界條件較難取值的問題，選擇了5個典型勘察剖面來確定三維模型邊界處的地下水位，再通過數(shù)值擬合的方法得到整個模型山體邊界處的定水頭值分布。研究了運(yùn)行期白鶴灘電站左岸滲流場的變化規(guī)律和水力梯度場的分布，并對左岸地下廠區(qū)影響最大的C2錯動帶進(jìn)行滲流場分析，評價錯動帶內(nèi)滲透破壞的可能性。在施工設(shè)計圖基礎(chǔ)上對防治措施進(jìn)行模擬計算，分析了置換洞和加強(qiáng)帷幕的防滲阻水效果。

1 三維有限元計算模型

1.1 三維穩(wěn)定流數(shù)學(xué)模型

三維穩(wěn)定流控制方程和邊界條件如下：

有限元離散后，求解滲流場的線性方程組為：

[G][H]=[F]

(2)

式中，[H]為水頭矩陣；[F]為已知的右端項；[G]為總導(dǎo)水矩陣(傳導(dǎo)矩陣)。

滲流自由面求解的方法有：初流量法(張有天等， 1988)、剩余流量法(Desai et al.， 1983)、截止負(fù)壓法(張乾飛等， 2005)、壓力擴(kuò)展法(吉恩躍等， 2018)等，本次研究采用Signorini變分不等式方法求解(陳益峰等， 2007)，與上述方法相比較，它可以更準(zhǔn)確地求出溢出點(diǎn)，使得數(shù)值計算更加穩(wěn)定。

1.2 模型精細(xì)剖分

白鶴灘水電工程主要由混凝土雙曲拱壩、二道壩及水墊塘、泄洪洞、引水發(fā)電系統(tǒng)等建筑物組成。白鶴灘雙曲拱壩壩頂設(shè)計高程834im，頂寬13im，最大底寬72im，上游正常蓄水位825im，壩高289im，建基面最低高程545im。選取大壩上游左岸一點(diǎn)(27°12′51.00″N， 102°54′09.00″E)作為坐標(biāo)原點(diǎn)，取x軸指向正東，y軸指向正北，z軸垂直指向上的坐標(biāo)系作為計算坐標(biāo)系。

根據(jù)壩區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、水工建筑物布置方案，C2、C3層間錯動帶僅在左岸位置對地下廠房產(chǎn)生直接影響，因此選擇左岸作為研究區(qū)。對三維有限元模型計算區(qū)域概化如下：上游邊界取至導(dǎo)流洞洞口，距大壩900im； 下游邊界取至3號交通洞洞口，距大壩1700im； 上下游邊界順河流向長度為2600im； 左岸邊界取至距河流軸線1600im處山體內(nèi)； 地表面作為上側(cè)邊界； 下側(cè)邊界取至大壩壩體主防滲帷幕底線高程440im以下140im處的相對隔水層位置(高程300im)。

左岸有限元模型采用空間八節(jié)點(diǎn)六面體進(jìn)行離散，根據(jù)巖體和結(jié)構(gòu)面滲透性分區(qū)，將研究區(qū)地層劃分了12層，剖分成330i925個節(jié)點(diǎn)和1i887i036個單元，三維有限元模型及剖分見圖 1。左岸模型考慮的主要結(jié)構(gòu)面包括LS331、LS337層內(nèi)錯動帶，C2、C3、C3-1層間錯動帶，F(xiàn)13、F17斷層等(圖 2)。模型還考慮了左岸地下廠區(qū)的水工建筑以及相應(yīng)的防滲排水系統(tǒng)，其中地下廠區(qū)引水發(fā)電系統(tǒng)包括8條引水管、主廠房、主變洞、尾水調(diào)壓室和4條尾水隧洞； 防滲排水系統(tǒng)包括抗力體排水洞和廠壩區(qū)的防滲帷幕、排水廊道，各結(jié)構(gòu)布置如圖 3所示。

圖 1 左岸三維有限元模型剖分圖Fig. 1 3D finite element model of the left bank

圖 2 左岸模型主要結(jié)構(gòu)面空間示意圖Fig. 2 Main structural planes in the left bank model

圖 3 左岸模型地下廠區(qū)水工建筑與防滲排水系統(tǒng)布置圖Fig. 3 Constructions and seepage control system of the underground powerhouse

1.3 滲透參數(shù)的確定

巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面通常成組發(fā)育，滲透性表現(xiàn)為明顯的各向異性，需要用滲透張量K表征。若取直角坐標(biāo)系的3個軸Ox、Oy、Oz分別為正北、正東和鉛直方向，則巖體滲透張量可以根據(jù)裂隙面法向單位矢與坐標(biāo)軸的夾角余弦和裂隙面產(chǎn)狀(傾向β、傾角γ)來確定(周志芳， 2007)。

(3)

式中，K為巖體的滲透張量；Kei為裂隙組的當(dāng)量滲透系數(shù)；i為第i組裂隙的編號；n為巖體中裂隙發(fā)育的總組數(shù)；βi為第i組裂隙的傾向；γi為第i組裂隙的傾角。

根據(jù)地勘資料和現(xiàn)場試驗成果確定模型內(nèi)各地層與防滲排水結(jié)構(gòu)的滲透參數(shù)。其中，各巖層、大壩混凝土和防滲帷幕為各向同性，滲透張量只取主軸方向。一般情況下，水泥灌漿形成的防滲帷幕滲透系數(shù)可以達(dá)到1.00×10-5cm·s-1，超細(xì)水泥或化學(xué)灌漿可以達(dá)到1.00×10-7cm·s-1?？紤]到巖體本身滲透性較小(表 1)，另外大型水利工程對防滲帷幕灌漿質(zhì)量要求高，故選擇防滲帷幕滲透系數(shù)為1.00×10-7cm·s-1。錯動帶與斷層為各向異性，根據(jù)結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀計算得到滲透張量的值。模型材料分區(qū)與滲透張量取值如表 1所示。

1.4 邊界條件確定

三維模型的穩(wěn)定滲流計算需要確定以下3種邊界條件：

(1)隔水邊界：上游邊界和下游邊界定為零流量隔水邊界； 底部邊界為隔水層底板，也作為隔水邊界； 引水隧洞垂直段、下平段和尾水隧洞作為隔水邊界。

(2)潛在溢出面(Signorini型)邊界：廠區(qū)內(nèi)主廠房、主變洞和尾水調(diào)壓室，以及除最底層排水廊道外的其他排水廊道作為潛在溢出面邊界。

(3)定水頭邊界：拱壩上游庫水淹沒區(qū)、上游蓄水位以下的表面節(jié)點(diǎn)作為定水頭邊界，水頭為正常蓄水位825im； 拱壩下游河道、水墊塘、二道壩等在正常水位以下的表面節(jié)點(diǎn)作為定水頭邊界，水頭為正常未蓄水水位(下游水墊塘水位)590im； 廠區(qū)、壩基和抗力體最底層排水廊道取定水頭邊界，水頭值為該層排水廊道底部高程。

左岸山體邊界擬作為定水頭邊界，然而此邊界位于山體內(nèi)部，沒有長觀孔的監(jiān)測資料來確定該邊界處的地下水位，可以通過5個勘察斷面已有的水位資料分別計算得到該斷面山體邊界處的水頭。此外，受蓄水后上游庫水補(bǔ)給地下水和地下廠區(qū)防滲排水系統(tǒng)的排水影響，在給左岸山體定水頭邊界賦值時，不宜簡單地賦一個定水頭平均值。先利用長觀孔的水位資料代入回水公式確定分水嶺處的地下水位，再將選取的勘察線剖面作為典型剖面，利用COMSOL軟件進(jìn)行二維數(shù)值模擬，得到各勘察線所對應(yīng)的三維模型邊界處的地下水位，再利用MATLAB軟件將各點(diǎn)擬合，得到左岸山體邊界處地下水位分布情況。

根據(jù)現(xiàn)有資料，左岸地表分水嶺為位于金沙江以西約5ikm的依果梁子。不考慮降雨入滲的影響，以庫岸處金沙江水位590im的點(diǎn)為基點(diǎn)，選擇5個勘察斷面與該斷面上長觀孔的地下水位作為各已知點(diǎn)，求出分水嶺處的地下水位值。勘察線位置示意圖與計算結(jié)果如圖 4所示。

表 1 左岸滲透系數(shù)分區(qū)取值表Table 1 Values of seepage coefficient of the left bank

圖 4 左岸勘察線分布示意圖Fig. 4 Survey lines in the left bank

表 2 左岸代表斷面山體邊界處地下水位匯總表Table 2 Calculated values of the groundwater level in mountain boundary

根據(jù)各鉆孔地下水位計算出來的左岸分水嶺處地下水位值大致在1500im與1600im之間，取平均值1575im作為分水嶺處定水頭邊界值。選取模型上、下游邊界斷面、勘IX3斷面、勘I1斷面和勘I3斷面作為典型斷面，利用COMSOL軟件建立二維有限元模型，計算蓄水前后該斷面的滲流場。最終得到各斷面在山體邊界處的地下水位，匯總?cè)绫?2所示。

將表2中與上游斷面的距離作為Y軸，各斷面山體邊界處的地下水位作為Z軸，在MATLAB中采用分段3次Hermite插值多項式(PCHIP)方法進(jìn)行擬合，得到左岸山體邊界處地下水位，如圖 5所示。

圖 5 左岸山體邊界地下水位Fig. 5 Groundwater level of the left mountain boundary

從圖 5中可以看出，左岸山體邊界水位在700im至900im之間。水庫蓄水后上游受庫岸一側(cè)水位抬升，邊界處水位增加，較未蓄水前水位增加約20im。廠區(qū)位置處受施工期降水的影響，邊界處水位較低，與蓄水后邊界水位相比最大可降約140im。將此地下水位分布作為定水頭條件邊界帶入三維模型中計算。

2 滲透破壞預(yù)測

水庫蓄水后，排水系統(tǒng)發(fā)揮降水作用，上游庫水補(bǔ)給地下廠區(qū)，可能導(dǎo)致穿過廠區(qū)的錯動帶內(nèi)部分區(qū)域水力梯度較大。較大的水力梯度是造成滲流破壞的原因之一(Chu-Agor et al.，2008)，可以結(jié)合現(xiàn)場高壓壓水試驗數(shù)據(jù)，確定錯動帶的容許水力梯度作為判斷是否發(fā)生滲透破壞變形的標(biāo)準(zhǔn)，并對現(xiàn)有滲控措施進(jìn)行評價。

2.1 容許水力梯度確定

滲流場中水力梯度變化大的區(qū)域可能會出現(xiàn)非線性流狀態(tài)，這一狀態(tài)會直接影響巖體的滲透破壞參數(shù)取值，錯動帶廣義非線性流Forchheimer方程為：

J=av+bvm

(4)

其中，J為錯動帶水力梯度；v為滲透速度；m為非線性參數(shù)；a、b為非線性流滲透參數(shù)；a=1/K，K為錯動帶線性流(Darcy流)情況下的滲透系數(shù)。

在C2錯動帶進(jìn)行現(xiàn)場試驗的鉆孔為CZK51，該孔完成了微水試驗和低水頭注水試驗，得到C2錯動帶線性流情況下的平均滲透系數(shù)值為6.53×10-2cm·s-1，則非線性滲透參數(shù)a的取值為15.31is·cm-1。

在完整井流條件下，由方程(4)得：

(5)

式中，M為錯動帶透水介質(zhì)厚度；Q為壓(注)水試驗時壓水穩(wěn)定流量；r為以試驗孔軸心為原點(diǎn)的徑向距離；H為以試驗孔軸心為原點(diǎn)、半徑為r處的水頭。

由式(5)方程積分后可以求得b：

(6)

根據(jù)現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)帶入式(6)計算得到非線性系數(shù)b，結(jié)果如表 3所示(周志芳等， 2020)。

表 3 C2錯動帶非線性系數(shù)b計算表(m=0.5)Table 3 Calculation results of non-linear coefficient b of the interlayer staggered zone C2 (m=0.5)

圖 6 C2錯動帶水力梯度隨流速變化曲線Fig. 6 Variation curve of hydraulic gradient with flow velocity in the interlayer staggered zone C2

根據(jù)上表求得C2錯動帶非線性系數(shù)b統(tǒng)計平均值為3.49×102is2·cm-2。將非線性參數(shù)a和b代入式(5)中，可以得到C2錯動帶水力梯度隨地下水流速的變化關(guān)系曲線(圖 6)。可以看出，在試驗階段錯動帶的水力梯度隨地下水流速的變化呈明顯的非線性關(guān)系，當(dāng)流速為1×10-3cm·s-1時觀測孔CZK51-1發(fā)生破壞，此時的J為11.07，即為C2錯動帶的破壞水力梯度。臨界水力梯度或破壞水力梯度除以安全系數(shù)(2～3倍)可以確定容許水力梯度(彭土標(biāo)， 2011)，已知破壞水力梯度情況下安全系數(shù)取大值，因此C2錯動帶的容許水力梯度為3.69，臨界水力梯度為7.38。

2.2 現(xiàn)有滲控措施評價

運(yùn)行期地下廠區(qū)剖面等水頭線分布如圖 7所示。靠近庫岸一側(cè)滲流自由面經(jīng)過防滲帷幕后受排水廊道的排水作用后急劇下降，在主廠房邊墻底部溢出； 山體一側(cè)自由面穿過尾水調(diào)壓室后降至主廠房邊墻底部溢出； 主變洞在自由面之上，不會發(fā)生滲流溢出。由于層間錯動帶滲透系數(shù)大于周圍巖體，且垂向隔水、水平向?qū)?，可以明顯看出滲流自由面在結(jié)構(gòu)面相交處發(fā)生起伏和彎折。在防滲灌漿帷幕和圍繞廠區(qū)的7層排水廊道前阻水后排水作用下，壩區(qū)流向廠區(qū)的地下水滲流自由面逐漸降低，特別是在防滲帷幕后自由面有顯著的降低。這是因為防滲帷幕滲透系數(shù)遠(yuǎn)小于C2錯動帶與C3-1錯動帶之間玄武巖體的滲透系數(shù)，防滲帷幕對降低地下水位起主導(dǎo)作用。滲流自由面在帷幕后進(jìn)一步降低，說明排水系統(tǒng)發(fā)揮了作用，但由于該處巖體滲透系數(shù)較大，排水系統(tǒng)降水能力低于防滲帷幕阻水能力。防滲帷幕底部等水頭線密集，與其相交的一段C2錯動帶內(nèi)水力梯度較大。測得圖中帷幕左側(cè)錯動帶內(nèi)最大水力梯度為6.72，超過了容許水力梯度，可能會發(fā)生滲透變形，而右側(cè)水力梯度較小，為0.42。

圖 7 地下廠區(qū)剖面等水頭線圖Fig. 7 Result of the water head isolines of the section of the underground powerhouse

圖 8 左岸C2錯動帶剖面等水頭線圖Fig. 8 Result of the water head isolines of the section of the interlayer staggered zone C2

由圖 7可以看出C2錯動帶部分區(qū)域等水頭線密集，水力梯度較大，有滲透破壞發(fā)生的可能性，故選取C2錯動帶作為特定結(jié)構(gòu)面進(jìn)行分析，水庫正常運(yùn)行工況下左岸C2層間錯動帶剖面滲流場分布如圖 8所示?？梢钥闯觯瑵B流自由面位于主變洞之下，在主廠房底部和尾水調(diào)壓室周圍溢出。在防滲帷幕和廠區(qū)排水廊道共同作用下，防滲帷幕的廠房一側(cè)等水頭線密集，地下水位明顯下降，說明防滲排水系統(tǒng)效果良好，帷幕靠廠房一側(cè)水力梯度經(jīng)測得最大可達(dá)6.91，需要采取一定措施防止因水力梯度過大而發(fā)生滲透變形。

3 防治措施模擬

截滲洞和截滲井等工程處理措施可以有效提高防滲效果，保證廠房安全穩(wěn)定運(yùn)行(熊平華等， 2017)。在施工設(shè)計圖基礎(chǔ)上對這一防治措施進(jìn)行模擬計算，評價該措施防治效果。

截滲洞與加強(qiáng)帷幕根據(jù)施工通道布置在防滲帷幕靠近庫岸一側(cè)，截滲洞高4.5im，寬4im，垂直穿透C2錯動帶，加強(qiáng)帷幕施工結(jié)束后截滲洞內(nèi)部回填膨脹素混凝土； 加強(qiáng)帷幕設(shè)計深度為10im。首先考慮增加截滲洞后防滲帷幕底部區(qū)域的滲流場情況。

圖 9 增加截滲洞后防滲帷幕底部等水頭線對比圖Fig. 9 Comparisons of equal head line at bottom of anti-seepage curtain after adding cutoff hole

圖 10 設(shè)置10im加強(qiáng)帷幕后防滲帷幕底部等水頭線對比圖Fig. 10 Comparisons of equal head line at bottom of anti-seepage curtain after setting 10im reinforced curtain

圖 11 設(shè)置10im與30im加強(qiáng)帷幕等水頭線對比圖Fig. 11 Comparisons of equal head lines after construction of 10im and 30im reinforced curtains

若只在靠近庫岸一側(cè)設(shè)置截滲洞并完工后對其灌漿封堵防治前后防滲帷幕底部等水頭線分布如圖9所示。可以明顯地看出截滲洞可以進(jìn)一步阻擋水庫一側(cè)來水，截滲洞下方等水頭線密集。靠近庫岸一側(cè)錯動帶內(nèi)水力梯度明顯降低，降至0.31。而位于廠房一側(cè)地下水等水頭線較未設(shè)置截滲洞前稀疏，錯動帶內(nèi)水力梯度明顯降低，降至0.59。設(shè)置截滲洞后可以有效降低錯動帶內(nèi)水力梯度，不易在錯動帶內(nèi)形成滲漏通道，但是截滲洞底部等水頭線較為密集，水力梯度較大，需要進(jìn)一步采取措施防止洞底部發(fā)生滲透變形。

若在截滲洞下方設(shè)置10im加強(qiáng)帷幕，防治前后防滲帷幕底部等水頭線分布如圖10所示?？梢钥闯鼋貪B洞可以進(jìn)一步地阻擋水庫一側(cè)來水，截滲洞與加強(qiáng)帷幕附近等水頭線較上一種情況稀疏。靠近庫岸一側(cè)錯動帶內(nèi)水力梯度為0.38。而位于廠房一側(cè)地下水等水頭線變化不大，水力梯度為0.60。在設(shè)置截滲洞后基礎(chǔ)上增加10im的加強(qiáng)帷幕主要降低截滲洞周圍的水力梯度，而錯動帶內(nèi)水力梯度分布與上一種情況大致相同，不易在錯動帶內(nèi)形成滲漏通道。

將加強(qiáng)帷幕長度加長至30im，討論加長前后等水頭線分布， 如圖11所示。與10im深的加強(qiáng)帷幕相比，增加至30im深后，靠庫岸一側(cè)等水頭線更加稀疏，且阻水效果更加明顯，錯動帶內(nèi)水力梯度為0.47。帷幕靠廠房一側(cè)等水頭線分布差別不大，錯動帶水力梯度為0.57。該情況下錯動帶內(nèi)水力梯度略有增加，但遠(yuǎn)小于容許水力梯度，不易因水力梯度太大而在錯動帶內(nèi)形成滲流通道，保障廠區(qū)滲流穩(wěn)定。

圖 12 防滲帷幕失效時底部等水頭線對比圖Fig. 12 Comparisons of head line at bottom when impervious curtain fails

討論防滲帷幕灌漿質(zhì)量較差或防滲帷幕局部失效時設(shè)置加強(qiáng)帷幕情況下的滲流場，有無采取防治措施時等水頭線分布如圖12所示。該情況將交界處滲透系數(shù)定為1×10-5cm·s-1進(jìn)行模擬。未采取防治措施時帷幕附近等水頭線較為稀疏，說明可能在錯動帶內(nèi)形成了滲漏通道，而加入截滲洞與加強(qiáng)帷幕后等水頭線變得密集，體現(xiàn)出截滲洞和加強(qiáng)帷幕阻水的作用。兩種情況下廠區(qū)一側(cè)錯動帶水力梯度分別為1.80和2.44； 庫岸一側(cè)錯動帶水力梯度分別為0.74和1.10。模擬得到的水力梯度皆小于容許水力梯度，保障廠區(qū)滲流穩(wěn)定。

4 結(jié) 論

(1)實現(xiàn)了對復(fù)雜地質(zhì)、水文地質(zhì)條件和復(fù)雜建筑物、帷幕、排水系統(tǒng)精細(xì)化模擬，展現(xiàn)了地下廠房、錯動帶、帷幕、排水系統(tǒng)滲流、水力梯度的空間變化規(guī)律。結(jié)果表明現(xiàn)有的防滲措施可以很好地發(fā)揮防滲帷幕的阻水作用和廠區(qū)排水廊道的排水作用，防滲排水效果良好。防滲帷幕與C2錯動帶交界處灌漿質(zhì)量越好，其阻水效果越好，但阻水可能導(dǎo)致交界處周圍水力梯度較大，可能在部分區(qū)域發(fā)生滲透變形。

(2)提出了通過山體邊界水頭值插值的方法確定無觀測資料的山體邊界水頭值，可以更真實地反應(yīng)出受水庫蓄水和地下廠區(qū)防滲排水系統(tǒng)影響下山體邊界處的水位，使得模型后期三維計算得到的結(jié)果更加符合實際情況。

(3)模擬預(yù)測結(jié)果證實，防滲帷幕前置截滲洞和加強(qiáng)帷幕可以有效截斷滲漏通道，增加加強(qiáng)帷幕深度可更好發(fā)揮帷幕的阻水作用； 若帷幕局部失效，設(shè)置截滲洞和加強(qiáng)帷幕可以一定程度發(fā)揮阻水作用，保證地下廠房周圍的滲流穩(wěn)定。