岩土体及工程建筑材料中的渗流是影响水利水电工程稳定与安全的重要因素之一,防渗、排水和反滤等措施是水利水电工程渗流控制的主要技术手段,工程防渗排水系统的性能评估与优化设计对于确保水工建筑物以及坝基、边坡和洞室的长期稳定与安全运行具有重要意义。本文以雅砻江孟底沟水电站为依托,采用基于应变敏感的裂隙岩体渗透张量模型和基于Signorini型变分不等式的三维渗流场分析方法,研究了地下厂房洞室群开挖扰动区围岩渗透系数的演化规律,分析了厂坝区渗流场的分布特征,评估了渗控措施系统的有效性,并优选了防渗排水系统的相关设计参数。主要研究内容如下:(1)依据坝址区工程地质与水文地质勘察资料,分析了坝址区地下水赋存与补径排条件,并结合钻孔压水成果研究了坝址区岩体的渗透分区与参数取值。研究表明,坝址区地下水表现为以大气降雨补给,并向河谷排泄的特征;岩体渗透特性可划分为强透水、中等透水、弱上透水、弱下透水和微透水等五个分区,并在总体上具有随垂直深度增加而逐渐减少的趋势。(2)通过构建反映工程出地形地貌特征、建筑物与防渗排水系统布局的三维有限元模型,采用Signorini型变分不等式与排水子结构技术相结合的渗流场分析方法,分析了孟底沟厂坝区三维渗流场的分布特征。研究表明,防渗排水系统显著降低了坝基、两岸抗力体及厂房围岩的渗透水压,渗流量得到了有效控制,软弱结构面的渗透稳定性满足工程安全要求,渗流控制方案总体合理、有效。(3)通过对防渗帷幕灌浆孔间距与布置形式及排水孔的间距进行优化分析,其结果表明,右岸坝基防渗排水延长并截断f5断层对坝后右岸边坡稳定有利;坝后抗力体及厂房上部区域始终处于干区,可将其排水孔间距适当增大。(4)基于应变敏感的裂隙岩体渗透张量模型,揭示了地下厂房洞室群开挖扰动区围岩渗透特性演化规律,并研究了考虑开挖扰动效应对厂区渗流场分布特征及渗流控制效果的影响。研究表明,开挖后厂房围岩渗透系数发生1~3数量级的变化,影响范围可达40~50m;厂区地下水自由面将明显降低,渗透坡降有所减小,而渗漏量有增大的趋势,需适当增加抽排能力。研究成果为孟底沟水电站渗流控制系统的优化设计提供了理论和技术支持,并可为其他类似工程提供参考。