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河谷深厚覆盖层，一般指堆积于河谷之中，厚度大于30m的第四纪松散沉积物。主要由漂卵砾石、块碎石、粉细砂等组成，颗粒组成偏粗大，颗粒级配曲线均呈由粗粒为主体的陡峻型结构到平缓型的细粒结构，通常情况下缺乏中间粒径，有较强的透水性。随着水利事业的发展，水电建设的重点正逐步向资源丰富但是开发有限的西部转移。而开发西部水能资源常碰到河谷中深厚覆盖层的问题。 本文以陕西某水利枢纽工程为研究对象，对渗流控制原理和措施进行了深入研究，并应用基于有限元的Geostudio软件渗流模块分析了不同防渗方案下坝址区的渗流场、渗流量、渗透比降，并推荐了优化的方案，系统分析了深厚覆盖层土石坝的二维渗透特性。本文主要研究内容与成果如下： （1）结合国内外研究现状，依据渗流控制原理，较为系统的分析了深厚覆盖层基础防渗处理措施、防渗体系的连接形式及工程应用的实际效果。 （2）依据了渗流分析的基本理论，分析了渗流控制方程及定解条件，根据渗流有限元分析的基本计算原理，论证了有限元法在渗流分析中的应用。 （3）利用Geostudio软件建模分析了坝址区的渗流场、渗流量、渗透比降，对不同防渗设计方案的防渗效果进行对比分析研究。①水平防渗方案能够起到一定的防渗作用，但是不能很好的满足渗透稳定的要求。随着土工膜长度由80m增加到120m，坝体单宽渗流量以及下游坝坡渗流出逸点高程差均减小，坝脚逸出点及细砂层出逸点的水力坡降也减小，但是细沙层出逸点水力坡降值均较大，可能会发生渗透破坏。综合判断，水平防渗方案不能很好的满足渗透稳定的要求，经济性较差。②坝基开挖结合槽并结合垂直防渗帷幕的垂直防渗方案能有效的降低坝体单宽渗流量、坝脚逸出点及细砂层出逸点的水力坡降以及下游坝坡渗流出逸点高程差，满足防渗要求。从不同厚度、深度的帷幕作用时的坝体单宽渗流量、坝脚逸出点及细砂层出逸点的水力坡降以及下游坝坡渗流出逸点高程差的变化规律可以看出，20m深旋喷灌浆，厚0.8m的方案为最优方案。