目前,随着水电站规模的增大和地质条件复杂程度的提高,对地下洞室结构的建设提出了新的挑战。统计结果表明,地下洞室围岩稳定性、厂房边坡变形、基坑大流量涌水等问题均和工程区渗漏有着直接关系。而排水孔是地下洞室中最为常见的防渗排水措施。如何模拟排水孔幕对准确评价坝基和地下厂房围岩的渗控效应是十分关键的。本文提出“以线代孔”法模拟排水孔幕,对采用不同排水孔孔径、间距的地下洞室渗流场进行对比分析,并利用基坑影响半径计算公式求取地下洞室影响半径,从而确定地下洞室渗流分析的数值模型范围,为模型范围的确定提供一种新的方法,将以上方法应用到鲁地拉水电站三维渗流数值模型中,对其防排系统进行性能评价。得到主要成果如下:(1)利用井流公式对“以线代孔”法模拟排水孔幕的精确性和有效性进行了验证。采用一个均质的三维模型作为案例,利用“以线代孔”法模拟排水孔,计算得到排水孔的渗流量,与井流公式计算结果之间的误差为0.16%,满足工程要求。将“以线代孔”法应用到实际工程中,既具有一定的精度,又提高了建模与计算效率。(2)以一理想的三维各向同性岩体为例,研究不同排水孔直径和间距对渗流场的影响。当排水孔径一定时,排水孔间距越大,数值计算得到的渗流量与井流公式计算结果误差越大;当排水孔间距一定时,排水孔径越大,数值计算得到的渗流量与井流公式计算结果误差也越大,且误差均小于10%。当地下厂房、主变洞和主要附属洞室周围及顶部排水孔间距为3 m至6 mm时,排水孔直径为50至110 mm时,可采用此方法。(3)根据基坑影响半径计算公式类比出不同边界条件下地下洞室影响半径计算方法,建立均质岩体三维有限元模型并对其施加相应边界,根据边界条件选取对应的影响半径计算公式进行验证。利用大井法近似把地下洞室以及周围排水孔幕当成一个以地下洞室为中心的大井,计算其影响半径,其计算结果与数值计算得到的结果基本一致。此时,渗流量受模型范围的影响较小,进行渗流计算更加合理。(4)建立了鲁地拉水电站枢纽区三维渗流有限元模型,分析了鲁地拉水电站坝基出现渗流量过大的原因。通过坝基实际渗流量与各种工况下的计算渗流量之间的对比,发现导致坝基13#坝段廊道、坝下0+103.25左部位以及消力戽左挡墙处的渗流量过大的主要原因是上游左岸帷幕的失效,此外,上游河床部位帷幕的失效对坝基渗流量也有较大影响。以上分析为坝基防渗排水措施的改善提供了方向。