锦屏电站4#引水洞不良地质段的安全技术

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1、锦屏电站4#引水洞不良地质段的安全技术特长隧道现场观摩与施工技术交流会交流材料之锦屏引水隧洞不良地质洞段安全施工技术锦屏引水隧洞不良地质洞段安全施工技术1.工程概况锦屏二级水电站利用雅砻江下游河段150km长人河弯的天然落差，通过长约16.67km的引水隧洞，截弯取直，获得水头约310m。电站总装机容量4800MW,单机容量600MW。水电站引水系统采用4洞8机布置形式，从进水口至上游调压室的平均洞线长度约为16.67km，屮心距60m，洞主轴线方位角为N58°W。引水隧洞立面为缓坡布置，底坡3.65%。，由进口底板高程16

2、18.00m降至高程1564.70m与上游调压室相接。引水隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深1500〜2000m，最大埋深约为2525m,具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。由于隧洞的埋深、涌水以及裂隙发育等情况导致隧洞地质复杂，具体不良地质主要表现在以下几个方面：(1)地下水具有大流量、高水压、强交替、突发性显著特点，最大外水压力达lOMPa。⑵埋深大、高地应力，洞室开挖极易引起岩爆。(3)岩溶裂隙发育，洞段断层构造带较多，节理裂隙发育易形成塌方和掉块。2.监控景测和超前地质预报锦屏工程区内复杂的自然地理条件和水文地质条件使引水隧

3、洞的地质条件变得复杂，设计单位未能完全掌握施工前方的具体地质条件；隧洞深埋地应力较大，洞群施工洞室交叉、另外地下水沿溶蚀裂隙突涌水，隐蔽性强，没有明显的构造异常显示，用常规的水文地质勘探方法难以查明其位置和规律，集屮处理的难度相对较大；锦屏地区的监控量测和地质超前预测预报技术是本工程安全施工必不可少的内容。2.14#引水隧洞监控量测引水隧洞监测重点为围岩变形、衬砌及支护结构受力情况、外水压力等。主要监测内容包括以下部分：（1）围岩变形：采用全站仪及围岩收敛分析软件，进行施工期全程围岩收敛变形监测；在围岩内钻孔埋设多点变位计，

4、观测围岩松动区，校核围岩灌浆深度。（2）围岩应力监测：在围岩内钻孔埋设岩石应力计，观测围岩应力的变化情况。（3）衬砌及支护结构受力监测：设置观测锚杆布置锚杆应力计，观测锚杆受力并检验锚杆参数；在喷混凝土衬砌段，在第一次喷混凝土表面设置应变计组，观测喷混凝土应力情况；在钢筋混凝土衬砌内布置钢筋计、应变计，检验混凝土支护设计参数和施工方法。（4）外水压力监测：在围岩

5、Aj钻孔埋设渗压计，钻孔深度深入围岩稳固圈以外⑸围岩温度监测：在围岩不同深度埋设温度计，监测围岩内部温度情况，以便分析温度对监测成果的影响。共19页特长隧道现场观摩

6、与施工技术交流会交流材料之锦屏引水隧洞不良地质洞段安全施工技术(6)隧洞缺陷监测：采用分布式光纤裂缝传感器实现结构裂缝、岩体裂缝和围岩区域性破坏和大范围连续、定量监测。⑺围岩松动圈监测：采用单孔声波测试方法，测定围岩声波速度及其变化趋势，判定隧洞围岩松弛厚度。⑻巡视检查：巡视检查是不借助任何测量仪器，而用肉眼凭经验判断围岩、初支、衬砌和隧洞安全性的最直观方法。其冃的是核对地质资料，判断围岩和支护系统的稳定性，为施工管理和工序安排提供依据。在隧洞每开挖一循环后，细致地观察隧洞内地质条件的变化情况，裂隙的发育和扩展情况，地下水渗

7、漏情况，有无岩爆发生的征兆，观察隧洞侧壁及拱顶冇无松动的危石，锚杆冇无松动，喷层冇无开裂以及衬砌上冇无裂隙出现。各监测项0测次见表1。表1各监测项目测次表2.24#引水隧洞超前地质预报在钻爆法施工的引水隧洞的施工过程中有可能会遇到涌水、围岩稳定、岩爆、岩溶、有害气体、高地温等多方面的地质问题。施工过程屮主耍采用了TSP预报系统、HSP预报系统、地质雷达、红外探水、孔内摄影、单孔和跨孔CT测试等多种手段进行综合预报(1)地质超前预报需采用多种预报探测手段，进行综合的地质预报，同时在现场施工过程中还需长期配备一名跟班作业的地质人

8、员，通过已揭露的地质情况和掘进出的石渣进行综合分析，预报前方的地质条件。⑵原始数据的好坏直接决定了预报的准确性，在原始数据的采集过程中，尽量排除干扰。如地质雷达作超前预报时使用非屏蔽天线，如果在天线附近有较多钢结构，就会对采集数裾产生干扰；TSP预测时应停止附近的放炮作业，避免地震波的重叠等等，只有数据准确才能进行共19页特长隧道现场观摩与施工技术交流会交流材料之锦屏引水隧洞不良地质洞段安全施工技术准确的分析。(3)TSP在对隧道进行长距离探测屮，宏观准确性较高，一般TSP探测的距离在150m左右效果最佳，过短的TSP探测长

9、度会造成不必要的一次性耗材的浪费，而过长的TSP探测长度会使探测精度下降，造成误判或错判。⑷地质雷达在短距离的地质探测中，冇很优异的表现，使用地质雷达与TSP相互论证，得到的结论一般就比较准确了，即使在不良地质条件下，对大型地质异常体的判断准确率也会在90%以上，对一般性地质异常体的判断准