海南琼中抽水蓄能电站尾部式地下厂房楔形体稳定性分析

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1、2016年9月建材与装饰水利建设海南琼中抽水蓄能电站尾部式地下厂房楔形体稳定性分析姜湘兰唐志政张宇（中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙410014）摘要：本文从海南抽水蓄能电站地下厂房洞室工程地质条件出发，根据勘探成果分析地下厂房围岩整体稳定性好，但考虑到F33断层斜穿厂房、主变室上、下游边墙及顶拱，可能存在由断层与节理组合的半特定楔形块体和节理相互组合的随机楔形块体。文章通过采用Unwedge软件，基于块体理论计算公式对厂房、主变室洞室主要楔形块体的稳定性进行计算与分析，并提出了合

2、理的处理建议。关键词：抽水蓄能电站；地下厂房；结构面；楔形块体中图分类号：TV743文献标识码：A文章编号：1673-0038（2016）40-0251-031前言海南琼中抽水蓄能电站位于琼中县南渡江腰仔河支流黎田河上游段，电站总装机容量600MW，设计年发电量10.02亿kW·h。电站由上、下水库、挡水坝及泄水建筑物与输水及发电厂房系统组成，输水发电系统采用1洞3机，尾部式地下厂房的布置方式，额定水头304m。2地下厂房工程地质条件2.1地形地貌地下厂房布置于北西向④冲沟以南的山体内，该区山体

3、雄厚，山脊脊顶宽缓，地形坡度10~15°，冲沟地形坡度35~60°，上缓图2地下厂房剖面图下陡，地表略显零乱。厂房脊部部位埋深180m，冲沟部位埋深（1）F33断层：产状为N10~30°W，NE∠65~77°，正断层，破碎140~148m。带宽0.03~0.3m，影响带宽0.3~0.5m，延伸长度700m。分布于白2.2地层岩性垩系下统含砾砂岩岩体中，面较平，破碎带由断层角砾岩、岩石地下厂房岩性以含砾砂岩、含砾长石石英砂岩为主，发育有碎块、方解石及灰白色泥组成，影响带内节理裂隙发育、岩体较少量闪

4、长岩脉。岩层为厚层状，具条带，见交错层理，层间结合较破碎，下界面有方解石、绿泥石呈脉状分布，厚1~3mm，底界面具紧密，条带（岩层）产状一般为：N3°~15°W，SW∠7°~20°。斜面擦痕，错距50cm，地下水沿洞顶滴出，估测流水量0.5L/min。2.3地质构造（2）厂房区节理：较发育的节理共有6组，优势面产状分别为：厂房布置区地质构造较简单，主要断层为NNW向陡倾角断①N5°~20°W/NE（SW）∠60°~85°；层F33及②闪长岩脉，断层、岩脉与厂房轴线大角度相交，交角均②N5°~20

5、°E/SE（NW）∠60°~85°；为70°。断层、岩脉于厂房西南角一带通过，且地下水较丰富；此③N70°~85°E/SE∠45°~60°；外，厂房区NNW、NNE向陡倾角节理较发育，局部发育中、缓倾④N65°~88°W/SW∠65°~85°；角结构面，少数延伸较长。厂房区F33、岩脉和节理裂隙密集部位⑤N10°~30°E/NW∠5°~30°；围岩岩体工程地质类别为Ⅳ1类，约占整个洞室的8%，其余部位⑥N60°~88°E/SE∠8°~25°。围岩岩体工程地质类别以Ⅱ2类为主，局部为Ⅲ1～Ⅲ2类。

6、以①NNW、②NNE及③NEE向为主导，节理倾角以陡、中倾角为主，缓倾角节理相对较少，缓倾角节理主要为顺层或切层节理。平洞内揭示节理密度3～4条/m。2.4工程地质条件分析地下厂房上覆弱风化～新鲜岩体厚120~147m，位于雄厚的含砾砂岩、含砾长石石英砂岩山体内，据平洞、钻孔资料，总体成洞条件较好。但F33断层近横穿地下厂房西南角一带，断层胶结较差，不利于洞室围岩稳定，并影响岩锚吊车梁的成型；厂房区NNW、NNE向陡倾角节理较发育，局部发育中、缓倾角结构面，且少数延伸较长，亦同样不利于厂房围岩稳

7、定，应引起足够重视。图1地下厂房顶拱高程工程地质平切面图·251·水利建设建材与装饰2016年9月表3地下厂房洞室楔形体稳定性计算成果表3地下厂房楔形体稳定性计算与分析楔体高度可能最大楔安全系位置编号组合结构面失稳形式滑动方向地下厂房围岩整体稳定性好，但考虑到F33断层和节理的影（m）体体积（m3）数响，可能存在由断层与节理组合的半特定楔形块体和节理相互1J1、J2、J4J4单滑283°∠73°11.21596.6451.7142J1、J2、F33J1、F33组滑29°∠66°9.2887.47

8、013.055组合的随机楔形块体，通过采用地下开挖三维楔体稳定性分析3J2、J3、J4J4单滑283°∠73°7.34397.0631.895软件Unwedge并基于块体理论计算公式对厂房洞室主要楔形块上游4J2、J3、F33J2、F33组滑344°∠11°7.24359.85611.754体的稳定性进行分析。边墙5J3、J4、J1J1、J4组滑360°∠36°8.36463.8664.4253.1稳定性计算6J3、J4、J6J4单滑283°∠73°2.55153.8391.947计算中取岩石容