复杂地质条件下地下厂房优化布置方案探究

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1、复杂地质条件下地下厂房优化布置方案探究　　摘要：为合理开发利用水力资源，加快基础设施建设步伐，许多大中型水电站工程由于受地形地质条件和其他各种因素的影响，多选择了地下厂房型式。关键词:地下厂房，工程地质条件，优化设计中图分类号：S611文献标识码：A文章编号：引言：本文以一复杂地质条件下某大型抽水蓄能电站为例，在已有研究成果基础上，进行地下厂房区工程地质条件评价，重点对主要断层对地下厂房布置方案的影响进行分析评价，提出厂房布置优化设计方案。为今后类似工程的分析、设计提供有益的借鉴和参考。1工程概况某抽水蓄能电站位于广东省惠州市博罗县城

2、郊，电站位于罗浮山山脉东南端象头山,区内地势大致呈北高南低。电站设计总装机容量为2400MW，分两条输水发电系统，每条4×3007MW，即一洞4机布置。地下厂房采用中部开发方案，位于输水发电系统的中下游，深埋于燕山四期花岗岩体中。A、B厂地下厂房规模均为长152m，宽21.5m，高49.4m，设计厂房拱顶高程169.90m，机组安装高程124.20m；高压岔管直径φ=8.0-3.5m，中心高程137.875-135.625m，最大内水静水头约630m。2.场地工程地质条件2.1地形地貌地下厂房区位于上游调压井的西南面，厂房区地面高程4

3、30-570m，可见大片的强-弱风化花岗岩出露。厂房埋深260-400m，高压岔管埋深约350-410m。总体上，厂房区地形较完整，山体雄厚。地势呈北东高，南西低，地面坡度5-25°。在厂房区南侧约100-150m发育北东东-近东西向平塘大冲沟，沟底高程360-420m，切割深30-50m，冲沟常年有流水。厂房区地表还发育两条小冲沟，呈南北向及北东-南西向，切割深度10-20m，A厂房就处在小冲沟下面，而B厂房地表为一北东向山脊。2.2地层岩性根据地质测绘、钻孔及厂房探洞揭露，厂房区分布地层岩性主要为燕山四期（γ53（1））中细粒、中

4、粗粒花岗岩，新鲜岩石为灰白或肉红色。岩矿分析主要矿物含量：钾长石30-50%,斜长石20-35%,石英25-35%,黑云母1-8%。2.3地质构造7厂房区探洞揭露断层共有67条，根据产状可归纳为NW、NNW、NE、NNE和近EW向5组，以NE、NW、NNW三组为主。f304断层是厂房区的控制性断层，断层带宽度10-15m，产状N45-70°E/SE∠60-75°，多数倾角在60-70°。探洞揭露断层带由上下主裂面及中间的碎裂岩组成，上主裂面宽度约1.5~3.5m，主要由蓝色～紫蓝色石英脉、白色方解石脉及角砾岩等组成。zk2001深孔在

5、高程240.44m及主探洞在桩好1+197m揭露顺断层面存在空洞，宽0～70cm，空洞中见有黑色、墨绿色松散状砂土，推测为沿断层发育的铁锰矿体及绿泥石风化物。2.4水文地质条件厂房区地表地形较平缓，植被发育，地形上处在北东向和近南北向条形山脊所夹持的汇水地形下部，有利于大气降水下渗。地表水及地下水往厂房区方向汇集，流经厂房区后往下库排泄。在厂房区地表发育近东西向的平塘大冲沟，较靠近B厂，沟中常年有地表水流，另有多条小冲沟也常年有水，沟底基岩裸露，发育裂隙主要为NNW、NE、NW组，有利于地表水下渗至岩体深部。厂房区北侧的南坑尾，地面高

6、程约590m，有泉水出露，厂房区地表打谷园一带，高程520-550m，也多处见泉水出露，在地表形成沼泽地。3地下厂房区工程地质条件评价7根据地下厂房区工程地质条件，地下工程围岩处在燕山期花岗岩和混合岩中，岩石较坚硬完整，除断层破碎带外，微风化岩体具整体~块状结构。因此，根据《水利水电工程地质勘察规范》附录P围岩分类，以岩体特征、岩石强度、结构面发育特征和地下水影响等，作为本工程围岩分类标准及选取物理力学参数的依据，详见表1。表1围岩工程地质分类表根据地质勘察揭露的地下厂房区工程地质条件，本工程地下厂房深埋在燕山四期花岗岩体中，对厂房影

7、响最大的工程地质条件是f304断层破碎带和其透水带，以及其它一些较小断层(见图2)。图2厂房探洞工程地质纵剖面图对地下厂房区进行工程地质评价：（1）为了尽可能避免不利地质条件，地下厂房区和高压隧洞应尽可能布置在地质条件相对较好的f304断层上盘并保持适当距离，可避免由于地下建筑物与f304断层相交而带来的一系列不良影响。（2）控制边界建议北侧以f304断层为界，距f304最短距离应控制在不少于3倍断层宽度，既50~60m；对应建筑物高程的PD01探洞桩号约在1+080左右；（3）上述范围内的地表高程在420~545m，地下厂房埋深27

8、0-375m，高压岔管埋深350-405m。地表冲沟切割深30~50m,坡度10-25°，侧向埋深大于垂直埋深。因此，厂房和岔管都具备足够的垂直和侧向埋深。4地下厂房区优化布置方案研究结语74.1地下厂房轴线方向布置及选