水电站引水隧洞特殊工程地质问题及解决方法.pdf

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1、水电站引水隧洞特殊工程地质问题及解决方法■刘昭明一四川路航建设工程有限公司，IⅡt,111成都610000摘要：本文以水电站作为研究对象，对其引水隧洞施工中常遇到的问题进行分析，同时提出相关的解决方法，希望能够对相关人士有所帮助。关键词：水电站引水隧洞地质问题解决方法对于水电站的建设来说，引水隧洞工程是非常重要的工程，特别是在我国西部区域的长距离引水式发电工程中更是关键的环节。水电站引水隧洞施工中常常具有施工距离长、埋设深度较深、地质条件复杂以及岩性较为单一等特点，所以施工过程中常常会遇到高地温、岩爆等较为特殊的问题，这就需要相关人

2、士认真分析引水隧洞特殊工程的地质情况，找到可能出现的问题，采取针对性的措施进行控制，从而确保引水隧洞的施工安全以及质量，进而推进水电站建设的顺利进行。1引水隧洞的相关特点(1)埋设深度较深、施工距离较长。一般情况下水电站的引水隧洞施工距离都是比较长的，这样才能够充分发挥水电站远距离传输的优势，整体上解决真正的问题。同时，隧洞的埋设深度都比较深，一般可以达到近2000m，这些都给施工造成了较大的困难。(2)地质活跃区域具有较高的水平地应力。很多施工区域的地质较为活跃，可能存在着多条的断裂结构。一般情况下这些区域的水平地应力比较高，并且

3、最大主应力方向和区域构造的走向基本是相同的。(3)施工区域内常会有比较高的大地热流背景。很多引水隧洞的施工区域具有比较高的大地热流背景，这就会比较容易形成地热系统，造成引水隧洞施工区域会有温泉等流出。2水电站引水隧洞特殊工程地质问题(1)高地应力以及岩爆的问题。引水隧洞的施工地应力值会随着埋设深度的增加而有所增加，并且经过实测得出，在洞深600--3000米深度范围内所具有的最大主应力从平行的岸坡转变成为近似垂直的方向，这就是指地应力从水平为主的状态转变成为了以垂直为主的应力状态。另外，很多的引水隧洞都是要平行于河谷进行布置，而且会

4、穿越断裂区以及沟谷区域等，这就造成了这些区域的局部地应力集中的情况。再加上由于开挖洞形不规则问题造成的较高地应力，这些都会造成岩爆的问题。岩爆是较为严重的地质灾害，会严重影响到地下工程的安全性。其主要表现有：第一，施工中出现的岩爆现象都是非常突然的，并且具有持续性，所以想要对其进行预测的难度是非常大的；第二，岩爆的破坏具有连续性，此种破坏发生在断面的某一位置并且沿着隧洞的方向会保持一段的距离。但是有些较为分散零星的岩爆就会表现出非常明显的随机性，没有规律可循；第三，岩爆在断面的同一位置破坏的持续时间是比较长的，并且破坏的深度较大，具

5、有较好的可追溯性，所以岩爆现象对于稳定期内的运行具有较严重的影响。(2)高外水压以及涌水的问题。根据岩溶水文地质研究情况得知，在引水隧洞正式出水前具有非常大的水压，所以在出水的前期具有非常大的涌水量。但是随着时间的推移以及水压的降低，涌水量会逐渐趋于平稳，不同的涌水点之间具有比较好的联系。按照已经探明的施工区域岩溶水文地质条件来看，引水隧洞的修建区域的涌水普遍具有大流量、高水头的特征，所以在引水隧洞施工过程中需要面临的非常困难的问题之一就是大涌水以及衬砌结构会承受非常高的外水压，单点瞬时的涌水量以及稳定的涌水量都可能会比探洞中的大，

6、较大的内外水压给衬砌结构提供了非常大的挑战，一般的衬砌结构不能承受这种压力，需要采取较为特殊的措施进行处理。3引水隧洞地质问题的相关解决方法(1)对于岩爆问题的解决方法。为了缓解甚至避免岩爆问题对于施工过程造成的威胁，需要对围岩的相关性能以及应力条件进行优化改善，同时要增加初期的支护措施。具体实施可以按如下方式进行：第一，要按照岩爆的不同级别采用不同的解决方法。对于较为轻微的岩爆情况，可以通过对工作面以及隧道壁面喷水的方式软化围岩，在一定程度上能够缓解岩爆的程度；对于中等强度的岩爆情况，可以暂时停止施工，施工人员要远离围岩50—15

7、0m进行避让，同时要通过远距离喷水的方式向岩爆位置的岩面喷水。在岩爆情况有一定缓解之后(最好是完全没有岩爆现象)进行找顶，将已经松裂的岩块清除掉，之后通过混凝土等材料进行相应的加固处理(主要是在岩爆区域进行钻孑L一安设锚杆一挂网喷混凝土)；对于较为强烈的岩爆情况，可以暂时停止施工，施工人员要远离围岩200—300m进行避让，在岩爆情况自然完成后可以采用机械设备进行找顶，将已经松裂的岩块清除掉，之后通过钢纤维混凝土等材料进行相应的加固处理。在边墙和拱部位置通过放射状倾斜形式向岩体内钻孔，之后通过向孔内注入高压水的方式一定程度上来软化岩

8、体，促进围岩内部应力的释放，然后要进行相应的支护防护；对于非常强烈的岩爆来说，一定要通过钻孔爆破卸载的方式最大程度上释放围岩内部的应力才能有效缓解岩爆情况的产生。第二，在进行岩爆地段开挖时，要尽可能使用全断面、短进尺的方式进行，要严格