急求地下厂房施工排水措施

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冶勒水电站地下厂房排水设计

胡晓文，范祥伦

（国家电力公司成都勘测设计研究院，四川 成都610072）


摘 要：冶勒水电站地下水丰富，地质条件复杂。根据前期勘察及施工揭示资料，对地下厂房高水位情况进行了分析，并提出了厂房排水设计方案，供类似工程参考。
关键词：地下厂房；排水；设计；冶勒水电站


1工程概况
冶勒水电站位于四川冕宁和石棉县境内，是南桠河梯级开发的龙头水库暨引水式电站。枢纽由沥青混凝土心墙堆石坝、左岸泄洪洞和放空洞、发电引水隧洞、调压井、压力管道、地下厂房等建筑物组成。水库总库容2.98亿 m3，最大坝高125.5 m，引水隧洞长7 119 m，厂房为地下厂房（平面尺寸22.2 m×72.14 m）。装机240 MW，为两台冲击式机组。
2地下厂房地质条件
冶勒水电站厂址位于石棉县南桠村上游条形山脊内，距安宁河东支断裂北段约80～400 m。地下厂房布置在PD11号探洞揭示的f8次级断层以西较完整岩体内，水平埋深约250 m，垂直埋深在150～170 m之间。厂房轴线为N22° W，开挖尺寸为：72.14 m（长）×22.20 m（宽）×39.5 m（高）。厂房围岩主要结构面由NE向的f12、f18、f20、f22(N34°～47°E SE∠43°～74°)和NEE向的f14(N74°E SE ∠60°)等几条次级小断层以及NE向的β112、β4(N39°～62°E SE ∠33°～44°)两条辉绿岩脉组成。两组节理裂隙产状为N40°～50°W NE ∠40°～60°和N70°W～N75°E SW～SE ∠10°～30°。考虑到NE向的小断层或岩脉与中、缓倾角裂隙的不利组合，局部顶拱与边墙围岩有小塌落的可能。
由于地下厂房紧邻具有多期活动性的区域性大断裂——安宁河东支断裂北段，岩体历经多次地质构造运动，低序次的小断层、剪切错动带和构造裂隙发育，岩体完整性较差。但不同部位的岩体完整性、结构面发育程度与特征以及地下水出露情况等存在较大差异。
厂区地下水基本类型为基岩裂隙水，其运移和储存主要受断层和裂隙控制，压性及压扭性断层多具有隔水性能。由于厂房区内构造裂隙发育，有利于地下水的富集与运移，且补给源较远（为地下厂房西侧的山体内）。据初设和技施补充勘探平硐揭示，地下厂房区的地下水活动状态与出露主要受f8断层控制，f8断层以外（东侧）地下水活动轻微，以滴状渗水为主；f8断层以里（西侧）地下水活动较剧烈，渗水量较大，当勘探平硐揭穿f8断层时地下水呈股状渗出，初见涌水量为80～100 L/min，经过一段时间后水量逐渐减小至滴状渗出。在主副厂房段顶拱施工开挖时，渗水普遍较严重，呈线状渗出，其中在0+052处的顶拱见股状渗水，流量在50～70 L/min，在安装间端墙处（桩号0+000），沿f6断层接触面见股状流水，初见涌水量为20～30 L/min。
另据压力管道中下平段的Y17号钻孔地下水资料（地下水位为2 296.31 m），以及压力管道中下平段施工支洞（洞口高程2 120 m）、厂房交通洞、尾水洞、出线洞、通风洞等部位施工开挖揭示的地下水情况，充分说明地下厂房区内地下水丰富，渗水量大，且水位分布高。
总体而言，在f8断层以里的岩体内，地下水渗水量有随洞室开挖时间的增长、开挖面的增多而逐渐减少和随雨季增大而冬季减小之趋势。值得注意的是，当地下厂房各开挖面支护（封闭）后，地下水及渗流场将恢复其原有的特征。
3地下厂房排水设计
地下厂房位于后缘山体地下水排泄区，根据前期勘探资料和施工开挖揭示的地下水出露情况综合分析，厂房区地下水丰富，水位高，外水压力大。设计采取了如下的排水处理措施：
(1)因地下厂房区地下水活动状态与出露主要受f8断层控制，而f8断层以外（东）渗水量小，以滴状渗水为主；f8断层以里（西）渗水相对较严重，渗水量较大，且地下水渗水量有随洞室开挖时间的增长而逐渐减少及随雨季增大、冬季减小之趋势。另据地质资料显示，主厂房部位地下水位大致在高程2 140 m左右。考虑到今后地下厂房支护形成后，厂区地下水又将逐渐恢复原始状态，结合最近几年建成的地下厂房（如太平驿等）的运行经验，在吊车梁高程左右厂房上游侧设置一条2.5 m×3 m(宽×高)的排水廊道，在廊道顶上打排水孔，孔径d=100 mm，孔深L=30 m，孔距s=3 m。排水廊道一头与通风洞连接，一头与安装间连接。廊道水以5%的坡度排向安装间，在安装间端墙埋入φ150 PVC管引至厂房总排水沟中。另外，再利用压力叉管的施工支洞作为下层排水廊道，将地下水引到尾水渠中；
(2)在主副厂房顶拱、边墙内设排水孔。主厂房排水孔深L=5 m，孔径d=50 mm，间距s=3 m。副厂房排水孔深L=3 m，孔径d=50 mm，间距s=2.5 ～3.5 m。在顶拱采用PVC排水管，在边墙采用软式排水管紧贴基岩布置，各排水管深入排水孔0.5 m长，与边墙排水沟相接。主副厂房边墙排水沟具有5‰底坡，底坡的坡降指向最近处的地漏，然后排向尾水洞。主厂房排水孔布置见图1；



(3)在尾闸室顶拱、、边墙内设置排水孔。排水孔深L=3 m，孔径d=50 mm，间距s=3 m。在顶拱采用PVC排水管，在边墙采用软式排水管紧贴基岩布置，各排水管深入排水孔0.5 m长。一部分排水管与边墙排水沟相接，边墙排水沟具有5‰底坡，底坡的坡降指向最近处的地漏，然后排向尾水洞。一部分排水管与混凝土中预埋的钢管相接， 排向尾水洞。尾闸室排水孔布置见图2；



(4)厂房交通洞、通风洞、出线兼排风洞均布置有排水孔，孔深L=3 m，孔径d=50 mm，间距s=3 m。在交通洞衬砌混凝土中埋设钢管，把水引向排水沟。由各排水沟引向尾水管，最终排出厂外。
4结论
冶勒水电站地下厂房紧邻具有多期活动性的安宁河东支断裂北段，岩体历经多次构造运动，低序次的小断层、裂隙剪切带和构造裂隙较发育，工程区地质构造背景复杂，厂房区地下水丰富，水位高，外水压力大。通过厂外排水廊道的设置和厂内排水孔的布置，确保了今后本电站的长期安全运行，并为运行人员提供了良好的工作条件。