西龙池抽水蓄能电站地下洞室防渗排水问题.pdf
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1、水 力 发 电 第3 6 卷第 1 期 2 0 1 0年 1 月 西 龙 池 抽 水 蓄 能 电 站 地 下 洞 室 防 渗 排 水 问 题 刘 延 刚 ( 中国水 电顾 问集 团华东勘 测设 计研 究院 ,浙江 杭州 I 3 1 0 0 1 4 ) 摘要 :地下洞室的防渗排水问题 ,在T程建设初期常常不为建设者所重 视 ,但 到后期 ,其 至电站投运 以后 ,往往 会 暴 露 出诸 多 棘 手 的 问 题 。 两 龙 池抽 水 蓄 能 电站 为 确 保 工 稃 建 设 顺 利 开展 ,针 对地 下洞 室 防 渗 和排 水 方 面 存 在 的 问 题进行 了系统处理,取得 r较好 的效果 。地
2、下洞室 防渗排水问题 ,应引起水电建设者 的天注。 关键词 :地下洞室:防渗 ;排水 ;两龙池抽水 蓄能 电站 Unde r gr o und Ca vi t y Se e pa g e Dr a i nag e Pr obl e ms of Xi i o ngc hi Pumpe d St or a ge Po we r S t at i o n L i u Ya n g a ng ( H y d r o c h i n a H u a d o n g E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n , H a n g z h o u Z h e j
3、i a n g 3 1 0 0 1 4 ) A b s t r a c t : T h e s e e p a g e d r a i n a g e o t 。 u n d e r g r o u n d c a v i t y i n X i l o n g c h i P u mp e d S t o r a g e P o w e r S t a t i o n P r o j e c t i s S d i ffic u l t i s s u e I n o r de r t o e n s ur e t h e s mo o t h i mpl e men t a t i o n
4、 o f t he c o n s t r u c t i o n a nu mb e r o f me a s ur e me n t s a r e a d o pt e d t o r e s o l ve un d e r g r o u nd c a v e r n s e e p a g e a n d d r a i na g e pr o b l ems ,a nd a c h i e ve d g o o d r e s u l t s Key W o r d s :un d e r g r o un d c a v i t y ;s e e p a g e ;dr a i
5、n i n g ;Xi l o n g c hi Pu mp e d St o r a g e P o we r S t a t i o n 中 图分 类 号 :T V 2 2 3 4 ( 2 2 5) :T V2 2 3 5 文 献标 识 码 :B 文 章 编 号 :0 5 5 9 9 3 4 2 ( 2 01 0) 0 1 0 0 4 2 0 3 山 两 两 龙 池 抽 水 蓄 能 电 站 位 于 山 西 省 忻 州 市 五 台 县 滹 沱 河 与 清 水 河 交 汇 处 上 游 约 3 k m 的 滹 沱 河 左 岸 、地 下 洞 室 南输 水 系 统 、厂 房 系 统 、升 变 电 系
6、 统 、通 风 系 统 、交 通 系 统 等 洞 室 群 组 成 地 下 洞 室 在 开 挖 施 工 中 就 暴 露 渗 水 问 题 ,在 汛 期 尤 为 突 小 进 入 主 体 结 构 和 机 电设 备 安 装 阶 段 以后 洞 室 渗 漏 及 排 水 系 统 存 在 的 问 题 直 接 影 响 到 1 : 程 建 设 的 顺 利 开 展 也 给 将 来 电站 的安 全运 行 埋 下 r隐患 涧 搴 渗 漏 水 情 况 与 T 程 区 域 地 形 地 质 、 水 文 地 质 条 件 密 切 相 关 下 面 根 据 该 T 程 地 下 洞 室 群 布 置 及 防 渗 排 水 系 统 设 置 情
7、 况 对 地 下 洞 室 防 渗 排 水 存 在 的 问 题 及 处 理 情 况 进 行 分 析 总 结 1 区域地质、水文地质条件 T 程 区 地 处 I 【 J 两 高 原 太 行 山 脉 中 部 主 要 地 下 洞 室 位 于 奥 陶 系 和 寒 武 系 的 灰 岩 、 白 云 岩 、 泥 质 条 带 灰 岩 、 页 岩 等 沉 积 地 层 中 。 为 沉 积 岩 系 厂 区 罔 岩 以 B类 为 主 ,主 要 旱 互 层 状 结 构 ,细 层 很 薄 , 产 状 平 缓 易 于 发 牛 弯 曲 与折 断 洞 室 开 挖 后 围 岩 片 帮 现 象 明 不 同 程 度 分 布 有 破 碎
8、 性 断 层 局 部 裂 隙 密 集 发 育 张 开 且 充 泥 软 弱 结 构 面 分 布 较 多 构 造 发 育 部 位 的 岩 体 主 要 呈 碎 石 状 镶 嵌 结 构 局 部 呈 碎 石 状 压 碎 结 构 T 程 地 层 结 构 松 散 有 架 空 现 象 透 水 性 很 强 堆 积 物 渗 透 系 数 为1 O 0 3 0 0 m d 洪 积 物 为 1 0 0 4 0 0 m d 区 域 地 下 水 活 动 显 著 含 水 层 主 要 有 第 四 系 孑 L 隙 含 水 、基 岩 裂 隙 含 水 、岩 溶 裂 隙 含 水 等 类 型 补 给 源 有 大 气 降 水 和 岩 溶
9、泉 水 岩 溶 层 组 极 富 地 下 水 分 布 有 岩 溶 泉 群 主 要 地 下 洞 室 虽 位 于 区域水 文 地 质单 元 地 下水 分 流带 但 由于 含水 层 与 相 对 隔 水 层 旱“ 互 层 ” 状 分 布 受 相 对 隔 水 岩 组 的 控 制 在 透 水 岩 组 底 部 ,丰 水 期 存 存 滞 水 及 间 歇 性 泉 水 出 露 基 岩 的 透 水 性 与 地 质 构 造 密 切 相 关 地 下 洞 室 布 置 区 域 压 水 试 验 透 水 率 最 高 达 8 4 _ 3 L u构 造 发 育 部 位 一 般 为 3 0 L u左 右 微 风 化 或 新 鲜 基 岩
10、 透 水 率 也 达 1 1 9 9 L u 2 地下洞室群布置及排水设计 电 站 输 水 系 统 位 于 上 、 下 水 库 之 间 , 上 、下 水 库 进 出 水 【 _ =I 相 对 高 差 近 7 0 0 m。 沿 线 地 形 为 陡 坡 、 收稿 日期 :2 0 0 8 1 0 0 6 作 者 简 介 :刘 延 刚 ( 1 9 8 1 一 ) ,男 ,山 两 临 汾 人 ,工 程 师 ,从 事 水电 _ 程建设 监理 作 第 3 6 卷第 1 期 刘延刚 : 西龙池 抽水 蓄能电站地下洞室防渗排水 问题 缓 坡 与 悬 崖 峭 壁 相 间 组 合 的“ 阶 梯 ” 状 上 覆 岩
11、体 厚 度 3 7 3 7 0 m 电 站 采 取 尾 部 式 布 置 地 下 厂 房 距 下 水 库 水 平 距 离 3 1:) 0余 1T I ,处 于 地 下 涧 室 群 较 低 处 比 下 水 库 库 底 低 7 O余 m 上 覆 岩 体 厚 l 7 0 3 3 0 m 顶 拱 以 上 分 布 有 相 对 含 水 层 岩 体 以 地 下 厂 房 为 中 心 , 布 置 有 主 变 室 、母 线 洞 、 排 水 廊 道 、厂 区 自流 排 水 洞 、 出 线 洞 、排 烟 洞 、 交 通 洞 、进 风 洞 、 通 风 兼 安 全 洞 等 洞 室 输 水 系 统 布 置 有 6条 施 工
12、支 洞 厂 房 顶 部 布 置 有 厂 顶 锚 洞 及 施 T 支 洞 输 水 系 统 以 晴埋 钢 管 形 式 为 主 外 围 回填 微 膨 胀 混 凝 土 洞 室 外 排 水 采 取 岩 壁 排 水 和 贴 壁 排 水 形 式 在 钢 管 制 安 及 回填 混 凝 土 过 程 中 在 洞 室 两 侧 腰 线 钻 设 系 统 排 水 孔 用 P VC软 管 将 地 下 水 引 至 布 置 于 输 水 管 道 下 方 的 2根 岩 壁 排 水 管 钢 管 周 罔设 置 系 统 贴 壁 排 水 将 地 下 水 引 至 输 水 钢 管 下 方 的 2根 贴 壁 排 水 管 岩 壁 及 贴 壁 排
13、水 管 从 相 应 施 T 支 洞 或 排 水 廊 道 引 出 地 下 厂 房 上 部 厂 顶 锚 洞 及 周 圈 上 、 中 、下 3层 排 水 廊 道 系 统 没 置 自上 而 下 串 通 的 深 层 排 水 孑 L 形 成 整 体 排 水 幕 以 拦 截 地 下 水 。对 地 下 厂 房 、 主 变 室 、母 线 洞 起 到 整 体 性 防 水 作 用 。 各 地 下 洞 室 开 挖 施 T 中 在 边 顶 拱 布 置 5 O n l m 系 统 排 水 孑 L 管( 孑 L 深 3 4 IT I 间 排 距 3 4 5 IT I ) 采 用 P VC 管 将 地 下 水 引 至 洞 室
14、 底 板 排 水 沟 通 过 各 洞 室 相 互 串 通 的 排 水 沟 、 落 水 井 、地 漏 等 。使 水 自流 至 地 下 厂 房 最 底 层 , 再 从 自流 排 水 洞 排 出 主 变 室 、 地 下 副 厂 房 采 取 框 架 混 凝 土 填 充 防 潮 砖 墙 在 主 体 结 构 与 围 岩 之 间 形 成 一 定 的 空 间 ,底 部 设 置 排 水 沟 并 通 过 主 厂 房 排 水 沟 将 渗 水 引 至 自 流 排 水 洞 排 出 , 起 到 排 水 、 防 潮 作 用 主 厂 房 顶 拱 在 开挖 阶段 布 置 的 系统 排 水 孔 管 基 础 上 设 置 拱 形 防
15、 水 彩 钢 板 吊 顶 将 渗 漏 水 引 至 吊 顶 小 牛 腿 再 从 围 岩 喷 混 凝 土 中 预 埋 的 西5 0 mm 排 水 管 将 水 引 至 厂 房 底 层 排 水 沟 主 厂 房 发 电 机 层 采 取 与 地 下 副 厂 房 、 主 变 室 相 同 的 排 水 防 潮 布 置 形 式 :发 电 机 层 以 下 各 层 采 取 全 封 闭 钢 筋 混 凝 土 衬 砌 并 存 衬 砌 里 侧 填 充 防 潮 砖 墙 砌 体 与 混 凝 土 结 构 之 间 预 留 一 定 空 间 布 置 落 水 管 、 排 水 沟 通 过 白上 而 下 的 排 水 系 统 ,将 水 引 至
16、厂 房 下 部 排 水 沟 再 由 自流 排 水 洞 排 出 其 他 附 属 洞 室 排 水 主 要 依 靠 开 挖 支 护 阶 段 布 置 的 系 统 排 水 孔 管 、排 水 沟 等 : 根 据 需 要 局 部 采 取 了 钢 筋 混 凝 土 衬 砌 混 凝 土 结 构 缝 、 施 T 缝 防 水 以 6 5 2型 橡 胶 止 水 带 为 主 主 厂 房 机 组 问 变 形 缝 增 设 了 w 型 铜 片 止 水 带 3 存在 的问题 工 程 施 工 期 间 地 下 洞 室 建 筑 物 防 渗 排 水 存 在 的 问题 主 要 有 以下 几 个 方 面 3 1 喷混凝 土 结构 渗漏 水
17、地 下 厂 房 、 主 变 室 是 电 站 的 核 心 部 位 在 顶 拱 开 挖 成 型 后 多 处 发 生 明 显 的 渗 漏 水 现 象 特 别 是 断 层 、裂 隙 发 育 部 位 虽 然 设 置 了 系 统 排 水 管 采 取 了 钢 纤 维 混 凝 土 喷 护 但 对 渗 漏 水 的 改 善 功 效 有 限 洞 室 开 挖 支 护 完 成 后 周 圈 排 水 廊 道 布 置 的 排 水 孔 幕 虽 已 形 成 但 洞 室 喷 混 凝 土 表 面 依 旧存 在 大 面 积 潮 湿 、 多 处 局 部 渗 漏 现 象 喷 混 凝 土 层 中 设 置 的排水 孔 管 丰 要 是从 洞 室
18、 自身稳 定 角度 考 虑进 行 的 系 统 布 置 在 洞 室 同 岩 地 质 结 构 复 杂 多 变 的 情 况 下 很 难 满 足 洞 室 防 渗 排 水 需 要 另 外 该 地 区 地 下 水 水 质 偏 硬 喷 混 凝 土 层 中 暗 埋 的 排 水 管 易 被 渗 水 中 的 钙 化 物 淤 积 堵 塞 很 难 达 起 到 预 期 的 排 水 效 果 3 2衬砌 混凝 土 结构渗 水 m 线 洞 、交 通 洞 以 及 输 水 系 统 闸 室 及 其 前 后 衬 砌 段 等 部 位 , 在 混 凝 土 衬 砌 后 不 久 ,个 别 结 构 缝 、 施 T 缝 以 及 裂 缝 出 现
19、渗 漏 水 现 象 特 别 是 闸 室 及 其 前 后 段 在 长 期 有 压 水 作 用 下 衬 砌 混 凝 土 的 贯 穿 性 裂 缝 会 导 致 内 水 外 渗 给 结 构 稳 定 带 来 不 利 影 响 出 线 竖 井 井 深 百 余 米 水 文 地 质 条 件 复 杂 存 开 挖 阶 段 由 于 渗 水 量 大 而 导 致 停 T 数 次 后 期 采 用 滑 动 模 板 施 工 技 术 进 行 衬 砌 由 于 施 工 进 度 快 对 每 循 环 滑 模 提 升 时 机 掌 握 不 够 好 导 致 竖 井 衬 砌 面 出 现 较 多 冷 缝 该 部 位 仅 依 赖 开 挖 阶 段 布
20、置 的 系 统 排 水 孔 管排 水 并 暗埋 下 引百 余 米 依 旧存 在水 质偏 硬 导 致 钙 化 物 淤 积 堵 塞 的 情 况 不 能 满 足 围 岩 排 水 需 要 并 且 也 未 增 设 固 结 灌 浆 等 加 强 支 护 措 施 在 上 述 各 种 冈 素 共 同 作 用 下 进 入 机 电 设 备 安 装 阶 段 后 出 线 竖 井 大 量 的 渗 漏 水 严 重 制 约 了 电 缆 敷 设 1 二 作 的 正常进 行 并 对 通 电电缆 不利 ,存 在安 全 隐患 3 3排水 系统 问题 主 厂 房 处 于 地 下 洞 室 群 较 低 位 置 按 照 设 计 方 案 大
21、部 分 地 下 洞 室 排 水 采 取 引 至 主 厂 房 后 由 自 流 排 水 洞 排 出 该 方 案 加 大 了 对 主 厂 房 排 水 系 统 承 载 能 力 的 要 求 而 且 由 于 多 处 排 水 采 用 暗 沟 、 埋 管 形 式 存 施 工 过 程 中 堵 塞 问 题 比 较 突 出 没 有 达 到 预 期 的 排 水 效 果 特 别 是 主 副 厂 房 、 主 变 室 防 潮 墙 内 的 排 水 系 统 在 墙 体 砌 筑 完 成 后 隐 蔽 的 排 水 管 沟 堵 塞 情 况 明 显 并 且 由 于 墙 内 空 间 有 限 清 理 疏 通 工 作 难 度 很 大 主 厂
22、房 顶 拱 渗 漏 水 引 至 上 下 游 的 吊 顶 小 牛 腿 排 水 沟 内 但 该 排 水 沟 及 下 方 的 岩 壁 吊 车 梁 排 水 沟 是 利 用 暗 埋 存 上 下 游 高 边 墙 喷 混 凝 土 层 内 的 P VC管 下 引 3 0余 m 进 行 排 水 的 由 于 开 挖 阶段 保 护 不 力 、 水 质 偏 硬 等 原 因 , 大 部 分 管 已 经 堵 塞 , 于 是 渗 漏 水 翻 过 排 水 沟 直 接 流 向 厂 房 发 电 机 层 此 外 存 钢 管 安 装 及 回 填 混 凝 土 完 成 后 ,个 别 洞 段 进 水 力 发 电 2 0 1 0年 1月 行
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