锦屏二级水电站地下涌水专题浅析.doc

工程概况 锦屏二级水电站引水隧洞处于高山峡谷的岩溶地区，地质条件复杂，雅砻江是本区的干流水系，区内流向自洼里向北经景峰桥、淇木林后折向东，继又南折，经泸宁、里庄、大水沟、巴折等地而出区外，形成一向北凸出的大河弯，常水位面宽70~100m。洼里水面高程约1650m，大水沟水面高程约1326m，河床坡降大，水流湍急。河谷呈“V”形。 锦屏山以近南北向展布于河弯范围内，山势雄厚，重峰迭嶂，沟谷深切，峭壁陡立。山脊多呈尖棱状、主脊两侧山梁呈梳状排列。高程在3000m以上的山峰甚多，高于4000m者有大药山(4443m)、罐罐山(4480m)、干海子(4309m)、幺罗杠子(4393.2m)、大弯子(4282.6m)等，最大相对高差达3150m。主分水岭稍偏于河弯地块西侧，一级支沟大多与雅砻江近于直交，两岸高耸，切割较深，终年有水，常形成跌水或瀑布二级支沟多为干谷，各级支沟多见十几米~数十米的瀑布或干悬谷。沟谷纵剖面的上、下游较陡，中游较平缓，呈阶梯状变化。 区内广布的碳酸盐岩地层，由于经受强烈的构造、区域变质和急剧的上升作用，岩溶不甚发育，岩溶地貌景观不普遍。碳酸盐岩组成的山体峻峭挺拔，尖峰毕露，碎屑岩组成的山体雄厚平缓，两者地貌景观有明显差别。 根据1991~1995年大水沟长探洞揭露的情况及目前辅助洞东、西两端所揭露的涌水情况，两条辅助洞、四条引水隧洞和一条排水洞同时开挖后，在不设置防渗措施的情况下，漏斗形成过程中的涌水量由降雨入渗及地下水位降低排水两部分组成。该过程的出水量是一个动态变化的过程1#引水洞2#引水洞3#引水洞4#引水洞该过程中最大可能涌水量辅助洞A洞：7.58m3/s，辅助洞B洞3.35m3/s，排水洞：4.9~5.9m3/s，1#引水洞：5.75~7.75m3/s，2#引水洞：4.m3/s，3#引水洞：3.95m3/s，4#引水洞：2.5~3.85m3/s。根据长探洞施工中已经在PD2洞2845.5m处出现了瞬时涌水量为4.91m3/s的涌水及辅助洞BK2+633处出现了瞬时涌水量为7.3m3/s的涌水实例，考虑到引水隧洞最大外水压力约1000m，与长探洞所承受的外水压力基本相当，因此，引水隧洞的最大突水量预测至少与长探洞及辅助洞内已出现的突水量相当。施工中按5~7m3/s作为单点最大突水量的量级 外水压力根据长探洞三个出水带封堵后的实测水压力显示，PD1洞3948出水构造1996年3月份的水压力为7.4MPa；PD1洞3500涌水构造和PD2洞2845.5涌水构造的多年平均水压力分别为8.53MPa和8.57MPa，两者水压力最大值出现在1998年(高山站年降水量达1604.3mm)，分别为10.22MPa和10.12MPa。其最大水压力是平均水压力的1.07~1.15倍，与长探洞内流量的最大值和平均值的关系极为相近，显示了东部地带的外水压力特征。 辅助洞西端在施工过程遭遇多次集中，根据初步计算，水压力大多在3~4MPa之间，局部可达到5MPa。辅助洞东端根据长探洞水压力观测成果表明，目前BK14+888一带的外水约为2.3MPa，AK13+878一带的外水压力在3.5~4.5MPa之间；而AK13+520一带的涌水估计在5~6MPa之间。 根据三维渗流场分析，在天然状态下Ⅰ单元中三迭系白山组大理岩分布区地下水位埋藏较深，均在1000m以上，其压力水头线平缓，区域最高地下水位约为2623 m左右，最大压力水头约为1100m左右。尚需考虑雨季引起短时外水压力升高(200~300m)问题，如此高的外水压力对隧洞围岩和衬砌的稳定十分不利，在隧洞设计、施工时需引起足够重视。 涌水是隧洞施工中最常见的水文地质现象。大量的涌水往往给工程带来许多困难和危害，甚至造成严重事故而迫使工程停工，从而大大影响施工期限。当隧洞施工仅出现水量不很大的漏水、渗水等情况时也会造成不同程度、不同类型的危害。除此之外，由于水的物理和化学作用，隧洞的工程地质水文地质条件也会出现恶化，从而产生其它类型的隧洞病害。以下简述涌水对隧洞造成危害和国内外涌水施工处理措施状况的分析。 涌水的危害 在世界隧洞修建史中，涌水及突泥是最常遇见并具极大危害性的地质灾害。如日本东海道干线旧丹那隧洞（长7.804km）1918年开工后曾遇及6次大的突水及突泥7000余m3，造成严重伤亡，水压高达14－42kg/cm2，突水量最大达134.4m3/min，贯通后总涌水量达145152m3/d，致使工期长达16年之久，1934年才建成。我国1988年前已建成的隧洞中有80％在施工中遇及涌水灾害，其总涌水量达10000m3/d以上者31座，占隧洞总数的30％。成昆线沙木拉达长隧洞（长6.379km）总涌水量最大达19550m3/d，突水量最大达36.113 m3/min