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6·水利水电工程设计DWRHE·2014年第33卷第3期

斐济南德瑞瓦图水电站工程隧洞渗漏及底板裂缝成因分析

张忠辉杨海燕周志博

摘要水工隧洞的渗漏及裂缝是隧洞设计控制的关键，其成因也是多方面的，是工程技术人员在设计过程中难以避免的问题。通过隧洞的设计与工程实践，分析了隧洞的渗漏原因及其危害，底板产生裂缝的原因分析以及控制措施，为水工隧洞充水、放水控制提供了工程经验。

关键词水工隧洞渗漏裂缝成因分析排水孔

中图分类号TV223.4文献标识码B文章编号1007-6980(2014)03-0006-03

1隧洞地质概况

本工程隧洞洞线穿越了Sigatoka河和Ba河之间的分水岭Lewa山梁，地形起伏较大。除进出口部位外，洞室上部岩体厚度40~250m,大多数洞段上部岩体厚度超过150m,洞线方向为近东西向，而区域层面倾向为N或NW,倾角5°~15°,火山岩结构面发育。洞线主要穿过枕状玄武岩、火山角砾岩等地层，偶夹有最大厚度可到20m的沉积岩透镜体或夹层，沉积岩产状近于水平，并与玄武岩接触良好，而蚀变带宽度可能达数百米。

隧洞穿过的玄武岩节理发育，岩体破碎，常夹有砂岩或粉砂岩薄层，岩体属于镶嵌碎裂结构一次块状结构，而沉积岩主要为火山和次生碎屑砂岩、粉砂岩、砾岩和角砾岩等。大多数沉积岩产状近于水平，节理比较发育，结构属于块状—薄层状，岩块强度为10~60MPa。

隧洞沿线发育4条断层、剪切带与洞线斜交，宽度30~100m,夹有断层带物质，如断层泥等，断层带物质具有挤压和膨胀的特性；一旦处于地下水位以下的隧洞遇到构造带，涌水量较大。

河谷附近地段的上层潜水位与河水位接近，而山脊部位(分水岭)的上层潜水位则高于河水位，并且水位随季节变化比较大。由于节理发育，岩体破碎，玄武岩透水性较大(大于5Lu),一旦隧洞处于地下水位以下容易发生渗水或涌水现象。

2水工隧洞渗漏的危害

在水工隧洞中，渗漏是最常见的主要病害之一。渗漏对水工隧洞的危害主要有：

(1)渗漏会使混凝土产生溶蚀破坏，降低混凝土的强度，引起并加速其他病害的发生与发展。

(2)对钢筋混凝土结构物，渗漏会促使钢筋锈蚀，加速混凝土结构老化，缩短使用寿命。

(3)渗漏会导致输水隧洞水量损失，影响经济效益和社会效益。

因此，防止水工隧洞的渗漏与治理已成为国内外水工界共同关注的重大问题。对于斐济南德瑞瓦图水电站工程，标书合同要求的保证值是6L/(km·s),因此，隧洞渗漏会引起发电水量损失。

3隧洞设计

引水隧洞总长约1936m,走向为NE77.02°,底坡0.987%。隧洞断面为马蹄形，断面尺寸为3.0m×3.5m。在引水隧洞出口上游约140m处设置调压井，调压井高约90m,内径2.5m。

3.1隧洞的支护及衬砌措施

对于喷混凝土的I、Ⅱ、Ⅲ(下)类围岩的隧洞段，底板采用混凝土底板，底板厚200mm,顶部设置Φ6@150钢筋网，跨中设排水孔，孔径40mm,间距3m,深入基岩500mm。底板下为隧洞开挖石渣垫层，经过压实。

I类围岩，喷混凝土50mm,顶部打1排排水孔，孔径40mm,间距3m,入岩500mm。

Ⅱ类围岩，支护时喷50mm厚混凝土，衬砌时喷混凝土50mm,顶部打1排排水孔，孔径40mm,间距3m,入岩500mm。

Ⅲ类围岩，有2种衬砌方式：一种是喷混凝土50mm支护，挂网喷混凝土100mm衬砌，固结灌浆；另一种是喷混凝土50mm支护，素混凝土衬

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砌，厚400mm,不设固结灌浆，不设排水孔。

IV类围岩，挂网喷混凝土支护，钢筋混凝土衬砌，厚度500mm,半径1550mm,设固结灌浆孔，不设排水孔

3.2隧洞的渗漏情况

隧洞于2009年8月开始施工，2011年11月竣工。在进行隧洞验收检查时，多处出现渗漏点，主要有：

(1)在桩号0+725处出现较大渗漏点，受地下水位影响，最大时可达0.3L/s。

(2)在桩号0+900处出现渗漏，在施工时发现此处有渗水现象。

(3)在桩号1+600处，开挖施工时渗漏比较严重，衬砌后无渗水。

在隧洞充水时，水位上升速度为2.5m/h。隧洞充满