台山市老营底水库拟建引水隧洞选址方案比较

1、台山市老营底水库拟建引水隧洞选址方案比较第12期2010年12月广东水利水电guancd0ngwaterresourcesandhydr0p0werno.12dec.2010台山市老营底水库拟建引水隧洞选址方案比较匕凯,白海山(广东省水利电力规划勘测设计研究院,广东广州510635)摘要:综合地形地貌,地层岩性,地质构造,隧洞埋深,岩体风化分带及岩体的强度,完整性,结构面状态,地下水等因素,对隧洞选址方案进行比选.关键词:围岩分类;构造;引水隧洞;方案;比选中图分类号:p642文献标识码:b文章编号:10080112(2010)120014031工程概况老营底水库位于广东省台山市四九镇田头墟上

2、游,水库集雨面积为10.90km,校核洪水位为222.85m,总库容为1524万m,正常高水位为2l8.80m,相应库容为1095万m,是一座以灌溉为主,兼顾防洪及发电的中型水利工程.水库主要建筑物由主坝,副坝,溢洪道,输水涵管,发电厂房等组成.主,副坝均为均质土坝,主坝坝顶高程为225.20m,坝顶宽为4.0m,坝顶长约110m,最大坝高为36.50m;副坝坝顶高程为224.50m,坝顶宽为3m,最大坝高为6m.输水涵管位于主坝中部靠右,管底高程为191.28m,管径为2m,为混凝土预制管,由于涵管穿过主坝,局部产生漏水,影响主坝安全,需加固或改建.根据设计方案,本次加同拟采用隧洞形式,并对

3、涵管进行封堵.设计拟定2条输水涵管隧洞方案进行比较,1条位于左坝肩,1条位于右坝肩单薄山体.设计隧洞底板高程为193.0m,洞径为2.0m.2比选隧洞工程地质条件2.1地形地貌与地层岩性左坝肩隧洞位于左坝肩和主坝的接壤处,地势起伏不大,最高高程约为226.0m,进水口左侧为雄厚山体,右侧为主坝;出水口左侧为一山沟,并有建坝时遗留下来的水坑,坑底高程约为207.0m,蓄水面积为200300m;右侧为主坝下游坡,出水口有弱风化岩体出露,高程约为201m.右坝宿薄f体隧洞位于主坝与溢洪道之间的条形山,最窄处山体宽度仅为|0111,存正常高水位位置山体宽度约为25m,坡度较陡,植被茂盛.i_ij顶高程

4、为225.41m,比水库正常蓄水位高出6.6m,山体单薄.2条隧洞位置见网1.图1隧洞位置不恿左坝肩隧洞和右坝肩单薄山体隧洞地层为:填土():褐红色棕红色,主要由粗粒花岗岩全风化和坡积土组成.坡积层():隧洞进出口钻孔均有出露,主要分布在地表表层,褐红色,灰黄色,稍湿,呈砂砾粉质粘土(粉土)状.全风化黑云母粗粒花岗岩(v):浅红色,褐红色,呈砂砾粉土(粉质粘土)状.强风化黑云母粗粒花岗岩(iv):灰褐色,灰黄色,岩石破碎,节理裂隙发育,岩芯为碎块状.弱风化黑云母粗粒花岗岩():浅红色夹灰白色,岩质坚硬,部分段节理裂隙发育,岩芯多呈1530era柱状,少量为短柱状及半冈柱状,裂隙大部分无充填.2

5、.2地质构造坝址区域内断裂较发育,一般规模不大,延伸不远,收稿日期:20100920;修回日期:20101013作者简介:姚凯(1984一),本科,助理t程师,从事水利丁程地质勘察丁作.?14?2010年12月第12期姚凯,等:台山市老营底水库拟建引水隧洞选址方案比较no.12dec.2010其主要表现形式多为各类脉岩所充填,以石英脉为主.根据工程地质测绘,对隧洞影响较大的断层有f6,产状为n60.e/se85.,从左坝肩隧洞口处穿过,为逆断层,宽度为2.53.5m,由硅化岩和角砾岩充填.2.3水文地质条件老营底水库由地下水和溪水等汇聚而成,区内地下水类型主要为基岩裂隙水及第四系松散岩土层孑l

6、隙潜水.基岩裂隙水主要赋存于粗粒花岗岩类基岩的全风化,强风化及弱风化的裂隙或节理中,岩石的透水性与隙潜水主要赋存于表层坡积砂砾粉质粘土和河流冲洪积砂层中.地下水主要由降水和地表水补给,并排泄于河流及两岸沟谷中.据钻孔压(注)水试验,全风化带渗透系数为3.0210cm/s,属中等透水性,弱风化岩透水率一般在0.781.53lu之问,属微弱透水.2.4围岩划分依据根据水利水电工程地质勘察规范(gb504872008),综合本工程地质条件对围岩进行分类,各类围风化程度,节理裂隙发育程度密切相关;松散岩土层孑l岩主要物理力学参数见表1.表1各类围岩主要物理力学参数v类围岩:洞身为风化岩或土,洞顶为小于

7、1倍洞径的弱风化岩或全风化岩和强风化岩,岩体稳定性差,围岩不能自稳,变形破坏严重.饱和单轴抗压强度r<30mpa,岩体完整性系数kv0.15.类围岩:洞身为弱风化岩,洞顶以上有1倍以上3倍以下洞径的弱风化岩,岩石较坚硬,裂隙发育,围岩不稳定,自稳时间短.饱和单轴抗压强度为3o60mpa.岩芯较破碎,完整性较差,0.15kv0.35.类围岩:洞身和洞顶均为弱风化岩,且洞顶以上有大于3倍洞径的弱风化岩,岩石坚硬,完整性较好一般.围岩局部稳定性差.饱和单轴抗压强度r>60mpa.岩芯较完整,0.350.75.3隧洞工程地质条件评价3.1左坝肩隧洞方案(见图2)图2左坝肩隧洞剖面示意(单位

8、:高程m)进口位置地面高程为202.0m,进口段由坡积层和全风化花岗岩组成.坡积层层底高程为199.6m,层厚为2.4m;全风化花岗岩层底高程为193.9m,层厚为?15?2010年12月第12期广东水利水电no.12dec.20105.7m,高程193.0193.9m为强风化花岗岩.出口位置高程为201.0m,出口段由坡积层,强弱风化花岗岩组成,坡积层层底高程为200.5m,层厚为0.5m;强风化花岗岩层底高程为201.1m,层厚为0.4m,高程193.0200.1m为弱风化花岗岩.左坝肩隧洞全长为151.0m,其中洞顶以上弱风化岩1倍以下洞径长度为13.0m,为v类围岩,约占隧洞总长度的8

9、.6%,13倍洞径弱风化岩长度为15.5m,为类围岩,约占隧洞总长度的10.3%.3倍以上弱风化岩长度为122.5m,为一类围岩,约占隧洞总长度的81.1%.3.2右坝肩单薄山体隧洞方案(见图3)进水口位置高程为199.0m,由全弱风化带花岗岩组成,其中全风化花岗岩层底高程为197.0m,层厚为2.0m,强风化花岗岩层底高程为196.0m,层厚为1.0m,弱风化花岗岩高程为193.0196.0m.出口位置山体高程为197.0m,出口段由坡积层,全强风化花岗岩组等图3右岸单薄山体隧洞剖面示意(单位:高程m)成,其中坡积层层底高程为194.8m,层厚为2.2m,全风化花岗岩高程为193.0194.

10、8m.右坝肩单薄山体隧洞全长为126.6m,弱风化岩1倍以下洞径长度为30.4rn,为v类围岩,约占隧洞总长度的24.o%;13倍洞径弱风化岩长度为24.0m,为类围岩,约占隧洞总长度的18.9%;3倍以上弱风化岩长度为72.2m,为类围岩,约占隧洞总长度的57.1%.3.3拟建两条隧洞比较两条隧洞的比较见表2.表2左坝肩隧洞与右坝肩单薄山体隧洞比较进出口进口处与地表水直接接触,出口处无地表水,地下水埋藏较深.水流流水文条件态为紊流进口处与地表水直接接触,出口处无地表水,地下水埋藏较深.水流流态为紊流?16?(下转第27页)2010年12月第12期广东水利水电no.12dee.2010一种是配

11、有充填设备的载砂船.采用哪种泵船可根据工程的航道,砂料来源情况确定.一般来说,自带充砂泵的载砂船连续性较差,而泵船则可满足施工连续性的要求.吹填砂料时应注意检查管道的连接,特别是连接口的位置.对砂料吹填的位置选择,一般应布置在膜袋中部及靠四角位置.泵砂过程中要及时进行排气,排水,并确保其均匀吹填(必要时人工踩压以加快排水).每层膜袋吹填完毕,应及时进行水下测量,确定膜袋成型的平面及高程位置,掌握和检查膜袋吹填砂的饱满程度,对欠吹填的部位要做好标示(一般在欠吹填部位插一竹竿),用以指导下一层膜袋砂的吹填过程中,有针对性地进行处理.4.2施工措施1)根据设计方案,本工程先进行内涌围堰截流,后施工外

12、江围堰.施工过程中,底层膜袋吹填相对容易,但接近水面时,特别是膜袋合龙时,受到涨潮退潮的影响较大,水流条件比较复杂,平流时间只有40min左右,对合龙极为不利.因此,在内围堰下游处修建子堤,以减缓流速并起到平流作用的办法,确保堰体成功合龙.本次方案中采用若干个钢筋笼封堵,利用碎石船迅速传送碎石填充.2)围堰形成后,应及时对迎水面进行防护,目的是保护膜袋表面不受日光暴晒而老化,潮水冲击等损害.内涌围堰迎水面铺一层复合土工膜进行防护(300g/m),外江围堰迎水面铺设厚为25cm膜袋混凝土进行防护.5结语采用膜袋砂围堰时,龙口合龙时间宜避开高潮水位,且潮差较大的时段,利用平流时间较长的时段进行施工.若工期要求紧,要修建子堤,以减小水流对合龙施工的影响.在前期设计中,将子堤的设计方案和费用一并考虑进去,避免施工过程中出现设计变更和增加费用.要做好施工期围堰的安全监测.围堰完工后,由于地质条件较差,下卧淤泥层较厚,围堰沉降不可避免会持续一段时间,因此围堰完工后,要及时设置沉降及位移监测点,全过程监控围堰的沉降,位移情况,发现异常情况要立即采取有效的工程措施进行处理.(本文责任编辑马克俊)刍是刍皂刍8毒(上接第16页)4结论及建议依据地形地貌,地层岩性,地质构造,隧洞埋深,岩体风化分带及岩体的强度,完整性,结构