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XXX水电站引水隧洞探放水方案

@@水电站3#支洞引水隧洞探放水专项方案项目经理总工程师安全副经理生产副经理编制人编制时间:目录第一部分第一章概况 (1)第二章探水原则与方法 (7)第三章安全技术措施 (9)第二部分图纸职工培训学习及施工技术交底表第一章概况一、水文气象及地形地质1、水文气象(1)水文@@电站位于甘洛县境内甘洛河流域中上游河段,坝址以上河道长36.5km,河道平均比降35.1‰,控制集雨面积351.1km2,地理坐标为东经102°47′06″、北纬28°43′30″;电站厂房位于格古河汇口下游约1.2km处的@@乡,厂房以上河道长46.3km,平均比降27.9‰,控制集雨面积609.1km2,地理坐标为东经102°51′24″、北纬28°45′35″。

据甘洛县气象站实测资料统计,历年最大24小时降雨量为87.9mm,历年出现大于25.0mm的降水日为6.1天。

(2)气象甘洛河流域位于凉山与四川盆地之间过渡地带,属中亚热带气候,由于流域地形地貌特点,垂直气候特征明显,流域具有明显的雨季和旱季,气温随高程上升而降低,降雨随高程升高而增加。

流域内气候温和,日照较多,四季分明,霜期不长。

流域内有甘洛气象站,测站海拔高程1070m。

据甘洛气象站气象资料统计分析:多年平均年气温16.2℃,其中7月平均气温24.5℃,1月平均气温6.5℃;历年极端最高气温39.2℃,历年极端最低气温-5.7℃;多年平均年降水量873.3mm,主要集中在5~9月,占全年降水量78.4%,12~2月仅占全年降水量1.4%;历年最大1日降水量87.9mm;多年平均年风速2.1m/s,历年最大风速24m/s。

二、地形、地质条件1、地形地貌引水隧洞于甘洛河左岸山体内通过,洞线通过地带山势高大雄厚,地面高程一般1880~2050m,洞室埋深一般50~200m,最大650m。

侧向水平埋深除进口洞段、个别傍山段为80~200m外,其余洞段为300~1000m。

沿线从上游至下游与甘洛河垂直的冲沟较发育,其中较大的3条主要冲沟(加洛沟、石干千沟、@@沟),沟内均常年有流水,沟底被坡洪积物覆盖,沟底高程分别为1950~1930m、2000~2050m 和1850~1870m,切割深度60~200m,跨沟段洞室垂直埋深约64~200m。

2、地层岩性沿线出露基岩主要有志留系(S)、泥盆系(D)和二叠系下统(P1)地层。

二叠系地层分布高程高,隧洞洞身基本不涉及。

第四系地层主要分布于斜坡和冲沟地带,厚度一般0~50m,个别地段大于80m。

隧洞沿线地层岩性见表2-2-1。

引水线路地层岩性表表2-2-1对引水隧洞通过的主要地层的岩石取地表样进行室内试验,试验成果见表2-2-2。

根据试验资料,结合坝址区岩石试验成果:引水隧洞围岩中弱风化生物碎屑灰岩、白云岩、泥质灰岩、粉砂岩等饱和抗压强度为23.7~35.2MPa,属较软岩~中硬岩,弱风化石英砂岩饱和抗压强度为64.5MPa,属坚硬岩;新鲜石英砂岩、白云岩饱和抗压强度为89.0~112.1MPa,属坚硬岩,新鲜泥质灰岩、生物碎屑灰岩饱和抗压强度为27.4~37.4MPa,属较软岩~中硬岩。

引水线路区岩石室内试验成果表表2-2-23、地质构造引水隧洞位于主干构造-马拉哈背斜北西翼,沿线发育次级褶皱厄曲背斜和吉洛向斜,其构造轴线分别在桩号0+945和3+973附近通过。

未见大的断裂构造,区内地质构造主要受次级褶皱影响,洞线主体走向从正东向转为N40°E,与主构造线(岩层产状)斜交。

受次级褶皱影响,线路区岩层变化较大,现将线路区各段岩层产状列于表2-3-1。

引水线路区各段岩层产状表表2-3-1受上述次级褶皱影响,除发育层面裂隙外,隧洞不同构造部位发育的优势构造裂隙也有一定的差异,据地表地质测绘资料,主要裂隙特征见表2-3-2。

引水线路区构造裂隙特征表表2-3-2从上表可以看出,引水线路总体发育四组构造裂隙,在不同的构造部位发育的程度有一些差异,在大多数洞段与洞线呈大角度相交,且在地表均有不同程度的张开,一般充填粉质粘土,各组裂隙间距0.3~1.2m不等,延伸长度一般1~3m。

4、水文地质条件线路通过区的地下水按其埋藏条件主要为基岩裂隙水,受地形、岩性、裂隙发育程度和连通状况的控制,接受大气降水补给,赋存和运行介质主要为风化带中岩体或裂隙密集带,排泄于沟谷中。

由于在引水隧洞左侧山岭一带,广泛出露二叠系上统峨眉山玄武岩,平缓的盖在碳酸盐地层之上,玄武岩的岩性致密、柱状节理不甚发育,具有相对的隔水性能,阻截了区间地表水的大量下渗,而是向冲沟汇积,这就在很大程度上减少了隧洞沿线地下水的补给来源。

而志留系下统韩家店组的生物碎屑灰岩,溶洞和溶隙等岩溶虽有一定程度的发育,规模均不大,同时其上下均分布有粉砂岩和页岩,对地下水的下渗有一定的阻隔作用,因此,岩溶地下水的活动也有限,大都在层内沿层面运移,在与下部非可溶岩界面附近排泄,流量都较小,如石干千下游的K1号溶洞就是一个例证,流量仅0.002m3/s。

又由于引水隧洞右侧的甘洛河河谷深切,岸坡大都陡直,也有利于地表水和地下水的排泄,故岸坡岩体中未见大的泉点出露,仅在河岸坡脚一带偶见有地下水露头。

值得提出的是:根据地质测绘,在本级电站厂房下游约4.6km处色依电站旁的K4溶洞泉涌,水量达0.7m3/s,据访问调查得知该泉为色依电站发电水源,其溶洞是顺Sh2层之灰岩中向上游延伸,洞内见有高宽达10m左右的溶腔,溶洞的可进入深度大于1000m,据次初步分析认为,该溶洞有可能沿Sh2层灰岩延伸于石干千沟一带并得到该沟沟水的补给。

据水质简分析试验,沟水均为重碳酸硫酸钙镁钾钠(HCO3—Ca·Mg·K+Na)型水,HCO3-=1.82mmol/L,SO4--=53.79mg/L ,Mg++ =13.071mg/L,侵蚀性CO2=0.00mg/L,PH值为8.9;地下水为重碳酸钾钠钙(HCO3—K+Na·Ca)型水,HCO3-=1.98mmol/L,SO4--=28.34mg/L,Mg++ =2.43mg/L,侵蚀性CO2=0.00mg/L,PH值为7.5;对任何水泥拌制的砼均无腐蚀性。

(四)、充水因素分析1.充水水源(1) 地表水矿区边界附近和外围有两条小河,一条位于矿区东部外围河谷;一条位于矿区南部边界叫羊场河, 自西向东径流出区外。

在羊场附近交汇流入罗细河。

河水流量变化大,雨季暴涨,枯季较小但不干涸,受大气降水的控制。

矿区内冲沟较发育,冲沟接受雨季较大面积大气降水汇入,水量较大,这些冲沟多位于含煤地层露头地带及上覆地层地带,冲沟附近的网状、脉状裂隙密集,它们与煤层风化、氧化带直接接触,将来沿沟溪一带开采煤层时,冲沟水可能沿风化裂隙或采矿裂隙渗入或突入矿井,为矿井浅部开采的直接充水水源。

(2 ) 第四系孔隙水矿区内覆盖的第四系,含水性弱,加之厚度不大,分布不广,蓄水量有限,对煤矿开采影响小。

(3)龙潭组弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩,富水性总体微弱,在构造断裂及应力破坏影响的地段,含水量相对会较大,矿床开采到这些地段,矿井出水量会比正常出水量增大。

该组为煤矿床开采的直接充水水源。

(4)小煤矿采空区积水原小煤矿及老窑内存在着一定的采空区积水,是浅部矿井开采的重要充水因素,在开采浅部煤层时,采空区积水易渗入矿井而成为矿井直接充水水源。

2.充水通道(1)岩石天然节理裂隙矿区内的龙潭组含煤地层及飞仙关组在接近地表附近,岩石风化节理、裂隙较发育,而深部则发育成岩或构造节理、裂隙,尤其是内部细砂岩等脆性岩石更为发育,它们是地下水活动的良好通道,并沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系。

(2)人为采矿冒落裂隙未来的采煤活动将产生大量的采矿裂隙,这些人为裂隙也会沟通上覆含水层与含煤地层的水力联系,成为地下水活动的良好通道。

(3)断层破碎带矿区内断层较发育,这些断层破坏了地层的完整性、连续性,降低了岩石的力学强度,塑性岩石中断层破碎带含水性和导水性不强,刚性岩石中断层破碎带有一定含水性和导水性,可能连通含煤地层上部的中强含水层或地表水,加之未来矿床开采中,人工采矿裂隙大量出现,改变了断层带附近应力场和地下水的天然流场,地表水、地下水更可能沿断裂带进入矿井。

(4)原小煤矿采空区矿山内原小煤矿废弃采面或巷道会成为采空区积水,当开采煤层至采空区时,巷道勾通采空区会成为充水充道。

3.充水方式由于矿井直接充水含水层露头分布不广,接受大气降水补给不强,为弱含水层,充水通道主要以岩石原生和采矿节理、裂隙为主,规模一般不大,一般为断层、采空巷道导水,因此未来矿井充水方式主要以渗水、滴水、淋水为主,局部可能发生突水。

(五)、水文地质类型本矿山大部分矿床位于最低侵蚀基准面(最低侵蚀基准面位于矿区东南角河底,标高为+1290m)以下,直接充水水源主要为龙潭组裂隙水、原小煤矿采空区积水、地表水断层裂隙水,故本矿山属于以裂隙充水为主,水文地质条件复杂程度为中等,水文地质类型属二类二型。

只是在断层交错地带、采空区密集地带、煤层低于最低侵蚀基准面地带,水文地质条件复杂程度增大。

(六)、矿井涌水量根据原羊场、杨柳沟煤矿开采情况,原@@水电站用两台功率为16KW水泵,每台排水能力为20m3/h,其中一台工作,一台备用,间隙排出;原杨柳沟煤矿用二台功率为11KW水泵,每台排水能力为16m3/h,其中一台工作,一台备用,间隙排出。

目前@@水电站的实际涌水量为:正常涌水量为15m3/h,最大涌水量为26m3/h。

矿坑涌水量预测:现采空区面积为90000m2,矿区预测面积为2034000m2。

未来矿坑正常涌水量=(现正常涌水量/现采空区面积)×矿区预测面积 =(15 m3/h/90000m2)×2034000 m2=339m3/h未来矿坑最大涌水量=(现最大涌水量/现采空区面积)×矿区预测面积 =(26 m3/h/90000m2)×2034000 m2=587.6m3/h三、探放水巷道概述3#支洞引水隧洞格栅拱掘进段掘进断面为17.86m2,净断面为15.1 m2;巷道净宽为4.4米,净高为3.2米。

巷道采用格栅拱+树脂锚杆+钢筋网+C20喷射混凝土进行支护;水沟布置在巷道右侧,水沟净断面为0.09 m2,规格为300mm*300mm*300mm。

第二章探水原则与方法一、探放水原则@@水电站矿区有多个小矿老窑,因无法探清小矿老窑的积水区域、积水容量、水头压力、断层实际情况、地质构造不能完全掌握等情况。

根据国家及地方有关规定,必须执行“有掘必探,先探后掘”的原则,遇到下列情况之一时,必须进行探放水:1、对接近水淹或情况不明的井巷、老空、老窑或小矿时;2、接近含水层、导水断层、含水裂隙密集带、溶洞或陷落柱时。

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