厂区地下水较丰富,在施工中暴露出渗水涌水地段多达十几处,涌水量一般550~1565t/h,个别涌水点如2号交通洞桩号0+240m处,洪水期最大涌水达3240t/h。
涌水、漏水的主要特点有:①涌水、渗漏多是从节理、裂隙、断层或裂隙与断层交汇带集中渗漏,大面积散浸则少见;②汛期雨后渗漏量明显加大,溶蚀带、裂隙与断层交汇带尤为严重;③河水位以下洞段的集中漏水点即便在旱季,漏水量也很大,河水位以下洞室来水,既有地表水也有河水,有些漏水点主要来自河水;④有些渗漏、涌水点之间的水力联系明显。
经施工开挖揭露,进一步查明了地下厂房洞室群区的水文地质条件。针对洞室内岩溶渗漏和涌水的具体情况,处理措施如下。
1.截
1)地表6号冲沟底及其北侧山坡高程310m以下,出露上部强岩溶裂隙含水层(P1m),是地表水径流入渗地下洞室内的主要补给场所,主要影响3号交通支洞、2号进厂交通洞与尾水洞P1m出露洞段的涌水。故护砌6号冲沟,截断地表水直接下渗。
2)在三大洞室邻河侧的2号排水廊道内设置顺河向防渗帷幕。幕顶高程138m,略低于原汛期地下水位(139~140m),这样既能防止坝下游非常洪水位时河水倒灌,又不影响地下水向河床的正常排泄。
3)库水对地下洞室的渗漏,则依赖于右坝肩的坝基防渗帷幕。该帷幕的质量,是水库运行期防止库水沿层面(特别是层间溶蚀带)向下游入渗地下厂房的关键。在帷幕灌浆施工完成后,通过压水试验检查,其帷幕质量满足设计要求。下闸后,最高库水位已达236m附近。据观察,地下厂房的渗水与库水位升高无明显变化,且根据右岸幕后渗流孔观测资料,各渗流孔水位变化曲线与库水位变化基本无关。
2.排
1)关于三大主洞室的排水。位于上部弱岩溶裂隙含水层围岩内有F14、F15、F16断层为代表的汇水带(由F15断层延伸至主厂房上游边墙及顶拱)和F36断层汇水带(在主变洞与尾调室顶拱出露)分布。排水的思路,主要通过在洞室群外围(上游侧和后缘)设置4层排水廊道进行拦排。其中2号与3号排水廊道底板高程分别为145.7~152m、170~173.6m,拦截上述两汇水带的地下水可自流排出地表。0号与1号排水廊道底板高程低(分别为115.4~116.2m及116.2~132.7m),拦排围岩的渗水导入各洞室集水井抽排。此外,各廊道内还打放射状排水孔,与上下廊道间设垂直排水孔相连,形成排水幕,后又在各排水廊道间增加了一排斜排水幕。另外,在伸入主厂房顶拱围岩的3个观测支洞内亦设排水孔。
F14、F15、F16断层汇集的岩溶水,被主厂房顶拱围岩内的2号观测支洞所连通,并沿3号排水廊道排出地表。另外,在其下层2号排水廊道内,打深排水孔至F15及F17断层带,引排剩余地下水,效果亦较好。(www.daowen.com)
沿F36断层发育的岩溶通道在尾调室西端上游侧拱脚部位被揭穿,汛期特别是暴雨后施工时大量涌水。本应加以引排,但施工单位为施工方便在枯季将该通道灌浆封堵,迫使该汇水带的地下水向主变洞顶拱渗流,致使次年汛期暴雨后该汇水带的地下水通过与其贯穿的节理、层面溶隙及前期勘探钻孔(ZK128)向主变洞大量涌水。为此在尾调室上游侧拱脚部位钻设排水孔50余个穿过F36,并延长2号排水廊道至尾调室下游侧,在其延长段打排水孔至尾调室顶拱穿过断层F36。但由于F36断层及其影响带岩溶水渗流通道有其随机性(由局部岩溶的不均一性决定),所布排水孔击穿渗流通道的几率很低。加之受尾调室所揭穿的汇水通道被灌浆封堵的影响,排水孔排水效果很差,仅2号排水廊道延长段内1个排水孔排出大量岩溶水,使主变洞顶拱在汛期雨后仍渗滴严重。2000年初,根据厂房运行情况,在2号排水廊道延长段和尾调室上游拱脚部位增设排水孔,形成了排水幕。2000年汛前上述增设的排水孔施工完成,排水效果较好。另外,加强了右岸帷幕后的山体排水措施,并且结合对主变洞顶拱进行了浅孔、低压、浓浆的灌浆处理,主变洞顶拱渗水量明显减少,汛期无明显增大。
2)关于3号交通支洞与2号进厂交通洞的排水。它们位于上部强岩溶裂隙含水层(P1m),由于开挖施工中汛期发现3号交通支洞0+65~0+69.5m、0+28m及进厂交通洞0+240m3处沿P1m层内层面溶隙与构造溶隙交汇的岩溶管道向洞内大量集中涌水,其中第三处涌水最大(Qmax=0.8~0.9m3/s),曾短期淹洞,影响正常施工开挖。为此,根据地质分析采取了如下两方面的引排措施:①将2号排水廊道再次延长,伸入3号交通支洞与进厂交通洞交汇带顶拱围岩P1m层内,截排了P1m内部分与上述涌水有联系的地下水。②在邻河山坡脚开挖排水洞(底板高程133~132m,洞长322.4m),至进厂交通洞0+240m桩号处底板以下的涌水溶洞。P1m层内岩溶水主要沿层面和构造溶隙交汇的枝状脉管运移,并受主要层间溶蚀带制约,基本顺层向河床排泄。据分析,上述洞内涌水还与涌水泉W48(高程128m)、涌水泉W49(高程138.3m)存在水力联系,故排水洞进口位置及洞线选择是针对穿过与涌水泉W48、涌水泉W49有关联的构造溶隙顺层开挖,于1999年汛前竣工。当年汛期,此溶洞及进厂交通洞0+240m桩号处底板以下的溶洞汇集的来自上游大量岩溶水涌入排水洞,上述3处涌水随即消失,再未涌入厂房交通洞内,而是由该排水洞引排至河床。通过观测,该排水洞对排除进厂交通洞及3号交通支洞往年汛期大量涌水,获得满意效果。
3)关于主、副厂房及主变洞混凝土喷层表面湿润及渗滴水问题,采取增设排水孔,并用导管将其渗水引入排水沟至集水井再抽排。
3.堵
对地下水的处理,江垭工程是在保证可靠的截排前提下,再进行洞内重点封堵,具体措施如下:
1)注浆封堵。主要针对三大主要洞室内出露的F15、F36断层汇水带及3号交通支洞、进厂交通洞、主变室、尾水洞P1m岩组内的较严重涌水洞段进行浅孔、低压、浓浆灌注,以迫使地下水进入上述引排系统,保证洞内干燥。
2)钢筋混凝土衬砌并结合混凝土塞封堵。对3号交通支洞及进厂交通洞上述3处集中涌水处,先掏挖集中涌水的岩溶管道,并用模板封挡该管道内端后(给地下水预留活动空间),浇筑混凝土塞,并结合低压浓浆灌注管道两侧的节理裂隙,以保证地下水不再次由此处冒涌入洞内。另外,考虑到进厂交通0+240m底板以下开挖的排水洞高程较低,汛期高河水位时,可能会出现倒灌现象。为抵抗其地下水压力,确保上述洞室运行安全,在上述3个涌水洞段采用全断面钢筋混凝土衬砌。
厂区防渗排水问题,针对岩溶水的水文地质特点,在采取截、引、堵、排措施,特别是相关部位衬砌完成后基本得到解决,这为保证施工期的正常施工、维护岩体稳定、保证运行期厂房及设备正常运转创造了良好条件。
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