高温高压热水条件下的引水隧洞施工

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1、高温高压热水条件下的引水隧洞施工和学伟(云南黑白水电力集团股份有限公司．云南丽江674100)摘暮：黑白水三级电站是耐江地区第一座地下厂房水电站。引水琏洞总长2311.70m．其中800m穿越高温高压热水螗区。文章介绍了隧洞施工实践，总结和探讨了在高温高压热水条件下隧道综合降温措施．为类似地质条件的隧洞施工提供可借鉴的经验。关键词：隧洞；施工；高温高压热水；综台降温技术中国分类号：U455；TV672*1文献标识别：B文章编号：1006-3951(2003)增-0059-031工程概况黑白水三级电站是黑白水河梯级开发的最末一级电站，被列为丽江地区“八五”重点建设项目。电站距丽江

2、县城70km，厂区海拔1400m，总装机容量3×6300kW，其尾水汇人金沙江，是区内第一座地下式水电站。电站自1993年4月开工，由于受复杂的工程和水文地质条件及地形狭窄等因素的影响，施工过程中遇到了首部枢纽滑坡，隧洞塌方、高温、高压和热水，以及立体交叉施工干扰等困难，特别是引水隧洞因受地质条件恶劣和高温高压热水的影响，成了制约电站工程尽快竣工投产的一大障碍。引水隧洞全长2311.70m，为加快施工进度，解决施工干扰和排放高温高压热水，共设4个支洞，其中4号支洞为排水支洞，其余为施工支洞。引水隧洞自1993年8月掘进至主洞以来，虽然在0+090m、0+994m、1+115m等

3、多处发生较大规模的塌方，至1994年10月仍累计完成1511．7m，占隧洞总长的65％。但开挖进入0+091～0+388m，0+487—0+990111两段(共长800m)后，施工全面进入高温高压热水区及其影响带，洞内热水温度高达57℃，流量增大，洞内气温上升至43℃，加之0+091m、0+990两处围岩软弱破碎，造成大规模塌方，施工陷入停滞瘫痪状态。1995年3月建设方为了加强施工技术和设备装备力量，按合同清退了原施工队伍。经多方咨询，最后与富有隧洞施工经验的铁道部十五局三处协商，签订了800m隧洞施工承包合同。十五局三处进点后，凭借多年丰富的隧洞施工经验，采用管棚法，小导管

4、超前注浆等有效办法，稳定塌落体和软弱围岩，每个工作面增加大功率通风设备，降低洞内气温(降至36～38℃)，改善了工作面施工环境，因而突破了塌方地段，实现了进口工作面与4号支洞上游工作面贯通。但至1996年10月，热水洞最核心最困难的0+510～0+870m共360m隧洞段，随着施工不断深入至热水洞段，施工条件迅速恶化，洞内热水温度达60℃，流量增至O.1m3/s。从黑白水河抽120Om3/h，冷水(平均水温16℃)渗入洞内，通风机不间断运行的情况下，洞内水温仍在40℃以上，掌子面气温达43℃，洞内蒸气腾腾，能见度仅3～5m，人员进人工作面，感觉胸闷，时间稍长就弦晕呕吐，施工机具

5、故障频繁，无法正常作业。隧洞内恶劣的工作条件造成人员伤病多，工效低，不良地质条件造成施工工序多，作业循环时间长，施工进度缓慢，如遇有较大的热水集中喷涌，往往造成工作面停工。1996年底电站的地下主副厂房混凝土浇筑完毕，具备机电安装条件，其它金属结构安装，生活区及附近属设施也都已完工，剩余的300多米隧洞就成了整个工程的重中之重。2隧洞O+90—1+000的地质条件引水隧洞全长为2311.7m，进口底板高程505．30m，出口底板高程1500．30m，坡降约为2％，分别在洞程0+398．2m、1+276．8m、1+7043m、2+139．8m处设4号～1号支洞，其中4号支洞为排水

6、支洞，支洞累计长度420.2m。隧洞根据不同围岩地质情况，采用两种主要断面尺寸及衬砌型式，在砂岩和灰岩段，开挖断面为3.6m×4m(高×宽)城门洞型，仅底板衬20cmC20混凝土。在页岩、断层破碎带和其它软弱围岩段，开挖断面为4m×3.6m(高×宽)城门型，为钢筋混凝土衬砌，厚度为30cm。隧洞在里程0+000-1+000m处穿越热水塘村地层。施工前经调查，热水塘村共分布有25个热水泉眼，泉水最高温度达51℃，出露温泉的总流量达lOL/S以上，为上升泉。从水化学成份及水温和流量均不受当地降水影响的情况分析，热水塘村的热水成因属于深循环增温型和硫化物生成热源型的混合型。2.1洞程

7、0+000一0+080m段隧洞埋深lO-80m，地表5-35m厚为冰碛层，隧洞通过T3sn4：深灰～灰黑色页岩，间夹砂质页岩及薄层砂岩，强风化至弱风化。本洞段岩石软弱，节理发育，局部地段出现少量裂隙，温水，掘进中顶部多处发生3～5m塌落，在0+090m处，因原施工队伍施工不当造成大规模塌方。2.2洞程0+180-1+000m段隧洞埋深80-140m，表层30-60m为冰碛层。此段地下热水承压水头达65.117m，洞内热水温度达58-60℃，热水稳定总流量达300m3/h以上。(1)洞程0+1