清远抽水蓄能电站地下厂房洞室群位置优选
清远抽水蓄能电站地下厂房洞室群位置优选
（广东省水利电力规划勘测设计研究院，广州 510635）
[摘要] 清远抽水蓄能电站输水发电系统处在沉积岩与花岗岩的接触带上，地下厂房洞室群位置选择是工程地质 勘察的重点和难点。通过常规地质测绘，查明了地下厂房洞室群区的区域地质构造控制条件，在此基础上进行了 深孔、地质探洞的优化布置与勘察，并进行了地应力测试及岩体力学试验，经过认真分析研究，科学准确地确定了 厂房洞室群的位置。工程开挖表明：选出的地下厂房洞室群位置的工程地质条件在输水发电系统中蕞好，岩体完 整、断层不发育，工程地质条件良好，为优化支护设计和施工创造了有利条件。 [关键词] 地下厂房；洞室群；位置优选；清远抽水蓄能电站 [中图分类号] TV731.6 [文献标识码] B [文章编号] 1003-1510（2018）02-00039-05
广东清远抽水蓄能电站位于广东省清远市清 新县太平镇境内，距清远市约 30 km，设计装机容量 1 280 MW（4×320 MW）。地下厂房洞室群主要包括 地下厂房、主变洞、尾水闸门廊道、高压岔管、高压 支管、尾水岔管、尾水支管、尾水调压井等，占地面积 约250 m×400 m。此外还有交通洞、排风洞、高压电缆 洞、母线洞和排水廊道等与厂房和主变洞相连。输水 主管直径9.2 m，引水钢支管直径4.0 m，尾水钢支管直 径 4.5 m。高岔中心高程 42.0 m，厂房顶拱高程 83.4 m，厂房长×宽×高为：168.5 m×25.5 m×57.9 m。
清远抽水蓄能电站地质条件极其复杂，输水发 电系统处在沉积岩与花岗岩的接触带上，地下厂房 洞室群位置选择是工程地质勘察的重点和难点。在 常规工程地质测绘的基础上，通过深孔、地质探洞的 优化布置与勘察，进行了地应力测试、高压压水及岩 体物理力学性质试验，经过认真分析研究，科学准确 地确定了厂房洞室群的位置。选出的地下厂房洞 室群位置的工程地质条件是输水发电系统中地质 条件蕞好的，也是国内地质条件蕞好的地下厂房， 岩体完整、断层不发育，工程地质条件好，为优化支 护参数提供了地质保证，为施工创造了有利条件。
2 地下厂房深孔的布置及地质条件
在预可研阶段根据初步工程地质测绘，了解了
地下厂房洞室群区的区域地质构造控制条件[1]。电 站场区地层为沉积岩和花岗岩地层，结合当时可能 的枢纽布置方案，初拟的输水发电系统沿北西～南 东向山脊布置，沿线为中低山，高程一般为 250～ 650 m，山体较完整，两侧各发育 1 条北西向冲沟。 初 拟 地 下 厂 房 布 置 在 输 水 线 路 中 部 ，轴 线°E，地表处在花岗岩和寒武纪沉积岩接触带附 近，山体雄厚，厂房与主变之间地表有一南北向小 冲沟，切深 20~50 m，基岩裸露，山坡坡度 35°~40°， 地面高程 420~520 m，厂房埋深约 340~440 m。地下 厂房区工程地质示意见图 1。
深孔勘察是地下厂房选择的重要手段，为了尽 快查明厂房深部的岩体地质条件并进行有关试验，地 质和水工专业专门进行了 2 次地下厂房区现场踏勘， 确定厂房深孔位置。初拟厂房区位于两条 NW 向的 冲沟—石板坑和粗石坑之间的山体（石板坑靠北），也 基本上是寒武系沉积岩和燕山三期花岗岩接触带位 置，考虑接触带位置岩性的不稳定性和该山体北西 面相对较陡，且小冲沟较发育，而该山体的西南面离 岩性接触线相对较远，地形相对完整，故将厂房深孔 定在山体的西南面。要求孔深深入厂房底板以下 20 m。同时进行了常规压水、解除法和水压致裂法 地应力测试、高压压水、水压劈裂、声波测试等试验。
深 孔 孔 号 ZK3003，孔 口 高 程 427.06 m，孔 深 421.80 m，钻孔揭露：400 m 高程以下为微风化~新鲜 花岗岩，岩石新鲜，岩芯长柱状为主，完整性好，局
[收稿日期] 2018-01-26 [作者简介] 王殿春（1975-），男，河北丰宁人，广东省水利电力规划勘测设计研究院高级工程师，学士，从事工程地质与水文地质勘察工作。
王殿春 黄森胜:清远抽水蓄能电站地下厂房洞室群位置优选
部断层部位岩芯破碎，裂隙发育。 根据深孔资料，将厂房位置摆在山脊南坡是正
确的，地面高程为 420~520 m，山坡坡度平均 30°左 右，发育少量小冲沟，切深 5~10 m，地形较完整。其 南面为右侧冲沟，冲沟较宽阔，厂房位置对应沟底宽
100~150 m，沟底高程 350 m。结合初拟的输水发电 系统设计要求，考虑整个输水发电系统在两条冲沟 之间的完整山体中进行布置且厂房位置位于输水线 中部，厂房位置在上、下水库之间调节的余地不大， 应从中选择蕞经济合理的厂房位置。
图 1 地下厂房区工程地质示意图
探洞方案的布置，原则上首先要满足查明地下 厂房区地质条件和存在问题的要求，在可能的情况 下应尽量结合永久洞室以减少工程投资，并为厂房 洞室群施工争取工期。
本工程根据初步确定的枢纽布置方案和地形 条件、水位等，按探洞洞口高程和布置基本相同分 别考虑结合通风洞、交通洞、尾调通气洞等永久建 筑物布置了 5 个方案进行比选。经业主审查，确定 沿通风洞（靠花岗岩与沉积岩接触带一侧）布置厂 房地质探洞，主探洞进洞点底板高程 148.0 m，主探 洞末端高程 105.8 m。探洞累计总长 2 315 m（不包 括高岔机窝等引支洞），其中：主探洞长 1 179 m，主 探洞结合出渣通气洞长 720 m。
为查明拟定的地下厂房、高压岔管和尾水调压 井等的地质条件及其控制边界，在主探洞 0936 m 北侧布置 PD01-1 北支探洞，洞长 148 m。在主探洞 0936 m 南侧布置 PD01-1 南支探洞，要求穿过初拟 厂房南端墙，洞长 350 m。在主探洞 1140 m 北侧
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