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1、锦屏二级水电站引水隧洞工程介绍【内容提要】雅薯江锦屏二级水电站通过长约16.67km的引水隧洞，截弯取直，获得水头约310m。电站总装机容量4800MW，单机容量600MW。弓冰隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深1500 2000m，最大埋深约为2525m，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。为世界上规模最大的水工隧洞工程。本文简述了锦屏二级水电站引水隧洞工程概况及 主体施工安排和技术 方案。【矢健词】锦屏引水隧洞工程介绍1. 工程概况工程简介锦胖二级水电站位于四川省凉LU彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅薯江干流锦胖大河弯上，利用雅各江下游河段150km长大河弯的天然落差截弯取直而获得水头。总
2、装机容量4800MW。锦厉二级水电站利用雅各江下游河段150km长大河弯的天然落差，通过长约16.67km的引水隧洞，截弯取直，获得水头约 310m。电站总装机容量4800MW 单机容量600MW。工程枢纽主要由首部拦河闸、弓冰系统、尾部地下厂房三大部分组成，为一低闸、长隧洞大容量引水式电站。首部拦河闸坝位于雅碧江锦胖大河弯西端的猫猫滩，电站进水口位于闸址上游2.9km达的景峰桥，地卜发电厂房位于雅夢江锦佛大河弯东端的大水沟，四条引水隧洞穿过锦胖山连接闸坝与厂区枢纽。锦屏二级水电站引水系统米用4洞8机布置形式 从逬水口至上游调压室的平均洞线长度约为16.67km，中心距60m，洞主轴线方位角为
3、N58 W。引水隧洞立面为缓坡布這，底坡 3.65%，由进 口底板高程1618.00m降至高程1564.70m与上游调压室柑接。弓冰隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深4500 2000m，最大埋深约为2525m，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。为世界上规模最大的水工隧洞工程。中鉄十三北京振冲联合体承建的C5标段主体工程项目为东端3#、4#弓冰隧洞施工3#弓冰隧洞里程为引（3） 2+50046+633.380 ,长44433m ; 4#引水隧洞里程为引（4） 4+700-16+618.175 ,长11918m； 3#引水隧洞主要采用直径42.4m的TBM施工，4#引水隧洞主要采用钻爆法施工，断面形式
4、为直径13m的类圆形断面。本标段布直示意图见图1,3#、4#引水隧洞基本资料见表 1。12385.20512335 206令4#，；1水建他/怙理迭施工丘程TBM法!丘窿图1本标段布置示意图11931175伫；472667怎引2W丄戈E东引卅1沖科表1 C5标段3#、4#引水隧洞基本资料编号91目3細水曲洞4#引水躺同备注TBM粘爆法粘爆法&1EK 程2+500 15+28515*285-16*6484*700-16*633动态iB整施工长度12.785km1.363km11.933km新面彩式HS形马蹄形q蹄形开挖洞挂12.4m13m13m衬砌段洞怪11.2m11.8m11.8m第補段洞怪1
5、2.0m12.6m12.6m底拱処理90o范国内玫衬砌80c范国内就衬砌80c范依内脸衬砌4.72nVs4.11m/s1.2地形地貌锦胖Lh以近南北向展布于河弯范围内，Lh势雄厚，重峰迭嶂，沟谷深切，峭壁陡立。Lh脊多呈尖棱状 主 脊两侧LU梁呈梳状排列。LU峰高程大多在4000m以上。1.3地层岩性引水隧洞工程区内三迭系分布面枳约占90%以上，其中广布的碳酸盐岩地层出露面积占7080%。由于经受强烈的区域变质和急剧的上升作用，岩溶不甚发育，岩溶地貌景观不很普遍。引水隧洞沿线地层岩性主要为三迭系中、上统的大理岩、灰岩及砂岩、板岩，从东到西分别经过盐塘组（T2y）、白LU组（T2b、三迭系上统（
6、T3）、杂谷脑组（T2z）、三迭系下统（巧）等地层。盐塘组大理岩（T2y）:主要分布区东，由大理岩、泥质灰岩组成。白LU组大理岩（T2b）:主要分布于工程区中部，形成锦屏山系的主体山脉，该层岩相稳定，结 构致密、质纯，全层厚 750m2270m。杂谷脑组大理岩（T2z）：分布于区西，碳酸盐岩以岩粒变化多、岩性杂为特征，由白灰白色 纯大理岩偶夹绿月岩透镜体、薄层砂岩、云母片岩等。层厚 150-700m。三迭系上统（T3）主要分布在主分水岭一带，岩性为砂岩和板岩。三迭系下统（T4）该地层主要位于工程区的西部，岩性复杂，由黑云母绿泥石片岩、变质中细砂岩夹薄 层状大理岩、砾状或条带状大理岩等组成。1.
7、4水文地质条件从长探洞及辅助洞揭露的地下水情况看，隧洞涌水具有大流量、高压力、突发性特点，锦佛山的东、中部有稳定的补给源，隧洞涌水流量稳定。其中单点最大瞬时集中涌水量达7.3m3/s,稳定流量23m3/s ；初始水压力约为10MPa，稳定水压力约2.4MPa左右。1.5气象条件雅薯江流域属川西高原气候区，干湿季节分明，每年X月至次年4月为干季，日照多、湿度小，日温 差大，降水极少；每年510月是雨季，气候湿润，降雨集中，占全年雨量的90%95%。很据厂区观测资料统计，多年平均降水量为955.9mm。2. 工程特点、重难点分析本工程技术难度大，施工周期长，资源需求多，管理要求高，是一个系统性强的
8、超大型地下工 程，具有“四个空前”“八大挑战” “六大重难点”等特色。(1) M四大空前” 地下水具有大流量、高水压、强交替、突发性显著特点，最大外水压力达iOMPa国内空前； 采用12MPa高压灌浆技术，国内空前； 大直径TBM推进距离近13公里，国内空前； 同一区域近120km隧洞工程规模宏大，投资密集，国内空前。(2) “八大挑战” 规模宏大。在同一区域布宜 7条并列长隧洞，累计长度超过120km,为世界上规模最大的水 工隧洞工程； 隧洞特长。单个隧洞长16.67km，单面掘进距离长近13km； 水大压高。高压力、大流量、强交替、突发性的地下水，在中国建设史上是空前的。工程将 可能遇到超
9、过WMPa压力的地F水； 深埋超大。最大埋深达2525m洞内总开挖量趙350万nf： 交叉干扰。场地狭小，施工单位多，洞内洞外交叉干扰；无轨运输、有轨运输、皮带机运输共同作业，多环节交叉干扰； 施工周期长。对均衡、持续、稳定的生产组织提出更高要求； 场地狭小。高山峡谷地域，施工作业面受自然条件限制大； 群英荟萃。施工方法群英荟萃，TBM法、D&B法并举；施工技术群英荟萃，存在多种技术同步，成熟与先进技术应用推广。多家施工单位及中外技术人员群英荟萃，是交流较量的大舞台。(3) “六大重难点” 高压大流量地下水治理是本项目技术与安全的难点； 高地应力岩爆是影响施工安全的主要风险因素； 高压灌浆是本
10、工程技术和质量的一个重难点； 资源配宜和特长隧洞通风，是快速掘进的矢键控制因素; 施工运输、调度、协调，是施工保障的重要因素； 科学组织、又好又快，是项目组织管理的重点。3 总体施工方案综述施工总体顺序安排原则：仃确保3#洞的贯通原则；坚持双洞捆绑，互相支援的原则；穿插安排施工工序的原则。施工总体顺序见图2。施工准笛利用东引2#支洞采用粘煤法进行洞口段施工3#；H TBM 锻装出发洞趾E1衆用粘爆怎逬疗二3#旧TBM iH装幷试掘进2kmTBM主机组装炯和后配套安装阿ILL3#汨TBM正武槪逬至2*500采用粘爆法进行3#汨TBM拆和洞施工3#;同 TBMJiSrifm 完毕3#泪利用横sfi
11、费网端分段逬行衬砌采用粘爆法进行潘浆作业牟辅通过4#泪线行潘桨yn .平洞锁气孔施500m 后4#洞米用粘爆法施工待TBM趙師2公里后即组织利用偵通逍逬行衬砌、灌舉作业牟辅通过3#洞绕行底拱完成后即恢复紈曲运辙系统ffiWj 3#洞堆开2个开弦工作面支援4#汨琳逬.4#洞货通进行地下水城中时堵3#汨利用横通适对剩余洞段分段进疗衬砌、滾啜乍业牟辆通过4#涧绕行.；跟兔时逬行3#洞横通遊封堵等后期処理适时进行4#旭RSsfiifl 施工排水润対堵等后期达理3#；目貝笛允水糸件工徨唆工图2总体施工顺序4#;目貝备允水条件：: 2#支洞采用钻 燥法进行洞 口段施工利用东2#支洞采用粘煤法依次逬 行排水
12、竖井排 水平洞及桧修斜 井等施工3#引水隧洞全长14148.38m，其中2+50015+285.205段采用TBM法施工 其余洞段采用钻爆法施工。4#弓冰隧洞全长11933.175m 全部采用钻爆法施工。鉴于隧洞总开挖高度13m不利于大型机械化作业，故全面应用正台阶法掘逬配合采用无轨运输系统。隧洞支护与掘逬同步，组织平行流水作业。隧洞衬砌全部采用分部作业方式，原则上采用先底拱，后边顶拱的作业模式组织实施。3#洞集中施工，4#洞分区浇筑。灌浆作业由于作业量大且较为集中，计划安排与衬砌同步组织实施。涌水处理是本工程的最大难点，计划针对不同涌水情况，采用超前注浆、导排封堵结合、钢瓦片防护等 针对性的
13、方法逬行综合治理。3.1钻爆法施工方法引水隧洞断面超大、距离趙长，为了达到快速掘逬和便于施工的目的，主要采用光面爆破上下台阶法施工方法。上台阶高8.59m,下台阶高44.5m；隧洞下半断面采用中间拉槽两侧跟进”分两次开 挖，边墙支护紧跟。3.2 TBM施工方法(1) 总体控制路线规划：按期安装并进行设备调试，争取提前贯通。(2) 施工运输方案规划：连续皮带机出渣；施工人员及材料、混凝土、配件采用轨道机车运输。(3) 超前地质预报方案规划：正常掘进期跟进短期超前地质预报，探测掌子面前方50200m的地质情况。(4) TBM设备掘逬施工参数控制方案：根摇不同围岩，施工调试期初步确定前期施工参数；施
14、工过程中 根据围岩地质情况、设备性能状况、刀具的曆损情况等，及时调整施工参数：施工后期由于主轴承及大小齿 轮等曆损较大，掘逬速度减慢，施工参数应选择较小的眶损工况。(5) 针对不同岩层条件及施工条件，制定相应的施工控制方案：n类围岩一一控制掘进速度，并不断调整优化；重点加强对不同地质洞段的稳定性分析，及时跟进系统 锚杆支护；加强刀具的冷却，适时更换曆损刀具。川类围岩一-不断调整掘逬速度，重点加强不稳定围岩的随机锚杆及系统锚杆的施工同时加强后配套 系统及辅助系统的协调管理。w类围岩一一控制掘进速度。重点加强超前地质预报，并准备足够的钢支撑、锚杆，及时喷射混凝土逬行初期支护保证顺利通过。V类围岩一控制掘进速度，重点加强短期超前地质预报，并配合超前钻孔探测，存在问题将立即停 机进行超前支护；掘进过程中，采用钢支撑、锚杆、挂网、喷混凝土及排水等加固措施，控制TBMI设备机 头方向，防止机头下沉、倾斜，偏离掘进方向，确保TBMI设备快速、顺利通过不良地质体
