清远抽水蓄能电站地下厂房岩体变形试验研究

岩 体 在 高压 力 下 的 变形 特 性 ，为 工 程设 计 提 供 依 据 。 关 键 词 ：岩 体 ；变 形试 验 ；地 下 厂 房 ；清 远 抽 水 蓄 能 电站 Ｅ ｐ ｒ ｎａ Ｒ ｓａ ｃ ｎＲｏｋＭａｓ ｆｒ ｔ ｎｏ ｄｒ ｒｕ ｄＰ ｗｅｈ ｕｅｆｒＱｉｇ ｕ ｎ ｘ ｅｉ ｔｌ ｅｅ ｒｈｏ ｃ ｓ Ｄｅｏｍａｉ ｆ ｍｅ ｏ Ｕｎ ｅｇ ｏ ｎ ｏ ｒｏ ｓ ｎ ｙ ａ ｏ
图 １ 岩 体 变 形试 验装 置 示 意
点 位 于 地 下 厂 房 Ｐ １ １ Ｗ 探 洞 支 洞 ，桩 号 ５ Ｄ０ — Ｓ ３ ｍ 处 。 试 验 点 编 号 为 Ｉ— Ｄ０ — Ｓ 一 ５ 。 试 验 点 岩 性 Ｐ １ １Ｗ ０ ３ 为 灰 白色 燕 山 三 期 中粗 粒 黑 云 母 花 岗 岩 ，主 要 成 分
积 累 了经 验
西 组 ：共 ４条 ．产 状 Ｎ１ 。 ３ 。 ＮＥ ６ 。 ８ ｏ 以 ０ ～ ５ Ｗ／ ５ ～ Ｏ ． 棱 岩 组 成 ， 轻 度 绿 泥 石 化 ，局 部 见 高 岭 土 化 蚀 变 ，
断 层 面 见 擦 痕 。 大 多 胶 结 较 好 ，少 量 有 断 层 泥 ． 胶
高 岭 土 化 蚀 变 ，具 多 期 构 造 活 动 特 征 ， 以张 性 为 主 ，
先 压 扭 后 张 开 ，断 面 见 多期 擦 痕 。大 多 胶 结 较 好 ．
化 岗 岩 ，岩 体 较 新 鲜 完 整 ． 断 层 构 造 发 育 不 多 ． 工 程 地质 条件较 好 。
岩 体 的 变 形 特 性 关 系 到 地 下 厂 房 围 岩 稳 定 ．关
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 ３ ｍ。 枢 纽 工 程 由上 水 库 、 ２ｋ
下 水 库 、输 水 系 统 建 筑 物 、地 下 线 路 有 较 多 基 岩 露 头 ，地 表 第 四 系 覆 盖 层 较 薄 ， 山体 山坡稳 定 。
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级 压 力 下 的 分 级 变 形 小 ．且 比 较 均 匀 ，总 变 形 小 。
２ 试验方法
岩 体 变 形 试 验 按 Ｓ ６ － ２ ０１ 《 利 水 电 工 程 Ｌ２ ４ ０ 水 岩 石 试 验 规 程 》 第 ６ １节 的 规 定 进 行 。 试 验 采 用 刚 ．
性 承 压 板 法 ， 承 压 板 直 径 ５ ０ｍｍ ， 承 压 面 积 ２ １ ３ ２ ２ ２ ． ７
少 量 有 断 层 泥 、糜 棱 岩 ，胶 结 稍 差 ，延 伸 长 ，宽 度
一
般 ０１０３ｉ， 沿 断 层 局 部 有 渗 滴 水 现 象 。② 北 北 ． ．ｎ ～
中 、 陡 倾 角 为 主 。 断 层 主 要 由角 砾 岩 、碎 裂 岩 、糜
系 到 工程 安全 与 经济 。采用 刚性 承压 板 变形 试 验方 法 对 各 类 岩 体 进 行 了 变 形 试 验 ， 为 工 程 勘 察 设 计 提 供 了 依 据 。 同 时 ，为 今 后 同 类 工 程 的 岩 体 变 形 试 验
ｃｍ ｚ
。
在 最 大 压 应 力 １ ． ａ下 的 总 变 形 为 ９ ｍ， 残 余 ０４ ＭＰ １
变 形 为 ３ ｍ，弹 性 变 形 为 ６ ｍ， 回 弹 率 为 ６ ％ ， １ ０ ６ 弹 性 模 量 为 ６ ５ ａ， 变 形 模 量 为 ４ ３ ８ ７ ２ ＭＰ ５３ １
地 下 厂 房 布 置 在 输 水 发 电 系 统 中 部 ，为 首 部 式 ， 厂 房 规 模 巨 大 ， 厂 房 长 ｘ ｘ高 为 １ ８５ ｍｘ ５５ ＢＸ 宽 ６． ２ ． ５ ． ｍ 。 地 下 厂 房 区 岩 性 为 燕 山 期 中 粗 粒 黑 云 母 ７９
中 粗 粒 黑 云 母 花 岗 岩 ，风 化 程 度 为 微 风 化 ～ 鲜 。 新
１ 地下厂房 区基本 地质条件
收稿 日期 ：２ １ － １ ２ ０１１－４
厂 房 位 于 输 水 线 中 部 ，该 处 地 形 较 完 整 ． 地 面 高 程 为 ３ ０ ５ ０ ｉ 右 ．厂 房 埋 深 ２ ０ ４ ０ ｉ 沿 ６ ～ １ ｎ左 ８ ～０ ｎ
作 者 简 介 ：潘 亨 永 （９ ３ ） 男 ，贵 州 仁 怀 人 ， 高 级 Ｔ 程 师 １６一 ， 博 士 ，从 事 岩 土 工程 勘 察 与 研 究 工 作 ．
地 下 厂 房 和 高 压 岔 管 岩 性 为 燕 山 期 （／ （） ＂２ ） ” ５
站 及 场 内 公 路 等 组 成 。 电 站 设 计 装 机 容 量 １２ ０ ８ Ｍｗ （ ｘ ２ ４ ３ ０ ＭＷ ） ，工 程 等 别 为 一 等 大 （）型工程 。 １ 上 、下 库 自然 高 差 约 ４ ０ｉ ，水 平 距 离 ２ ４ ９ ｍ。 ８ ｎ ３
Ｋｅ ｒｓ ｒｃ ａｓｄｆｒ ａｉ ｓ ｕ ｄ ｒ ｏ ｎ ｏ ｅｈｕｅ Ｑ ｎｙａ ｕ ｐ ｄ ｓ ｒｇ ｏ ｅ Ｓａ ｏ ｙＷｏ ｄ：ｏｋｍ ｓ； ｅ ｍ ｔ ｎｔ ｔ ｎ ｅ ｒｕ ｄｐ ｗ ｒｏｓ； ｉｇｕｎＰ ｍ ｅ－ｔ ａｅＰ ｗ ｒ ｔｔ ｎ ｏ ｏ ｅ； ｇ ｏ ｉ
中 圈 分类 号 ： Ｕ ５ （ ６ ） Ｔ ４ ８２ ５ 文 献 标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：５ ９ ９ ４ （ ０ ２ ０ ～ ０ １ ０ ０ ５— ３２ ２ １ ）４ ０ １ － ３
第３ ８卷第 ４期
２ １ 年４ ０ ２ 月
水 力 发 电
淆 运 抽 水 蓄 能 电玷 地 下 厂 房
岩 俸 变 形 试 验 研 究
潘 亨 永 ，王殿 春 ，贺 猛
（ 东 省 水 利 电力 规 划勘 测 设 计 研 究 院 ，广 州 广 东 ５ ０ ７ ） 广 １ １ ０
摘 要 ：清 远 抽 水 蓄 能 电 站 地 下 厂 房 规模 巨大 ，电 站 岔 管 水 头 压 力 高 。采 用 刚 性 承 压 板 变 形试 验 方法 ，研 究 了各 类
０．～ ． ｍ ， 局 部 宽 度 达 １５ ２０ｍ ， 无 影 响 带 。 １ ０５ ．～ ．
厂 房 区 裂 隙 发 育 方 向 与 断 层 发 育 方 向基 本 一 致 ，
主 要 发 育 ３组 节 理 裂 隙 ：① 近 Ｅ 组 ：产 状 Ｅ Ｗ Ｗ～
Ｎ８ ｏ Ｓ、Ｎ ８ Ｏ ５ ，张 性 ， 延 伸 长 ， 多 充 填 钙 ０ Ｗ／ ０ ８ 。
探 洞 的 主 洞 Ｐ １及 Ｐ １ １ Ｗ 、 Ｐ ０ —１ Ｐ １ Ｄ０ ＤＯ — Ｓ Ｄ １ Ｓ、 Ｄ０ — １ Ｅ、 Ｐ １ ２ Ｓ Ｄ０ — Ｓ各 支 洞 内 进 行 。
图 ２ Ｉ 围 岩 压应 力 一 垂 直 变 形 关 系 类
岩 体 的 压 应 力 一 垂 直 变 形 关 系 呈 直 线 形 。 在 各
产 状 Ｎ３ 。 ４ 。 ／ Ｗ （ 内 ） ０ ～ ５Ｅ Ｎ 洞 ６ ￣ ６ 。 以 中 等 倾 ０－ ５ ， 角 为 主 。 断 层 带 主 要 由 角 砾 岩 、碎 裂 岩 组 成 ， 多 充 填 石 英 脉 和 暗 色 矿 物 ，胶 结 较 好 ， 以 张 性 为 主 ，少 量 为 压 扭 性 ， 断 面 见 ４ 。 斜 向 擦 痕 。 宽 度 一 般 ５角
Ｐ ｍｐ ｄ ｓｏ ａ ｅＰｏ ｒ Ｓ ａ ｉ ｎ ｕ ｅ － ｔ ｒ ｇ ｗｅ ｔ ｔ ｏ
Ｐａ Ｈｅ ｙ ｇ ｎ ｎｇ ｏｎ ，Ｗ ａ ｇ Ｄｉｎｅ ｕｎ ｎ ａ ｈ ，Ｈｅ Ｍ ｅ ｇ ｎ
（ｕ ｎｄｎ ｙ ｒｐｗ ｒ ｌ ｎ ｇ Ｄ ｓ ｎＩｓｔｔ， ｕｎ ｚｏ １０ Ｇ ａｇｏ ｇ Ｃ ｉａ Ｇ ａｇ ｏｇ ｄｏｏ ｅ Ｐａ ｉ ＆ ｅｉ ｔｕ Ｇ ａ ｇｈｕ５ ０ ７ ， ｕ ｎｄ ｎ， ｈｎ） Ｈ ｎｎ ｇ ｎｉ ｅ １ Ａｂｔａｔ Ｔ ｅｕ ｄ ｒ ｏ ｎ ｏ ｅｈｕｅｏ ｉｇｕｎＰ ｍｐｄ ｓ ｒｇ ｏ ｅ ｔ ｉ ｒｅ ａｄｔｅｈ ａ ｉ ｒａｉ ｓ ｓ ｃ： ｈ ｎ ｅ ｒｕ ｄｐｗ ｒｏｓ ｆ ｎｙ ａ ｕ ｅ －ｔ ａｅＰｗ ｒ ａ ｏ ｉ ｌ ｇ， ｎ ｅｄｉ ｂ ｕｃｔ ｎｉ ｒ ｇ Ｑ ｏ Ｓ ｔｎ ｓａ ｈ ｎ ｆ ｏ
Ｗ ｔ ｏｅ Ｖ １ ８Ｎ． 田 ａ ｒ ｗ ｒ ｏ ３ ｏ４ ｅＰ ．
水
／ 发 Ｊ
电
ＺＯｌＺ ： ４ 月 牢
结 稍 差 ， 以 压 扭 性 为 主 。宽 度 ０２ １５ ｍ。 少 量 断 面 ．～ ．
有 潮 湿 或 地 下 水 滴 渗 现 象 。 ③ 北 东 向 组 ：共 ６条 ，
直 变 形 关 系 见 图 ２。
多 形 成节 理密 集 带 ；③ Ｎ Ｅ组 ：产状 Ｎ ５ ～ ０Ｅ Ｎ ２ 。４ 。 ／ Ｗ
５ｏ ８。 闭 合 ，延 伸 长 ，多无 充 填 或 石 英 脉 充 ５～５ ，
填 ，胶 结 好 ，干 燥 。
地 下 厂房 嗣岩 主要 以微 风化 ～ 鲜花 岗岩 为主 ， 新 断 裂 不 甚 发 育 ，具 整 体 和 块 状 结 构 ， 围 岩 类 别 以 Ｉ
～
Ⅱ类 为 主 。 主 厂 房 、主 变 室 、尾 闸 室 、高 压 岔 管 、
引 水 支 管 、尾 水 支 管 及 尾 水 岔 管 位 置 断 层 裂 隙 不 甚
发 育 ，避 开 了 附 近 主 要 断 层 ， 围 岩 稳 定 性 好 。
本 次 对 地 下 厂 房 区 的 Ｉ、 Ⅱ 、 Ⅲ类 和 Ⅳ 类 围 岩 共 进 行 了 ８个 点 的 岩 体 变 形 试 验 ，试 验 在 地 下 厂 区
质 ，胶结 一般 ～ 差 ，少 量滴 渗 水 ；② Ｎ Ｗ 组 ：产 较 Ｎ
状 Ｎ１ 。 ３ 。 Ｎ ６ 。 ８ 。 ０ ～ ５ Ｗ／ Ｅ ０ ～ ５ ，多 闭 合 ～ 张 ，延 伸 微 长 ，少 数 钙 质 充 填 ，胶 结 较 好 ， 局 部 潮 湿 或 滴 水 ，
为 石 英 、 黑 云 母 ， 岩 质 坚 硬 ，岩 体 完 整 ，未 见 裂 隙 ， 试 样 表 面 及 周 围 有 浸 水 。 岩 体 变 形 试 验 压 应 力 一 垂
ＭＰ 。 试 验 表 明 ， Ｉ类 同 岩 岩 体 变 形 试 验 的 分 级 变 ａ
形 、总 变 形 及 残 余 变 形 均 小 ，弹 模 、变 模 高 。
最 大 压 力 分 ５级 逐 级 一 次 循 环 法 进 行 试 验 。 依
３２ ¨类 围岩 ．
地 下 厂 房 区 发 育 ３组 断 层 ， 断 层 规 模 一 般 不 大 ．
主 要 为 裂 隙 性 断 层 ：① 近 东 西 组 ：共 ８条 ， 产 状
Ｅ ～ ０Ｗ ／ Ｗ Ｎ８ 。 Ｓ、 Ｎ ８ Ｏ ５ ， 以 陡 倾 角 为 主 。 断 层 ０ ８ 。 以 角 砾 岩 、 碎 裂 岩 为 主 ，充 填 钙 质 和 石 英 ，局 部 见