TSP地質(zhì)超前預(yù)報(bào)在楊房溝水電站上壩交通洞中的應(yīng)用

在對(duì)國(guó)內(nèi)水電項(xiàng)目epc模式應(yīng)用現(xiàn)狀的調(diào)研以及對(duì)傳統(tǒng)dbb模式的優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)、水電開發(fā)新形勢(shì)的研究的基礎(chǔ)上,雅礱江流域水電開發(fā)有限公司結(jié)合國(guó)內(nèi)水電開發(fā)建設(shè)實(shí)際和楊房溝水電項(xiàng)目特點(diǎn),在楊房溝水電站這個(gè)百萬(wàn)千瓦裝機(jī)規(guī)模的項(xiàng)目上采用epc模式進(jìn)行建設(shè)管理,并相應(yīng)開展了epc項(xiàng)目管理的一系列策劃與實(shí)施,取得了一定成效。同時(shí),基于該項(xiàng)目epc模式的實(shí)踐情況,對(duì)包括設(shè)計(jì)管理、設(shè)備管理、制度規(guī)范、epc模式推廣等方面提出了相關(guān)建議。

2015年7月13日,四川省人民政府在成都舉行大渡河雙江口水電站、雅礱江楊房溝水電站集中幵工儀式。雅礱江楊房溝水電站位于雅礱江中游,電站裝機(jī)容量150萬(wàn)千瓦,計(jì)劃2021年11月投產(chǎn)發(fā)電。

楊房溝水電站壩址河谷狹窄,洪峰流量大,樞紐最大泄洪功率為10960mw,在國(guó)內(nèi)拱壩中處于較高水平。水電站泄洪消能采用\"壩身表、中孔泄洪+壩下水墊塘\"布置型式。文中通過(guò)方案比較,泄洪建筑物采用3個(gè)表孔和4個(gè)中孔的壩身集中泄洪方案,下游消能建筑物采用水墊塘+二道壩方案。表孔出口采用收縮型式、中孔出口采用收縮型式的寬尾墩。結(jié)合泄洪霧化分析,對(duì)水墊塘兩岸邊坡采用混凝土護(hù)坡、噴錨支護(hù)和排水孔等措施。

截流成功楊房溝建設(shè)翻開新篇章2016年11月11日上上午，四川涼山彝族自治州木里縣境內(nèi)，雅礱江中游河段楊房溝水電站大壩圍堰截流現(xiàn)場(chǎng)，雅礱江流域水電開發(fā)有限公司在這里舉行雅礱江楊房溝水電站大江截流儀式暨勞動(dòng)競(jìng)賽表彰大會(huì)。

闡述了tsp系統(tǒng)的探測(cè)原理,著重講解了tsp在巖溶隧道中探測(cè)溶洞、斷層等地質(zhì)災(zāi)害的應(yīng)用,結(jié)果表明,tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù)在長(zhǎng)大巖溶隧道建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用,對(duì)安全信息化施工具有重要意義。

tsp是一種新型的隧道地震探測(cè)儀器,通過(guò)高靈敏度的檢波器記錄的反射信號(hào),判別隧道洞身圍巖類別、完整性及保水性,主要用于隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。介紹了該系統(tǒng)的工作原理、數(shù)據(jù)理論基礎(chǔ)及成果判釋,以及該系統(tǒng)目前存在的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn),并介紹了該系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

隨著試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)已成為研究高拱壩整體穩(wěn)定性和安全度的重要方法。依據(jù)相似理論,按照1∶200比例建立楊房溝水電站整體三維地質(zhì)力學(xué)模型,模擬拱壩-基礎(chǔ)及兩岸主要的斷層、節(jié)理裂隙及風(fēng)化卸荷等地質(zhì)條件,采用水壓超載法進(jìn)行破壞試驗(yàn)研究,分析拱壩、基礎(chǔ)及兩岸壩肩抗力體的應(yīng)力、變形和穩(wěn)定安全度,研究拱壩-基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性、失穩(wěn)破壞過(guò)程及超載能力,并與國(guó)內(nèi)同類高拱壩研究成果進(jìn)行對(duì)比分析,綜合評(píng)價(jià)楊房溝拱壩-基礎(chǔ)整體穩(wěn)定安全度。研究結(jié)果表明,拱壩起裂安全度k1=2.5~3.0,非線性開始安全度k2=4.0~6.0,整體穩(wěn)定極限安全度k3=11.0?？梢?楊房溝水電站拱壩-基礎(chǔ)整體穩(wěn)定性較高。

本文以tsp-203為例,對(duì)tsp系統(tǒng)的基本原理、主要組成、技術(shù)特點(diǎn)、儀器參數(shù)以及數(shù)據(jù)的處理方法進(jìn)行了介紹,并列舉了工程實(shí)例對(duì)tsp的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了說(shuō)明,最后對(duì)tsp的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。

針對(duì)湖北大廣高速公路建設(shè)中紫荊山高巖溶隧道工程,利用tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),并結(jié)合隧道工程地質(zhì)情況,通過(guò)準(zhǔn)確預(yù)報(bào)工作,闡述了tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理和方法,探討了該技術(shù)在紫荊山隧道施工過(guò)程中的應(yīng)用效果,并將預(yù)報(bào)結(jié)果與實(shí)際工程進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該技術(shù)的可靠性。

隨著我國(guó)鐵路的建設(shè)，鐵路隧道施工數(shù)量越來(lái)越多。由于隧道地表勘察不能完全掌控隧道掌子面前方的地質(zhì)情況，為保證隧道施工的安全，必須對(duì)隧道前方的地質(zhì)變化情況進(jìn)行準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。tsp（tunnelseismicprediction）是一種預(yù)報(bào)精度較高、效率快、采集處理智能化的方法，它能夠預(yù)報(bào)隧道掌子面前方100～150m圍巖地質(zhì)體的性質(zhì)、位置和規(guī)模，并可以計(jì)算巖石的物理學(xué)參數(shù)。

由于隧道地質(zhì)的復(fù)雜性、多變性和不確定性,地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較低,這是國(guó)內(nèi)外隧道施工地質(zhì)界尚未攻克的技術(shù)難題。本文簡(jiǎn)要介紹了tsp系統(tǒng)的原理及工作方法,并結(jié)合東塘溝隧道施工,從測(cè)線布置、獲得較好的地震波及起爆系統(tǒng)的選擇等方面研究如何提高tsp的探測(cè)精度和距離。

2012年3月20日，由四川省涼山州移民工作局主持的楊房溝水電站（木里縣）建設(shè)征地實(shí)物指標(biāo)調(diào)查成果認(rèn)定會(huì)在西昌召開。會(huì)議聽取了中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)華東勘測(cè)研究院對(duì)實(shí)物指標(biāo)調(diào)查成果的匯報(bào)．對(duì)各項(xiàng)實(shí)物指標(biāo)調(diào)查成果進(jìn)行討論。會(huì)議充分肯定了華東院的工作后認(rèn)為．華東院開展的此次實(shí)物調(diào)查成果全面、真實(shí)、可靠、符合實(shí)際，可作為開展移民安置規(guī)劃大綱及規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)告編制的依據(jù)．會(huì)議各方代表對(duì)實(shí)物指標(biāo)成果進(jìn)行簽字認(rèn)定。該成果順利獲得州縣兩級(jí)政府的認(rèn)定，為下階段工作的開展奠定了良好基礎(chǔ)。

在水工隧洞施工的過(guò)程中,地面勘察和掌握的地質(zhì)資料難以完全揭示隧洞掌子面前方的地質(zhì)狀況,為了確保施工安全,必須在施工前開展有效的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)具有精度高、距離長(zhǎng)、效率高、效果好的優(yōu)點(diǎn),對(duì)地質(zhì)斷層、破碎帶、軟弱夾層和巖溶等預(yù)報(bào)效果突出,在國(guó)內(nèi)隧洞施工中發(fā)揮著重要作用。結(jié)合工程實(shí)例闡述tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的基本原理、特點(diǎn)、測(cè)線布置方式和預(yù)報(bào)判讀依據(jù),并對(duì)tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)在水工隧洞施工中應(yīng)用的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行分析。

簡(jiǎn)單介紹了tsp地質(zhì)超前預(yù)報(bào)的原理和檢測(cè)方法及組成、優(yōu)點(diǎn),針對(duì)柞水隧道地段地質(zhì)條件復(fù)雜的特點(diǎn),具體闡述了采用tsp技術(shù)對(duì)其進(jìn)行超前預(yù)報(bào)的步驟,根據(jù)探測(cè)結(jié)果得出結(jié)論,并提出相應(yīng)建議,對(duì)類似工程具有指導(dǎo)意義。

雅礱江楊房溝及卡拉水電站上鋪?zhàn)訙仙笆庸は到y(tǒng)采用濕法生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)過(guò)程中需對(duì)各級(jí)骨料用水沖洗,耗水量大,廢水濃度嚴(yán)重超標(biāo)。結(jié)合該工程特點(diǎn),采用了“機(jī)械預(yù)處理＋輻流沉淀池＋機(jī)械壓濾脫水”工藝進(jìn)行處理。介紹了工藝流程、所需主要設(shè)備及各處理車間的生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)。工程實(shí)踐表明,該廢水處理工藝效果顯著,污泥含水量及體積均有明顯降低。

將地質(zhì)雷達(dá)和tsp法結(jié)合起來(lái),可在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中取得較好的效果。以敘大鐵路b標(biāo)段中壩隧道進(jìn)口平導(dǎo)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)為例,介紹了地質(zhì)雷達(dá)和tsp法在隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的綜合應(yīng)用。介紹了兩者的基本原理,并對(duì)兩者的數(shù)據(jù)采集、分析、處理及預(yù)測(cè)結(jié)論進(jìn)行了比較。兩種方法的綜合應(yīng)用可以彌補(bǔ)使用一種方法的不足,使得預(yù)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

城市軌道交通隧道施工期間,tsp超前地質(zhì)預(yù)報(bào)可作為地勘資料的補(bǔ)充指導(dǎo)施工.通過(guò)分析大量tsp實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)各種可能產(chǎn)生異常信號(hào)的原因以及避免產(chǎn)生和接收到異常信號(hào)的措施進(jìn)行了研究.并且論述了一個(gè)tsp技術(shù)在城市軌道交通暗挖隧道中的應(yīng)用實(shí)例,經(jīng)后期開挖驗(yàn)證,tsp技術(shù)在城市軌道交通中取得了較好的效果,對(duì)施工過(guò)程中即將出現(xiàn)的地質(zhì)危害起到了提前預(yù)警的作用,值得進(jìn)一步推廣.

介紹了楊房溝高拱壩的建基面設(shè)計(jì),利用浙江大學(xué)adao程序進(jìn)行了拱壩體形優(yōu)化以及拱梁分載法應(yīng)力變形分析,并采用三維線彈性有限元法進(jìn)行了壩體應(yīng)力變形復(fù)核。最后對(duì)壩基綜合變形模量及封拱溫度進(jìn)行敏感性分析,研究壩基模量及封拱溫度變化對(duì)大壩應(yīng)力的影響,論證了楊房溝拱壩的設(shè)計(jì)體形對(duì)壩址及封拱溫度具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

準(zhǔn)確地進(jìn)行隧道超前預(yù)報(bào),能有效降低施工風(fēng)險(xiǎn),確保施工安全和進(jìn)度,減少工程事故的發(fā)生。該文闡述了tsp法勘探的基本原理和方法,探討該技術(shù)在隧道超前預(yù)報(bào)中的應(yīng)用效果。

tsp-203是專門為隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)所設(shè)計(jì),目前廣泛應(yīng)用。介紹了tsp203型超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的組成、性能以及工作原理與野外數(shù)據(jù)采集方法,數(shù)據(jù)處理的步驟等,并結(jié)合工程實(shí)例分析說(shuō)明其應(yīng)用效果。

某隧道施工中采用tsp技術(shù)進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),從開挖過(guò)程來(lái)看,洞身圍巖揭示隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論符合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況。根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)論,結(jié)合掌子面實(shí)際開挖情況,隨時(shí)調(diào)整開挖進(jìn)尺,采取必要措施,保證了隧道的安全、優(yōu)質(zhì)貫通。

12月16日上午，雅礱江流域中游第6級(jí)水電站楊房溝水電站建設(shè)管理局（籌）在西昌正式揭牌，標(biāo)志著雅礱江楊房溝水電站前期工程啟動(dòng)，也標(biāo)志著雅礱江中游水電項(xiàng)目開發(fā)全力提速。該電站總裝機(jī)容量將達(dá)150萬(wàn)千瓦，總投資170．037億元，建成后，多年平均發(fā)電量將達(dá)59．62億千瓦時(shí)，可替代同等規(guī)模的火電機(jī)組，相應(yīng)每年可節(jié)約原煤約222萬(wàn)噸，減少排放二氧化碳約576萬(wàn)噸。