某水电站引水隧洞蚀变围岩施工技术研究
2021-08-23张树军,贺宁波,周志东
四川水力发电 2021年3期
张 树 军, 贺 宁 波, 周 志 东
(中国安能第三工程局有限公司,四川 成都 611135)
1 概 述
某水电工程位于大渡河上,工程规模为二等大(2)型,电站安装4台机组,总装机容量为108万kW,采用混凝土闸和面板堆石坝+左岸引水系统+地下厂房的枢纽总布置方案。引水系统建筑物包括引水隧洞、调压室、压力管道等。两条引水隧洞平行布置,平均长度约14.4 km,洞径为13.5 m,两洞间距为60 m。
洞室围岩主要为晋宁-澄江期花岗岩,辉绿岩脉穿插其中。经过十亿多年的演化和运动,岩石受到碰撞、挤压、蚀变等作用造成岩体结构面发育,岩石破碎,花岗岩中长石蚀变严重,围岩质量下降,稳定性差,对施工造成重大影响。因此,如何对蚀变围岩进行分类并有针对性地采取有效的施工方法是施工中必须研究的课题,笔者对此进行了分析和阐述。
2 围岩蚀变程度的分类
2.1 蚀变岩的形成过程与原理
围岩蚀变系指围岩受到流体和热液作用发生的各种交代变质作用,是一个新的物理化学变化过程。
花岗岩的围岩蚀变主要是长石的化学变化,长石的化学变化一般包括水解作用和水溶作用。水解作用主要是水离解成H+和OH—离子,导致酸性反应或碱性反应。例如,正长石在水的作用下具有以下水解反应:
(1)
如果不是纯水,水中含有酸类物质,如碳酸,就会加速岩石的蚀变,因为碳酸根可以剥夺矿物中的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等阳离子形成碳酸盐,破坏岩石矿物的原有结构。以正长石为例:
(2)
KOH、K2CO3等可溶盐及SiO2胶体会随水流失,而高岭土不溶于水残留下来,与花岗岩中稳定的SiO2或氧化铁等形成残留的蚀变岩。……
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