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在岩溶地区修建长引水式发电站时,所布置的引水发电隧洞将不可避免地会遇到岩溶涌水等岩溶地区特有的工程地质问题。而长期以来,受勘探手段的限制,除采用地表调查并结合少量的钻探工作外,对岩溶地区长大引水隧洞的勘测,投入的勘察工作量较少,且主要是宏观控制,主要做到基本选定洞线即可,重点是施工期地质补充勘探与施工地质工作。这种勘探思路的缺点是显而易见的,隧洞在施工过程中,一旦出现前期勘测过程中未曾预料的不良地质问题,可能会导致隧洞改线,或大大增加施工处理难度,造成投资预算成倍突破,在市场经济条件下,业主将承担极大的投资风险。多年的实践证明,在岩溶地区,忽视前期勘测工作,或压减前期勘测工作量,缩短勘测工作周期,最后大都得不偿失。
目前,对岩溶涌水的预报,主要根据地质调查资料,从地质结构、构造以及地表岩溶发育特征等方面进行。但由于岩溶发育的不均一性,岩溶管道的发育位置有时并不与构造密切相关,仅以地表调查资料为基础,根本无法进行准确的预测。涌水量的大小预测问题,影响因素亦较多。如何通过前期有效的勘探工作,对引水发电隧洞洞线进行优化选择,减少各种可能存在的岩溶工程地质问题对引水发电洞施工的影响,降低工程投资,或预测可能存在的主要岩溶工程地质问题,为设计合理的施工与处理方案提供准确的地质资料,是水利水电工程地质人员长期探索的课题。
本次课题研究结合清水河大花水电站可行性研究阶段的勘测工作,根据地形地貌及地层结构等地表地质特征,对认为可能发生岩溶涌水的洞段进行初步筛选,然后用先进的EH-4连续电导率成象技术,对岩溶可能发育的部位、规模进行宏观控制,并利用少量钻孔对物探资料进行验证。采用地质调查、物探EH-4连续电导率成象技术、钻探、试验等多方法相结合的方式,对该电站长5.4km的引水发电隧洞中,岩溶可能发育的洞段、可能存在涌水的部位及涌水量的大小进行分析、预测。课题研究认为,可能发生岩溶涌水的洞段,主要集中在后寨、幺老寨及龙洞三个冲沟处,并对岩溶发育的规模、涌水型式、清水量的大小等进行了分析、预测,研究获得的成果为该电站可研报告所引用,并在可研阶段审查时,获得了评审专家的好评。
清水河大花水电站引水发电隧洞所采用的勘测思路及手段,被实践证明是较为有效的。通过加强前期勘测工作,获取更加丰富的地质资料,提高前期地质预测精度,基本解决了隧洞勘测中对岩溶发育位置、规模不易确定、涌水量大小不易预测的问题,亦为今后水利水电长大引水发电隧洞的岩溶水文地质勘测,提供了一个较好的借签经验,具有较强的实践意义。