锦屏超高压岩体水压致裂法地应力测试系统研制与应用 - 长江科学院.pdfVIP

　 第２９卷第８期 长　江　科　学　院　院　报 Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．８　　 　　２０１２年 ８月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ａｕｇ．２０１２　 　 　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－５４８５．２０１２．０８．０１１ ２０１２，２９（８）：５８－６１，７１ 锦屏超高压岩体水压致裂法地应力 测试系统研制与应用 马　鹏，赵国平，张永永，吴春耕 （浙江华东工程安全技术有限公司，杭州　３１００１４） 摘要：锦屏二级水电站引水隧洞上覆岩体一般埋深１５００～２０００ｍ，最大埋深约为２５２５ｍ，具有埋深大、洞线长、洞 径大的特点，为超深埋长隧洞特大型地下水电工程。最大地应力可达到７０ＭＰａ以上，在隧洞开挖过程中，由于存 在超高的地应力，局部岩体出现了强烈的岩爆和变形，给隧洞的设计、施工及安全带来很大的困难和隐患。加上钻 孔中经常出现岩饼现象，常规的孔径应变法和水压致裂法地应力测试难以有效进行。为了能够实测到深部岩体的 地应力状况，开展了超高压应力状态下的岩体地应力测试方法研究，成功研制出了超高压水压致裂法地应力测试 系统，并在锦屏工程中得到了实际应用，取得了良好的测试成果。此测试系统的成功研发，为将来在公路、铁路、水 电和矿业等领域的超埋深超高地应力的测试提供了条件。 关　键　词：锦屏二级水电站；超高压；地应力；水压致裂；测试系统 中图分类号：ＴＵ４５７　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１－５４８５（２０１２）０８－００５８－０４ 逐步向深部进行。随着洞深和埋设的加大，应力也 逐步增大，洞壁出现岩爆，钻孔出现饼状岩芯，常规 １　工程概况 的水压致裂法设备和孔径应变法已无法满足地应力 锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州境 测试要求。为此，２００９年浙江华东工程安全技术有 内的雅砻江锦屏大河弯处雅砻江干流上，系利用雅砻 限公司进行了高应力条件下的原位地应力测试方法 江锦屏１５０ｋｍ长大河弯的天然落差，裁弯取直凿洞 的专题研究，其中之一即超高应力条件下水压致裂 引水，额定水头２８８ｍ的优越水力条件。电站装机容 法地应力测试系统的研究。经过３年的努力和现场 量为４８００ＭＷ，单机容量６００ＭＷ，多年平均发电量 反复实践，成功研制出一套测试压力为１００ＭＰａ的 ２４２．３亿ｋＷ·ｈ，保证出力１９７２ＭＷ，年利用５０４８ｈ。 水压致裂法地应力测试系统，并成功完成现场６组 它是雅砻江上水头最高、装机规模最大的水电站，属 三维地应力的测试，单孔实测最高岩体致裂压力达 雅砻江梯级开发中的骨干水电站。工程枢纽主要由 ９２．１ＭＰａ，取得满意的测试成果。 首部低闸、引水系统、尾部地下厂房３大部分组成，为 ［１－２］ 一低闸、长隧洞、大容量引水式电站 。 ２　水压致裂法地应力测试基本原理 锦屏辅助洞是锦屏一级、二级水电站前期工程的 重要项目，其作用是沟通东、西雅砻江的交通，并作为 和方法 锦屏二级水电站引水隧洞的施工辅助洞。辅助洞进 　　水压致裂法地应力测量是利用一对可膨胀的橡 口位于西雅砻江景峰桥上游１５０ｍ处，出口位于东雅 胶封隔器，在预定的测试深度封隔一段钻孔岩体，然 砻江大水沟下游４００ｍ处，大致沿东西向穿越锦屏 后泵入液体对该段钻孔施压，根据压裂过程曲线的 山，由２条平行的长约１７．５ｋｍ的单车道隧道组成，两