某水電站引水隧洞施工與運行期的穩定性模擬分析

1 引言

新疆雖屬內陸干旱區，但水資源儲量豐富，其水能資源總蘊藏量達4 054 萬kW，位居全國第四，水能資源理論蘊藏量在1 萬kW 以上的河流有340 條，占全國的4.96%[1]。 近年來，新疆的水利水電工程建設取得了長足的發展， 而且在未來水電能源的占比將進一步增加[2]。這些水電工程在開發過程中將遇到各類巖石， 圍巖穩定與否將是水電工程能否安全施工和運營的關鍵[3]。

鑒于此， 本文以新疆某典型水電工程引水隧洞為研究對象，在詳細分析其工程地質條件的基礎上，建立三維數值模型，對施工和運營條件下隧洞圍巖的穩定性進行計算。 所得結論可為新疆地區類似工程的設計和施工提供一定的參考和借鑒。

2 工程概況

該項目位于新疆巴音郭楞蒙古自治州境內， 為引水式電站，其上游為A 水電站，下游為B 水電站。 背景水電站以發電為主，水電站發電引水流量170 m3/s，正常蓄水位1 351.3 m（A水電站尾水），尾水1 316.3 m，裝機容量49.5 MW。

引水發電隧洞穿越開都河出山口左岸Ⅳ級基座階地，總的地勢南高北低，地形開闊，海拔1 360.0～1 390.0 m，除個別沖溝處基巖出露外，基本為第四系上更新統沖積物覆蓋。 隧洞沿線沖溝走向多以NE 向為主，規模較大的沖溝主要有3 條（2#、3#、4#），穿越處溝底寬8.0～21.0 m，切深5.0～24.0 m。 隧洞洞線位于近東西向展布的洪水溝復背斜南翼， 夾于北部的可肯達坂大斷層與南部的松樹達坂大斷層之間， 根據地質測繪成果及航衛片解譯，隧洞區無大的斷裂構造分布。

根據工程地質勘察， 隧洞及廠房的地層巖性主要為中泥盆統薩阿爾明組下亞組（D2sa）灰巖、火山角礫巖及上第三系中新統桃樹園組砂質泥巖。……