选择电站开发方式的优化方法

电站开发方式选择为尾部开发方式与中部开发方式的比较，根据PD901地质勘探平洞的资料，沿PD901洞轴线将岩体划分为四个地质单元，其中C、D单元围岩条件较好，因此，尾部开发方式地下厂房布置在C单元内，中部开发方式地下厂房布置在D单元内。

（1）尾部开发方式。

1）工程地质条件。C单元的范围在250m左右，为探洞桩号0+260m～0+510m的岩体。岩性主要为斜长角闪岩和片麻状黑云母花岗岩，相间出露。岩体风化程度以微风化为主，微风化岩石饱和抗压强度126.7～150.8MPa。本段大多数断层宽度小于10cm，延伸较短，每米洞长发育的中等规模及以上断层条数为0.05条。裂隙以NE60°～80°为主，每米洞长发育NEE向长大裂隙条数为0.6条，大部分裂隙闭合无充填或充填石英脉，裂隙密集带发育有3条。地下水在本段主要呈少量涌水、渗水和滴水状态，总涌水量不大，每米洞长主要涌水点数为0.06个点，每米洞长涌水量为0.24L/min。岩体较完整，为Ⅱ～Ⅲ类围岩，局部断层破碎带附近为Ⅳ～Ⅴ类围岩。围岩质量评价为较好。

地下厂房洞室群布置主要受断裂构造的控制和影响。在C单元内对地下厂房洞室群布置影响较大的断裂主要有f54、f44、f46、f33、fc7等和1条裂隙密集带J3。地下厂房系统地质剖面图如图1.3.1所示。

f54断层主要特征：断层走向NW335°～NW342°，倾向SW，倾角72°～75°，断面局部扭曲。断层宽度1.5～2.0m，构造岩为断层角砾岩，断层面有泥质。断层带内岩体破碎，洞顶滴水。为压扭性断层，断层发育于斜长角闪岩岩脉中，在地表出露常形成负地形。受f54作用影响断层上盘岩体破碎，发育有裂隙密集带（J6），密集带内裂隙发育间隔0.5～5cm，岩性为斜长角闪岩，局部同化浸染，岩石破碎，具片理化迹象。

f33断层主要特征：断层走向NW350°，倾向SW，倾角64°，断层宽度为1.0～1.5m，压性，平行断面裂隙发育，岩石破碎，见石英细脉，滴水。底板处有宽3～5cm断层泥，胶结较差。断层发育于尾水洞段，对尾水洞段的局部围岩稳定不利。

f44断层主要特征：断层走向NW292°，倾向SW，倾角77°，宽度为10～20cm，张扭性，断面上有灰色断层泥、擦痕，带内岩石为碎裂结构，沿断层带渗水。断层切过厂房右端墙外侧安装间部位，与厂房轴线近正交。

f46断层主要特征：断层走向NE10°，倾向NW，倾角56°，宽度约为5cm，压性，断层带内黑云母化严重，见有红色断层泥。断层切过厂房顶拱，与厂房轴线的交角约为5°。

fc7断层主要特征：断层走向NW285°，倾向SW，倾角77°，断层宽度为1～15cm，压扭性，充填片状的斜长角闪岩，断面有少量的断层泥及石英薄膜，断层局部不连续，有分叉，延伸较长。断层在厂房下游，切过主变压器室。

J3裂隙密集带主要特征：裂隙密集带走向NW335°，倾向SW，倾角为71°，宽度为3m，压扭性，带内平行裂隙间距为3～10cm，岩石破碎，软弱，沿密集带滴水。

厂房区最大水平主压应力方向主要集中于NE50°～NE60°方向，主压应力值为6.91～20.00MPa；中间主应力接近铅直，应力值为9.05～11.96MPa；水平最小主压应力为5.41～12.50MPa。各应力值均随深度的增加而增大。

2）地下厂房洞室群布置。地下厂房洞室群主要包括主副厂房、主变压器洞、尾水闸门室、母线洞、主变压器运输洞、出线洞、排风平洞和排风竖井、通风洞、交通洞、排水廊道等洞室。主副厂房、主变压器洞两大洞室平行布置，主副厂房与主变压器洞间距46.0m。

根据C区的工程地质条件，厂房纵轴线方向考虑主要裂隙走向和最大主应力方向的影响，按NE15°布置，水道线路正进、正出。地下厂房洞室群布置在f33～f54断层之间完整性较好的岩体内，f54断层距厂房上游边墙有15～120m的距离，f33断层从尾水闸门室下游40m以外切过。厂区内地质条件较好，无大断层通过。

交通洞布置在安装场左侧，洞口位于下水库拦河坝下游的3号公路旁边，出口高程为1346.00m。通风洞布置在厂房右侧，洞口位于下水库拦河坝下游的3号公路旁边，出口高程为1375.00m。出线洞位于主变压器洞下游边墙，经出线平洞、出线斜洞地面出线场。

地面出线场位于下水库拦河坝与进/出水口之间的3号公路旁边，交通便利，适于设备的运输、安装和检修。地面副厂房靠近通风洞口布置。(www.xing528.com)

（2）中部开发方式。

1）工程地质条件。D单元岩体范围240m，探洞桩号0+610m～f62断层。岩性主要为斜长角闪岩和片麻状黑云母花岗岩，相间出露。岩体风化程度以微风化～新鲜为主，微风化岩石饱和抗压强度126.7～150.8MPa。本洞段每米洞长发育的中等规模及以上断层条数为0.05条。裂隙以NE60°～80°为主，每米洞长发育NEE向长大裂隙条数为0.4条，大部分裂隙闭合无充填或充填石英脉，裂隙密集带发育有4条。地下水在本段主要呈少量涌水、渗水和滴水状态，其中NEE向长大裂隙内富含地下水，且初始涌水量较大，一段时间之后，基本不涌水。每米洞长主要涌水点数为0.07个，每米洞长涌水量为0.23L/min。岩体较完整，Ⅱ～Ⅲ类围岩为主，局部断层破碎带附近为Ⅳ～Ⅴ类围岩。围岩质量评价为较好。

地下厂房洞室群的布置主要受断裂构造的控制和影响。在D单元内对地下厂房洞室群的布置影响较大的断裂主要为f67、f66、f65、f62、f57等和J9、J10裂隙密集带。

f67断层主要特征：推测断层走向NW330°，倾向SW，倾角76°，断层宽度约为5.4m，构造岩为断层泥、碎裂岩、糜棱岩，断面较平直光滑，断层带内岩体破碎，为压扭性断层，切过厂房洞室。

f66断层主要特征：推测断层走向NW330°，倾向SW，倾角71°，断层宽度约为0.7m，构造岩为角砾岩和碎裂岩，断面较平直光滑，为压扭性断层，切过厂房和主变压器室。

f65断层主要特征：推测断层走向NW330°，倾向SW，倾角70°，断层宽度约为3m，构造岩为角砾岩和碎裂岩，断面较平直光滑，断层带内岩体破碎，呈砂状，为压扭性断层，切过厂房和主变压器室。

f62断层主要特征：断层走向NW330°，倾向SW，倾角71°，断层宽度约为1.5m，构造岩为灰绿色断层泥、碎裂岩、角砾岩，断面较平直光滑，断层带内岩体破碎，为压扭性断层，切过厂房洞室。

f57断层主要特征：断层走向NW310°～NW330°，倾向SW，倾角72°～78°，断面局部扭曲，被f54错断。断层带宽度为1.5m，断层带物质主要为碎裂岩和断层泥。断层为压扭性，断层带内次生裂隙发育，岩体呈碎裂状，上盘有1m的影响带，片理发育；下盘为裂隙密集带（J7），带宽0.4～0.7m，裂隙发育间隔2～20cm，多闭合，无充填。下盘还发育有次级小断层（f58）。断层带及其影响带透水性较强，带内地下水较丰富，探洞内沿断层带长期涌水，局部呈线状流水。

J9裂隙密集带的主要特征：裂隙密集带走向NE10°，倾向NW，倾角70°，宽度为5m，压扭性，带内主要为片理极为发育的斜长角闪岩，平行裂隙间距1～5cm，岩石破碎，软弱，裂面有蚀变，切过尾水事故闸门室。

J10裂隙密集带的主要特征：裂隙密集带走向NW330°，倾向SW，倾角70°，宽度为1.4m，压扭性，带内裂隙发育，岩石破碎，裂隙平均间距为0.5～5cm。

2）地下厂房洞室群布置。根据D区的工程地质资料，中部开发方式地下厂房洞室群的位置选择在f61断层上盘，即由尾部方案厂房位置沿水道轴线向山体内移动363m，沿厂房纵轴线向拦河坝上游方向移动45.6m，厂房纵轴线仍为NE15°，水道线路正进、正出。中部开发方式地下厂房、主变压器洞两大洞室受主要断层和裂隙密集带影响较大，但地下洞室群位置的岩性、地应力、水文地质条件与尾部方案差异不大，综合分析，尾部方案略优。

地下厂房洞室群的组成与尾部方案相同。通风洞、排风洞、交通洞洞口位置不变，通风洞、排风上平洞长度加长，交通洞长度基本不变。

地面出线场位置调整到靠近厂房的山顶上，地面高程为1500.00m，3号公路至出线场之间设置交通公路，用于地面出线场的交通和设备运输。受地面出线场位置调整的影响，出线斜洞改为出线竖井，竖井高度约为194m，通向地面出线场，出线长度有所增加。

（3）开发方式比选。

电站尾部开发方式和中部开发方式两个方案从建筑物布置上都是可行的。经过比较表明，电站尾部开发方式较优，电站采用尾部开发方式。