双室式调压室引水系统的布置方案优化

1.1.1　双室式调压室的引水系统布置

根据2001年11月和2002年5月中国水电顾问有限公司对小天都水电站的 《小天都水电站预可行性研究报告》和 《小天都水电站可行性研究报告》[1]审查批复情况，小天都水电站采用双室式调压室及相应的引水系统布置方案，如图1、图2所示。

按照双室式调压室的引水系统方案，电站设计引用流量77.7m3/s，沿瓦斯河右岸，经过核桃坪沟、大丈桥沟、大河沟、岳家山沟至调压室，全长6131.967m，隧洞水平埋深约300～500m，垂直埋深300～520m。

1.1.2　采用双室式调压室方案，引水系统遇到的难题

采用双室式调压室的引水系统方案，遇到了以下三个方面的难题。

图1　采用双室式调压室引水系统布置方案平面图(www.xing528.com)

图2　采用双室式调压室引水系统的布置方案剖面图

（1）地质难题[1，4，5]。小天都水电站工程区在大地构造上处于康滇地轴北端的西缘，位于北西向鲜水河断裂带和南北向安宁河～大渡河断裂带所夹持的相对稳定的结晶地块上。工程区附近地质构造复杂，地震频繁，尤以鲜水河断裂带的新构造活动对工程影响最大。表现为山体风化剥蚀强烈、卸荷崩塌严重、地表冲沟中泥石流发育等。

虽然小天都水电站的地下洞室位于坚硬致密的晋宁～澄江期斜长花岗岩岩体内，但地处2000～4000m高程的高山、极高山区，这段河谷山势陡峻，坡度达35°～50°，局部达60°以上。由于受冰雪交替冻融，在山顶风化强烈、卸荷崩塌严重。按双室式调压室方案（调压室处的地面高程2106～2168m），据地勘揭示：在调压室上室部位岩体结构面发育，有张开裂隙13条，张开度达10～50cm，最大达0.5～0.8m，延伸长度达10～25m。据推测，调压室附近的水平卸荷裂隙深度可达200m以上。显然，在这样的地质条件下修建调压室不仅耗资大，而且有较大的施工安全隐患。后续的地勘进一步揭示：在原拟定的调压室附近500m范围内的山体卸荷裂隙风化并无好转，但随着高程降低，洞室上覆岩体加厚，岩体的完整性显著提高，PD2探洞除进口120m属Ⅲ～Ⅳ类围岩外其余可达Ⅱ类围岩。如果能降低调压室的布置，将有较好的地质条件。

（2）环境保护难题[4，5]。按照双室式调压室方案，要进行引水隧洞和调压室施工，必须在山坡上修建8.9km的施工道路 （含一条长700m的公路隧道）与引水隧洞和调压室的施工支洞相连。在像瓦斯河这样的高山峡谷中修建上山施工道路难度大，而且还会破坏山坡上的植被，造成水土流失，危及山体稳定。

（3）影响318国道的难题[4，5]。318国道是内地进藏的最重要的经济国防道路，在小天都工区范围内也沿瓦斯河右岸布置。由于工程区河谷山势陡峻，而公路都沿山脚布置。如果在山坡上修建施工公路，势必会在6个月以上严重影响318国道的正常通行，但这绝对不允许。