惠蓄电站工程地质三维统一模型和相应的工程地质分析分别如彩图8.9～彩图8.12所示。其中,彩图8.9为厂区输水发电系统工程地质剖面分析,包括沿A、B输水系统轴线的全剖切图和沿A系统主厂房、主变室、尾闸室三大洞室轴线的剖切分析图;彩图8.10所显示的工程地质统一模型主要包括2个不同的岩层、覆盖层、101个规模不等的断层构成的断层网络、43个侵入岩脉体、风化界限(全风化、强风化、弱风化下限)、上下库水位面,以及输水发电系统、施工支洞等水工建筑物;彩图8.11为厂区工程地质平切分析,包括厂房区域135m和246m高程平切图;彩图8.12是地下洞室群地质模型的一系列分析。
惠蓄电站工程区域岩层较为简单,但断裂构造、侵入体等极其发育,复杂的断层网络、裂隙、岩脉等软弱岩带可能引起的突然塌方、涌水等地质灾害给设计和施工带来很大的困难;同时这也是该工程地质建模遇到的最大难题,对此笔者提出了面向地质构造的复杂断层网络建模方法,解决了众多交错发育的断层建模问题。(www.xing528.com)
惠蓄电站工程三维地质模型已成功应用于广东省水利电力勘测设计研究院地下洞室群设计和中国水利水电第十四工程局地下厂房施工中。在设计方面,通过遭遇缺陷构造地质的三维参数化布置可视化快速反应分析,直接在地质模型上进行建筑物布置设计,实现了地质与水工的有机结合,有助于方案优化设计,设计效率与设计水平得到明显提高;在施工方面,基于快速反馈更新的三维地质模型对地下厂房进行模拟开挖和相关的剖切分析,能及时提供地下洞室前方地质条件的变化信息,获取掌子面前方断层、岩脉等软弱结构的准确资料,有针对性地制定施工开挖方案,采取有效措施,安全通过不良地质区域,减少了施工过程中的盲目性和事故发生率。例如,如彩图8.13(a)所示,通过模型剖切分析,在A厂主厂房进厂交通洞附近发现一处规模较大的岩脉δ17,破坏了岩体的完整性,利用地质模型精确预测到其产状位置,提前采取措施避免了可能发生的事故,开挖后通过实地考察对比可知:在模型开挖面上,δ17离A厂进厂交通洞洞轴线距离Lm=16.438m,由现场实地考察[彩图8.13(b)]得知,该段实际距离L=16.10m,模型中δ17构造的预测精度达到97.90%。该技术快速准确地提供了超前地质信息,为应对惠蓄地下厂房施工过程中遇到的不良地质现象提供了一条新的途径。
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