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文档简介
Q/LB.□XXXXX-XXXX目次TOC\o"1-1"\h\t"标准文件_一级条标题,2,标准文件_附录一级条标题,2,"前言 II1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 24电站库址选择 34.1通用要求 34.2选址流程 34.3地表水库库址选择要求 44.4地下水库库址选择要求 55井下蓄水空间遴选 65.1遴选原则 65.2数据收集与评估方法 65.3专项评估 86围岩支护设计 106.1通用要求 106.2围岩参数测定 106.3支护设计 126.4支护施工工艺 146.5施工监测与验收 167稳定性监测 177.1监测内容与指标 177.2监测点布置与数据采集 187.3风险评估与预警 20参考文献 22前言本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由山东省能源局提出。本文件由山东省能源标准化技术委员会归口。本文件起草单位:山东科技大学、贵州大学、四川大学、山东能源集团有限公司、山东大学、山东省煤田地质局第一勘探队、山东省计算中心(国家超级计算济南中心)、青岛理工大学、中国华能集团有限公司、中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司。本文件主要起草人:文志杰、谢亚辰、李利平、姜鹏飞、左宇军、李刚、文金浩、李佳文、廖建兴、严黄宝、隋建才、韩希伟、王晓东。废弃矿井抽水蓄能电站蓄水空间建设规范范围本文件规定了利用废弃矿井建设抽水蓄能电站的电站库址选择、井下蓄水空间遴选、围岩支护设计、稳定性监测等技术要求。本文件适用于废弃矿井抽水蓄能电站蓄水空间勘察、设计、施工及验收。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB3838地表水环境质量标准GB/T12719矿区水文地质工程地质勘查规范GB16423金属非金属矿山安全规程GB/T23561.7煤和岩石物理力学性质测定方法第7部分:单轴抗压强度测定及软化系数计算方法GB/T23561.10煤和岩石物理力学性质测定方法第10部分:煤和岩石抗拉强度测定方法GB/T23561.11煤和岩石物理力学性质测定方法第11部分:煤和岩石抗剪强度测定方法GB/T25217.2冲击地压测定、监测与防治方法第2部分:煤的冲击倾向性分类及指数的测定方法GB/T37758高矿化度矿井水处理与回用技术导则GB/T40112地质灾害危险性评估规范GB/T40130煤矿专门水文地质勘察规范GB50108地下工程防水技术规范GB/T50123土工试验方法标准GB50201防洪标准GB/T50218工程岩体分级标准GB/T50266工程岩体试验方法标准GB/T50290土工合成材料应用技术规范GB50487水利水电工程地质勘察规范GB/T50511煤矿井巷工程施工标准DZ/T0282水文地质调查规范(1:50000)NB/T10072抽水蓄能电站设计规范NB/T10073抽水蓄能电站工程地质勘察规程NB/T10504水电工程环境保护设计规范NB/T10857水电工程合理使用年限及耐久性设计规范NB/T11435煤矿区生态环境损害与补偿评估技术指南总纲NB/T11795抽水蓄能电站环境保护设计规范NB/T35009抽水蓄能电站选点规划编制规范NB/T35057水电工程防震抗震设计规范HJ164地下水环境监测技术规范MT/T1091煤矿床水文地质工程地质勘查规范SL677水工混凝土施工规范SL/T212水工预应力锚固技术规范DB37/T4842废弃矿井抽水蓄能电站建设指南术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
废弃矿井abandonedmine因矿产资源枯竭、不符合安全开采条件以及政策限制等原因而被关闭废弃的煤矿或非煤矿井。
蓄水空间waterstoragespace利用废弃矿井遗留的主要巷道及其关联硐室,经密封、加固、防渗、防腐及水力连通等改造后用于承担电站运行过程中水体储存的场所。
上水库upperreservoir电站中用于存储上抽水量的矿井巷道、硐室或地表水库。
下水库lowerreservoir电站中用于存储下泄水量的矿井巷道或硐室。
库址reservoirsite为修建上水库或下水库等蓄水空间而选定的场地位置。
地表水库surfacereservoir废弃矿井抽水蓄能电站中位于地表,依托天然地形、废弃矿坑或人工坝体构建、与大气直接连通的蓄水空间,主要作为上水库。
地下水库undergroundreservoir利用废弃矿井井下主要巷道及其关联硐室经密封、加固、防渗处理后形成的蓄水空间,在废弃矿井抽水蓄能电站系统中作为半地下式抽水蓄能电站的下水库,或全地下式抽水蓄能电站的上水库、下水库。
二次开挖secondaryexcavation为满足抽水蓄能电站蓄水空间容积、水力条件及结构稳定性要求,对废弃矿井原有主要巷道及其关联硐室进行的扩挖、修整或新开掘作业。
二次支护secondarysupport废弃矿井改建抽水蓄能电站过程中,因原有支护结构无法满足蓄水运行期的强度、防渗及耐久性要求而对废弃矿井原有主要巷道及其关联硐室实施的补充加固措施。
关注阈值attentionthreshold废弃矿井抽水蓄能电站安全监测体系中,为结构安全、渗流、水质等关键监测指标预设的最低层级阈值。当监测数据达到该值时,标志被测对象状态偏离设计允许的正常范围,进入持续跟踪观测的关注区间。
预警阈值warningthreshold废弃矿井抽水蓄能电站安全监测多级预警体系中的中级预设阈值,触发后标志结构安全、渗流、水质等关键监测指标偏离正常波动范围,风险显著升高,需立即排查原因并做好防控准备。
行动阈值actionthreshold废弃矿井抽水蓄能电站安全监测的最高级预设阈值,触发后标志结构安全、渗流、水质等关键监测指标突破设计安全底线或出现明确失稳前兆,须立即执行应急措施防范险情扩大。电站库址选择通用要求库址选择除应符合本文件规定外,还应符合NB/T10072、NB/T35009的有关规定。库址选择应遵循地形适宜、地质稳定、水源可靠、环境友好的基本原则,充分考虑利用废弃矿井现有地下空间的可行性。库址选择应在满足安全、功能的前提下,综合考虑改造难度、防渗成本、长期维护费用及接入电力系统的经济性。库址不应选择生态保护红线、饮用水水源保护区等环境敏感区,避免导致地表生态环境恶化或地下水污染。选址流程初选阶段应收集库址所在区域能源规划、土地利用、地形地貌、地质构造、水文气候、生态环境及废弃矿井地下空间等基础资料。应基于收集的资料开展地质灾害评估,相关工作应符合GB/T40112的有关规定。基于地形高差、水平距离、废弃矿井空间条件及水资源概况,初步圈定满足建设基本条件的潜在库址范围。确保库址范围符合国家及地方能源规划、土地利用政策等要求。基于交通便利性、场地可及性及电网接入条件,二次筛选满足抽水蓄能电站基本条件的库址。重点对库址的地质稳定性、初期充水与运行期补水水源保障情况,以及主要环境制约因素进行初步分析与判断。应形成候选库址清单,并从技术可行性、经济合理性与环境相容性等维度,对各库址进行初步比选分析。详细调查应采用工程地质测绘、钻探、物探及现场试验等综合手段,查明拟选库址岩体结构、构造特征、物理力学性质及水文地质条件。应基于详勘资料建立三维地质与地质力学模型,定量分析岩体质量及渗透性空间分布。室内试验应包括岩体强度、变形参数及渗透性测定等内容。应对拟选库址进行稳定性分析,确定在储水压力和长期运行条件下的安全系数。应开展抗震安全性评价,确保拟选库址满足国家相关抗震设计规范。应采用工程仿真软件模拟等方法,预测水库蓄水及运行期的渗漏量。应调查拟选库址周边生态环境,包括植被类型、动物栖息地及土壤状况,评估工程建设与运行对生态敏感区域的潜在影响。应调查工程建设及运行对周边社区的社会经济影响,包括土地利用方式改变、移民安置需求及对基础设施的影响,并提出相应减缓措施。选址论证与评估应从技术、经济、环境与社会四个维度对拟选库址进行综合比选论证,并编制选址论证报告:采用多维度决策支持工具,对地形地质条件、工程布局、接入系统方案及施工难度进行量化评价,明确技术风险及相应处理措施;结合全生命周期成本理论,分析工程投资、运行维护费用及长期收益,论证方案的经济性;依据已收集的环境影响评价、水土保持等专题成果,综合评审拟选库址的生态友好性及社会可接受性。最终选址决策应组织地质、水利、环境及经济等领域的专家对选址论证报告进行评审。专家组应对技术方案、环境影响和经济性等进行全面论证,形成书面评审意见并签署结论。应根据专家评审意见修改完善,形成最终的选址论证报告。报告应包括选址依据、技术分析、环境评估、经济效益分析及推荐方案的详细图纸,并附环境评估结果及专家评审意见。应将最终选址论证报告报送相关主管部门核准或备案,作为项目实施的基础文件。地表水库库址选择要求库址不应选择位于主断裂带、滑坡体、受采动影响剧烈区及岩溶发育区。库址区域应具备良好的工程地质与水文地质条件,防洪要求应按照GB50201的相关规定执行。库址严禁选择位于全新世活动断裂带上。工程运行期内,遭遇峰值加速度大于0.40 g的地震概率不得超过10%;地震基本烈度Ⅸ度及以上地区,应开展专门的地震安全性评价与选址论证。应按照GB50487、NB/T10073标准执行,对库址周边范围进行详细地质勘察。应根据地质勘察成果,对库址区域的地质结构稳定性进行评估。库址区域应满足设计抗震烈度要求,应参考NB/T35057标准执行,并进行抗震安全性评价。库区基础、库岸及周边地层渗透系数低于1×10-5 cm/s时可选为库址;渗透系数为1×10-5~1×10-4 cm/s时应进行专项防渗设计;渗透系数不低于1×10-4 cm/s时不宜选为库址,确需选用的应经防渗专项论证并采取全库盆防渗措施。应查明拟选库址的水文地质结构,分析天然地下水补给、径流、排泄条件及流场特征,论证补水、排水能力满足电站设计要求的可靠性。库区应无长期、大规模、不可控渗漏风险,应重点查明可能形成集中渗漏通道的断裂带、裂隙密集带、岩溶发育带等不良地质构造,以及库水与邻谷、下游水体或强含水层的水力联系。应评估水库正常蓄水位上下影响范围及水位变动带的岸坡稳定性,重点识别顺层边坡、崩塌堆积体、软弱夹层发育段等潜在不稳定岸坡,研判是否存在影响库岸安全的失稳风险。地下水库库址选择要求地质与空间条件库址在设计使用年限内应具备地质结构稳定、围岩完整性良好、防渗条件可靠等基本特征,选址应避开存在不可控地质灾害、集中渗漏风险的区域。库址应优先选择原有主要巷道及关联硐室拓扑连通性好、改造工程量可控,且能满足电站设计装机容量及水力条件的区域。拟选库址埋深应结合地应力场分析确定,避开原岩应力及采动扰动及其他因素诱发的高应力集中区。拟选库址蓄水空间轴线宜与区域构造应力场最大主应力方向夹角小于30 °,确需利用不利地层的,应通过专项论证并采取针对性卸压加固措施。应对拟选库址及影响范围内的岩层进行详细地质勘察,查明断层、节理、软弱夹层的分布及其组合关系。应依据拟选库址岩层力学参数、采动影响范围及水库运行荷载,计算分析保护煤(岩)柱最小安全宽度,验算并确保在长期高水压及采动应力叠加作用下煤(岩)柱稳定性安全系数不低于1.5。应对拟选库址现有巷道及关联硐室的工程可行性进行全面评估,重点分析扩挖改造技术难度、施工期围岩稳定性风险及经济性,综合论证其技术合理性。水文条件应查明拟选库址范围内含水层、隔水层的空间展布特征,分析天然地下水系统的补给、径流和排泄条件。应重点识别拟选库址范围内断裂带、裂隙密集带、导水裂隙带及采空区等可能构成集中渗漏通道的不良地质体,研判库水通过废弃井巷、封孔质量不佳的钻孔等路径向邻区含水层渗漏风险。应论证拟选库址内施工及运行期新形成导水通道的风险,避免因工程活动导致库址与周边清洁含水层产生不当水力联系,造成串层污染。应查明拟选库址内原有高矿化度矿井水、含重金属离子积水的分布范围、蓄积量及水质特征。应采集拟选库址内矿井积水、围岩浸出液试样开展水质全分析,重点检测pH值、硫酸盐、氯离子、溶解性总固体及重金属等指标,水质检测应符合GB/T37758的规定。应评估拟选库址内酸性水、高矿化度水对支护结构、输水系统的腐蚀性以及外排的环境风险,并制定针对性的处置方案。应分析拟选库址长期蓄水和周期性水位波动对区域地下水动力场、化学场的潜在改变,评估由此引发的依赖地下水的植被退化、湿地萎缩等生态响应。有害气体评估与防控库址选择阶段应开展废弃矿井内有害气体赋存情况专项评估,重点检测瓦斯(CH4)、硫化氢(H₂S)、一氧化碳(CO)等有毒有害气体的浓度及分布特征,评估工作应符合GB16423相关规定。评估内容应包括:历史通风检测记录及瓦斯等级鉴定资料;采空区、废弃巷道及盲巷等易积聚气体区域的分布范围;地下水位变动、围岩变形对气体赋存及运移规律的潜在影响。当存在有害气体浓度超限风险时,应遵循“避让优先、防治结合”的原则,并满足下列要求:选址阶段应优先避让高浓度有害气体赋存区域;确需利用的区域,应在设计阶段制定专项通风、抽采及监测方案,确保施工及运行期气体浓度持续符合安全作业标准;应制定专项应急气体处置预案,配备气体检测报警装置及个人防护装备。对有害气体浓度虽未超过安全限值,但达到限值80%及以上的区域,应列为重点管控区,在选址阶段即明确预控措施,严禁在未落实预控方案的情况下开展后续工作。应专项评估拟选库址蓄水对有害气体赋存及运移的影响,重点分析长期高水压作用下煤岩基质中吸附态气体的脱附逸出规律、水位抬升对封闭空间气体的驱替效应,以及气体进入输水系统、发电机组的风险,并提出针对性阻断措施。应排查拟选库址范围内未封闭/封闭不良的钻孔、废弃井筒、密闭墙等隐蔽工程,评估其作为气体窜层通道的风险,应明确上述通道的二次封堵要求,确保封堵后满足气密性要求。施工及运行期作业人员上岗前应接受有害气体防控专项培训,考核合格后方可入场;进入高风险区域前必须进行气体浓度检测,符合安全作业标准后方可准入;气体检测报警装置、个人防护装备应定期校验,确保性能可靠。矿井封闭超过3年或停采后经历水文地质条件变化的,应在选址阶段补充开展现势性气体检测,严禁仅依据历史检测记录作为选址评估的唯一依据。井下蓄水空间遴选遴选原则安全合规应符合国家及地方现行能源、生态环境、安全生产相关法律法规要求,应符合NB/T11435、NB/T10504、NB/T11795等规定;优先选择地质条件稳定、围岩完整性好、防渗条件有利,且无突水、坍塌等重大地质灾害隐患的井下空间。水文适配应优先选择水文地质条件相对封闭、水源补给可靠,且与周边重要含水层、地表水体水力联系弱的井下空间,避免引发地下水串层污染或疏干风险。功能匹配应满足电站设计所需的调节库容要求,宜优先利用现有巷道及其关联硐室构建有效蓄水空间;空间拓扑结构应利于水流平稳输运,且与上下水库高程差、电网调峰需求适配,保障机组稳定运行。绿色防控应充分评估建设运行对区域生态、水资源及水质的影响,优先选择环境影响较小、风险可控的井下空间,不应占用生态保护红线、自然保护地等禁止开发区域。实施可行应优先选择改造工程量小、施工难度低、运维条件便利的井下空间,综合论证全生命周期成本与收益,保障工程经济合理性。数据收集与评估方法数据收集与调查应在第4章收集的地质资料基础上,进一步按照GB/T12719、GB/T40130、MT/T1091的规定,补充收集拟利用蓄水空间范围内详细地质资料,包括局部构造、小断层分布、围岩分层物理力学性质及地层层序特征等资料。应收集拟利用蓄水空间的采掘工程平面图、井上下对照图及巷道断面图,查明拟利用巷道及其关联硐室的拓扑结构、连通关系及与周边采空区、含水层的空间位置关系。应开展专项核查,收集拟利用空间范围内钻孔封孔质量及密闭墙结构资料;收集邻近采空区、废弃巷道的积水积气数据;收集火区分布、自燃历史及地温异常资料,识别隐蔽致灾风险。应收集拟利用空间内现有防水闸门、排水泵站、原有衬砌及充填体的现状检测资料,评估其在水位反复波动工况下的可用性及改造潜力。应收集拟利用巷道及硐室的长度、断面尺寸、标高、净体积等几何参数,以及围岩渗透系数、初始地应力等用于构建三维地质-水工耦合模型、开展流体动力学模拟的基础参数,为容量专项评估提供依据。应收集拟利用空间邻近含水层的历年水位观测、补给排泄条件变化及地下水化学场背景值,支撑蓄水后的流场与化学场扰动特征评估。应在库址水质普查的基础上,针对拟利用蓄水空间开展补充详细水质检测,重点采集不同位置、低洼积水区、与采空区/含水层交界区域的代表性水样,开展全分析,重点关注pH值、总硬度、硫酸盐、氯离子、溶解性总固体及重金属等指标的空间分布特征。应收集拟利用空间周边建(构)筑物、生态敏感点及重要基础设施的分布资料,为地下水位波动引发的潜在风险评估提供依据。应收集选址确定的拟建电站关键设计参数,包括经批复的装机容量、额定水头、连续满发小时数,以及区域电网接入系统方案与送电条件,确保井下蓄水空间的调节能力与电站运行需求相匹配。应按照DB37/T4842相关要求收集拟利用蓄水空间原支护系统的抗疲劳、抗腐蚀特性及围岩裂隙渗流特征,以及同类改造工程的投资、工期、运维成本等全生命周期经济指标资料。评估方法井下蓄水空间遴选应采用定性筛选与定量评价相结合的方法,在资料核查与补充验证的基础上,通过多指标综合评分与工程类比,确定最优蓄水空间。定性否决性筛选应对拟选空间开展前置性排查,存在下列任一情形的,应直接予以剔除,不再参与后续评价:涉及生态保护红线、自然保护地等禁止开发区域;存在难以查明的导水通道或突水、瓦斯突出等重大隐患;围岩质量等级为V级(按GB/T50218判定)且无有效加固措施;与重要含水层存在强水力联系且难以实施有效阻隔;存在有毒有害气体浓度超过《煤矿安全规程》(最新)或GB16423规定且无有效抽采措施的区域;或存在自然发火倾向性,且无法通过预防性注浆、阻化等措施有效控制的区域;有效净空高度不足设计水头1.2倍,或有效蓄水容积无法满足电站连续满发调节需求,且不具备扩挖改造条件的区域;水环境质量劣于GB3838规定的IV类标准,且经技术经济比选后认定无法通过预处理实现达标回灌或排放的区域。定量综合评价对通过定性筛选的备选蓄水空间,应采用多指标加权评分法进行量化分级。评价指标体系应涵盖地质条件、结构稳定性、水文地质特征、工程实施条件及经济性五个方面。指标权重及评分基准应结合山东省废弃矿井工程特征,采用专家咨询法确定。参与咨询的专家应涵盖地质、水利、采矿、工程造价、安全环保等相关专业,人数不应少于7名;权重确定过程及相关论证资料应纳入项目专题报告或标准编制说明,确保评价体系的科学性、适用性。按公式(1)计算综合得分: (AUTONUM)式中:S——计算所得的综合得分;Wi——第i项指标权重;Si——第i项指标得分。分级标准:S≥80分,优先作为主蓄水空间;60≤S<80分,需采取专项加固或防渗措施后方可利用;S<60分,不应作为蓄水空间。专项评估地质与结构稳定性围岩质量等级应按GB/T50218的规定进行判定。蓄水空间应优先布置在Ⅱ级及以上围岩中;Ⅲ级围岩经系统性加固及专项论证满足安全要求后可作为主蓄水空间;Ⅳ级及以下围岩不宜作为主蓄水空间。应查明蓄水空间邻近岩层产状(走向、倾向、倾角、厚度)及其在井下空间的分布特征,优先选择岩层倾角小、巷道轴向与岩层走向顺层布置的区域。应评估岩性特征及岩层组合关系,应优先选择布置在致密、坚硬、耐水蚀的岩层巷道或硐室。应查明断层、褶皱等地质构造的分布及其与拟选空间的位置关系,避免选用存在未探明断层或距断层潜在影响范围以内的区域。应调查围岩表观病害特征,包括风化剥落、片帮、底鼓及离层等现象的分布范围与发育程度,避免选用岩层离层及坍塌风险高的区域。应评估遗留矿柱的残余强度与长期稳定性,确保其残余强度能抵抗设计水压及地应力叠加作用,且安全系数不小于1.5。应按GB/T25217.2的规定进行冲击地压倾向性评估,结合原岩应力场、开采扰动史及冲击倾向性指数,判定施工及运行期的冲击地压风险等级。应评估水岩相互作用对围岩软化、泥化及溶蚀特性的影响,应优先选择抗水岩作用能力强、遇水稳定性好的区域。应评估既有支护结构的现状(如喷层开裂、锚杆锈蚀等)及其在水位周期性波动工况下的适应性。应结合抽水蓄能运行工况分析水位周期性变化引起的围岩应力重分布、疲劳损伤及长期蠕变效应,重点论证非稳定渗流及循环荷载对结构安全的影响。应评估蓄水空间拓扑结构(如交叉口、断面突变处)对应力集中的影响,并论证其整体稳定性。蓄水空间的服务年限应按NB/T10857的相关规定进行评估,确保满足电站设计使用年限要求。水文地质应按照DZ/T0282相关要求评估拟选蓄水空间区域水文地质背景。应查明含水层与隔水层的岩性、厚度、分布及组合关系,蓄水空间应优先选择连续厚隔水层分布区,且隔水层厚度应满足设计水头下的防渗安全要求。应分析拟选空间与邻近含水层、地表水体及其他井下空间的水力联系,避免选用与强含水层或饮用水源地存在直接水力联系且无法有效阻隔的区域。应重点探查采动形成的导水裂隙带、底板破坏带及封闭不良钻孔等集中导水通道,避免选用存在沟通含水层与蓄水空间的潜在导水通道的区域。对资料存疑或关键水力联系不明的区域,应进行现场验证,准确识别潜在渗漏路径及优势通道,为渗流场模型的边界条件设定提供实测依据。应测定拟选空间围岩渗透性参数,围岩等效渗透系数宜小于1×10-5 cm/s;介于1×10-5 cm/s~1×10-4 cm/s之间时,应论证注浆改造的可行性;大于1×10-4 cm/s时,不宜作为主蓄水空间。应依据5.2.1.7条的水质全分析结果,评估地下水对混凝土结构、金属支护等的腐蚀性。应评估长期蓄水后库区水温变化特征及其对围岩物理力学性质的影响。对于富含黏土矿物或石膏地层等遇水敏感矿物的区域,应分析地下水浸泡软化及水化学条件改变可能引发的渗透性变异,并在渗流场分析中予以考虑。拟选蓄水空间应进行蓄水工况下的渗流场分析,结果应作为防渗设计及方案比选的依据:应合理确定设计最高/最低水位、补给排泄边界及初始水头分布,明确老巷、采空区及构造破碎带的水力连通性;应计算特征剖面的水头分布、总渗流量及渗漏路径;重点分析水位骤变期的非稳定渗流及循环载荷效应;应论证注浆改造或衬砌等方案的技术可行性,确保处理后蓄水空间的等效渗透性满足5.3.2.6条的要求,且长期运行无扩展渗漏;对未揭露采空区、隐伏构造等不确定因素应按保守原则取值,提出补充探查与注浆措施;若论证结果表明无法同时满足防渗与安全控制目标,该区段不应划入蓄水空间。几何特征与容量应评估拟选空间的平面形态、纵坡特征及空间拓扑结构,应优先选择流线型好、水头损失小、抽排便利的区域,避免选用存在反坡、陡坎或局部落差集中导致气蚀风险或清淤困难的区段。应评估断面形式、尺寸沿程变化特征,避免选用断面急剧扩大或收缩导致涡流显著的区段。应核算有效过水断面面积,确保满足设计引水及尾水流量要求。应评估轴线走向及转折特征,避免选用存在急转弯(转折角大于60 °)或连续弯折导致水流不稳及能量损失过大的区段。应详细核算拟选蓄水空间内永久支护结构(如喷层、砌碹等)、断层破碎带注浆加固体等所占用的容积,上述体积不得计入有效蓄水容积。应根据水源水质报告及库区水流速度分析预测年均淤积速率。在确定有效容积时,应预留不小于10%~15%的淤积裕度。有效容积应满足电站设计调节库容及连续满发小时数的要求,并预留不小于10%的容量安全裕度。有效蓄水容积应按式(2)计算: (AUTONUM)式中:Veff——有效蓄水体积,单位为立方米(m³);Ai——第i段蓄水空间过水断面面积,单位为立方米(m³);Li——第i段蓄水空间的长度,单位为米(m);Vd——死水位以下不可利用容积(含淤积、低洼积水),单位为立方米(m³);Vs——永久构筑物所占容积,单位为立方米(m³)。综合评估应基于5.3.1~5.3.4的专项评估结果,对拟选蓄水空间进行系统性综合评估。当拟选蓄水空间在安全、防渗、容量或环境等关键指标上无法满足本文件要求,且经技术经济论证无法通过工程措施有效补救时,不应作为蓄水空间。综合评估结论应明确各拟选蓄水空间的适宜性等级、主要风险点、技术经济指标对比及推荐排序,作为5.2.2.2定量评价及最终工程决策的依据。围岩支护设计通用要求支护设计应遵循“安全第一、经济合理、支护防渗协同、全生命周期管控”的原则,确保蓄水空间在施工及运行期的安全稳定并满足NB/T10072的相关规定。支护设计应以详实的工程勘察和地质分析为基础,综合考虑围岩岩性、结构面发育特征、地应力场、地下水环境及电站运行工况。设计使用年限应与电站主体工程一致,并符合NB/T10857的相关规定。支护设计应采用工程类比法与理论分析、数值模拟相结合的方法。对于复杂地质段,应采用动态设计法,根据现场地质揭示情况及监测反馈数据及时优化支护参数。支护结构类型应根据围岩级别、扰动程度、水压力及腐蚀性环境等综合确定。主要支护形式包括锚杆(索)支护、喷射混凝土支护、钢架支护、混凝土衬砌及组合支护。在围岩破碎、变形较大或高水头区段,应采用加强支护、组合支护或其他针对性支护措施。支护材料的物理力学性能、化学稳定性及耐久性应能适应废弃矿井复杂的地质与环境条件。材料选用应符合下列要求:具备满足设计要求的强度与刚度,能够承受围岩压力、水压力及机组运行产生的脉动荷载;具备良好的抗侵蚀能力,能够抵抗地下水化学腐蚀、冻融循环及水流冲刷等不利环境影响;优先选用节能环保、来源广泛且施工便捷的材料,降低工程全生命周期成本。支护结构设计应统筹确保支护结构与防渗层的变形协调性。高水头区域应采用“限裂+抗渗”一体化设计思路,确保支护结构在承受设计水压力时不发生贯穿性渗漏。支护设计应开展多方案技术经济比选,在保证结构安全与耐久性的前提下,优先选用技术成熟、施工便捷、材料来源稳定的方案,控制全生命周期成本。围岩参数测定参数要求围岩参数测定应涵盖物理力学性质(含单轴抗压强度、完整性、软化特性、长期流变及动力响应)、渗透特性(原岩及注浆加固后)两类指标。围岩物理力学性质应符合下列规定:岩石单轴饱和抗压强度不小于30 MPa;岩体完整性系数不小于0.75;软化系数不小于0.8,软化特性在支护设计中通过强度折减或变形控制予以考虑。围岩渗透性能应符合下列要求:原岩渗透系数小于1×10-5 cm/s;注浆加固后围岩的渗透系数小于1×10-5 cm/s。围岩长期流变及动力响应特性应通过真三轴试验测定,并满足:在1.2倍~1.5倍设计水头压力下,围岩蠕变变形应趋于稳定,最终应变不应超过10%;在模拟机组启停引起的动力扰动荷载作用下,围岩不应发生突发性剪切破坏或疲劳损伤累积。对于断层破碎带、裂隙密集带等不良地质体,应单独开展原位试验,不应以室内小试件试验结果直接推定。试样制备在对蓄水巷道的围岩进行力学参数测定时应选取具有代表性的采样点采样,岩样采样前应清理岩壁,使表面新鲜、平整;蓄水巷道穿过不同岩层时应在不同岩层分别取样。试件加工精度应符合GB/T50266规定。针对废弃矿井抽水蓄能电站真三轴试验的特殊要求,加工精度还应符合下列规定:立方体试件端面不平整度允许偏差为±0.02 ㎜;试件相邻的两个面应相互垂直,允许偏差为±0.25 °;试件相对端面不平行度的允许偏差为±0.02 ㎜;试件表面光滑,避免表面不规则引起应力集中现象,棱角部位应做倒角处理(倒角半径不超过1 ㎜),防止在高压加载下发生应力集中破坏。试件含水状态应满足如下要求。自然含水状态:试件制备后,置于底部盛水的密闭养护器内1 d~2 d,保持环境湿度,试件不得直接接触水面。干燥状态:试件在105 ℃~110 ℃环境下烘干24 h,取出后置于干燥器中冷却至室温。饱和水状态:将试件完全浸没于水中,采用真空饱和或压力饱和方法使水分充分填充孔隙;每隔2 h~4 h取出试件,擦除表面游离水后称量;当相邻两次称量差值不大于试件质量的0.1%时,判定试件达到饱和状态。原位含水状态:现场取样后立即采用蜡封或不少于3层保鲜膜包裹密封,运输与储存全过程保持密封,防止水分散失或交换;试验前测定试件初始含水率,若试验环境与原位环境存在差异,将试件置于恒温恒湿箱内调节至原位含水率后再开展试验。试验内容及方法单轴抗压强度测定按照GB/T23561.7执行。抗拉强度测定按照GB/T23561.10执行。抗剪强度测定按照GB/T23561.11执行。真三轴水-力耦合蠕变特性参数测试要求如下:试验前核对试件来源、编号、岩性、密度、含水状态等信息,确认试件符合6.2.2的制备要求;测量试件长度、宽度、高度,各几何参数应在两个平行面分别测量后取算术平均值;分别在试验前、后称量试件质量,重点记录含水状态变化导致的质量波动;确保试验环境温度控制在25±5 ℃范围内,相对湿度不大于60%,采用经校验的温湿度记录仪实时监控并记录;将试件置于真三轴压力室中心,确保各表面与加载压头接触均匀,按1 kN~5 kN的预紧力对各方向加载头施加预紧力,预紧力应保持一致,避免试件滑动或受力不均;根据现场实测地应力值,在各加载轴方向施加初始地应力,加载速率应控制在0.05 MPa/s~0.1 MPa/s;按照巷道不同位置的水压设计不同试验组别,水压设定为Pi。检查水压系统稳定性,确保水压波动不超过±2%,无渗漏后方可进入加载环节;试验开始前,对所有载荷、变形、孔隙水压力传感器进行调零和初值校核,确认数据采集系统连接正常。启动试验后,实时同步采集并记录各正交加载方向的载荷、变形(位移或应变)及时间数据;试验系统连接就绪后,应启动数据采集系统,并确保各传感器读数在加载前已完成调零或初值校核。整个试验过程中,应实时同步监测并记录三个正交方向的载荷(应力)、变形(位移或应变)和试验持续时间等相关数据,并对所有设备进行调零校准,确保其准确性;达到预定试验时长或试件破坏后,按试验机操作规范卸除荷载,取出试件;观察并记录裂缝类型、破坏模式、破坏程度等表观特征,留存影像资料。真三轴应力-渗流下动力扰动对蠕变特征参数影响测试步骤如下:根据现场巷道水压波动特征及机组启停扰动规律,设定试验分组。动态孔隙水压按照正弦波控制可设置频率fi和幅值Fi;按6.2.3.4条要求完成试件安装、初始静水压力施加及水压系统调试;在某一方向上施加单侧动态水压Pi,动态水压采用正弦波控制,设定振幅∆σi和频率fi,并施加n1个循环应力波扰动,直至试件变形稳定;同时在施加单侧动态水压的正交方向施加扰动荷载,振幅为∆σj,频率为fj,施加n2个循环应力波扰动后,持续监测至变形再次稳定。试验全过程实时记录时间、变形值、应变值及荷载参数;需获取不同扰动幅值、频率对蠕变特性影响规律时,应按正交试验设计原则,调整Pi、fi、Fi、∆σi及Fi参数,分组开展对比试验;达到预定加载时长或试件破坏后,按6.2.3.4要求卸荷、取出试件,记录破坏特征。变水头渗透试验步骤如下:按GB/T50123进行变水头渗透试验;试验水头设定应符合现场实际工况,基准试验水头应不低于设计最高蓄水水头的1.2倍;高水压区段围岩试件,应采用逐级加压方式开展试验,每级水头稳定时间不应少于2h,避免一次性加压至目标值;同步记录水头高度与时间的关系,实时监测渗出流量。连续3次读数的渗透系数计算值相对误差不大于5%时,判定渗透状态稳定,取3次测试结果的平均值作为该工况下的渗透系数;同一试件应在不少于3种不同水头下进行重复测试;试验结束后,应检查试件内部是否存在水力劈裂裂缝或结构损伤;若存在上述现象,应单独记录并在试验报告中说明,该组数据不参与渗透系数平均值计算,但应作为围岩在高水压下渗透性突变的分析依据;对于取自断层破碎带、节理密集带等强渗透性区段的试件,应同步记录渗流浑浊度变化,若出现明显颗粒带出现象,应判定该区段围岩存在潜蚀风险,并在试验报告中专项说明。支护设计支护形式选择支护结构类型应根据围岩级别、采动扰动程度、水压力及腐蚀性环境综合确定。对于整体性较好的坚硬围岩,宜采用锚杆、锚索等主动支护形式;对于软弱破碎围岩,宜采用钢架、喷射混凝土或衬砌等被动或组合支护结构。在围岩破碎、变形较大或高水头区段,应采用组合支护或刚性支护结构。当围岩条件较差或需要快速控制围岩变形时,可采用钢架作为初期支护或永久支护结构。锚固支护设计预应力锚杆、锚索设计与计算应符合GB50086及SL/T212的有关规定。锚杆、锚索的长度、直径和材料性能应根据围岩性质、巷道埋深、地应力条件及地下水环境确定。锚固段长度应根据锚固体与孔壁的粘结强度计算确定,且在稳定岩层中的锚固深度应根据设计锚固力、锚固体与孔壁粘结强度、岩体强度及可能破坏模式计算确定,必要时应通过现场基本试验确定设计参数。锚固方式宜采用水泥基注浆或化学灌浆方式,注浆材料应满足强度、耐久性和抗水作用要求,确保锚固体系长期稳定。锚杆、锚索的间距、布置形式及组合方式应根据围岩稳定性、荷载条件及水环境影响合理确定,并考虑最大围岩变形工况。设计抗拔力不应小于50 kN;预应力锚索的设计张拉力应根据总锚固力及单根锚索承载力确定。锚杆(索)在锁定后,其有效预应力值应保持稳定。对于高应力软岩或动载区域,应考虑预应力损失的影响,并采取补偿措施。在围岩破碎、高地应力或高水头渗透压力区域,宜采用预应力锚索或全长粘结型锚杆进行主动加固;在软弱泥化围岩段,宜采用加长锚固或注浆加固型锚杆。钢架支护设计钢架的纵向间距应根据围岩压力计算及周边位移监测结果确定,且不应大于1.0 m。钢架宜垂直于巷道轴线布置,安装后钢架矢高与巷道设计宽度的比值宜控制在1/8~1/10之间。钢架接头宜采用螺栓连接或焊接,接头强度不应低于钢架本体强度。接头处应设置垫板,并确保接触面严密贴合。钢架拱脚应坐落在坚实、稳定的基础上。当原岩地基松软时,应设置锁脚锚杆或混凝土垫块,锁脚锚杆应嵌入稳定岩层不小于0.5 m。在新建支护结构与巷道交岔口、马头门等关键部位,钢架应加强处理。拱脚处的锁脚锚杆(索)应成对设置,且应与钢架连接处刚度匹配。钢架的设计荷载应包括围岩垂直压力、水平侧压力及局部松动荷载。对于高水头区域,应将渗透压力作为组合荷载参与计算。钢架与蓄水空间壁面间空隙填充应采用早强、微膨胀喷射混凝土,充填密实度应达到100%,不应出现背后脱空。防渗与耐久性设计蓄水巷道支护结构的防水等级应符合GB50108的规定,不应低于三级。在地下水位以下及高水头渗透段,防水等级应为一级。结构表面应无滴漏、无线流,表面允许渗水量(背水面)不应大于0.04 L/(m2·d)。衬砌混凝土的抗渗等级应根据最大水头压力确定。对废弃矿井原有的冒落区、破碎带及充填不实区域,防渗设计应采用“深部注浆截水+浅部衬砌抗渗”的复合治理方案。对于巷道交叉口、马头门等应力集中且裂隙发育的部位,应增设抗剪键槽或局部加厚衬砌,防止在围岩变形作用下防渗层被剪切破坏。防渗帷幕线的设计应避开原开采塌陷影响范围,确需在采动影响区内布设时,帷幕厚度应适当增加,且注浆帷幕的扩散半径应能有效覆盖原有导水裂隙带。新建支护结构与废弃矿井原有混凝土或砌碹结构的结合面,应视为防渗薄弱环节。结合面应凿毛处理,并植入界面剂或抗剪钢筋,植入深度不应小于200 mm。在新旧结构接缝处,应设置中埋式止水带或遇水膨胀止水条,止水带埋设长度应延伸至原有结构体内不小于300 mm。对穿越蓄水空间的封闭不良钻孔,防渗设计应包含“启封重注”专项方案。注浆深度应穿透含水层并深入隔水层不小于5 m。设计最高水位与最低水位之间的水位变动区,防渗设计应同时考虑水力劈裂风险与干湿交替引起的混凝土碳化、盐类结晶破坏。水位变动区的衬砌表面宜增设抗侵蚀耐磨涂层,涂层的抗渗压力不应小于1.2倍的设计水头,且应具备良好的柔韧性以适应基层微裂缝。在受拉区或接缝部位,宜配置双层双向钢筋网,钢筋间距不宜大于120 mm,以有效控制裂缝开展。对于穿墙管、预埋件等部位,应在周边设置加强防水层,并采用密封材料嵌填密实。混凝土结构耐久性设计使用年限应与抽水蓄能电站主体工程一致。在具有硫酸盐侵蚀、氯离子侵蚀或溶出性侵蚀的环境中,混凝土的最低强度等级、最大水胶比及胶凝材料最小用量应符合GB/T50476的规定。支护施工工艺支护施工准备施工应符合GB/T50511、SL/T212、SL677等相关规定,施工前应进行专项安全技术交底。全面开展废弃矿井专项地质核查,重点查明以下内容:巷道内老空水、酸性矿井水赋存情况,施工前完成积水抽排,水质pH值低于6.0时应先进行中和处理;既有支护结构(喷层、砌碹、钢架等)的腐朽、破损情况;巷道内遗留管线、废弃设备、封闭不良钻孔等隐蔽致灾因素,制定专项清除方案。按支护设计要求备料,进场材料应查验质量证明文件并抽样复检,锚杆(索)长度、直径、钢架规格等参数应符合第6.3节设计要求。配置并调试施工设备,混凝土喷射机、注浆泵、锚杆钻机等设备应运行可靠,计量装置应经标定合格;配备有害气体检测报警装置、应急通风设备。合理布置施工场地,明确材料堆放区、设备停放区及应急避险通道,巷道低洼处应设置临时排水设施。二次开挖与临时支护二次开挖应遵循“短进尺、弱扰动、快封闭、勤量测”原则,优先采用机械开挖。单次开挖进尺不应大于1.0 m,开挖完成后立即施作临时支护,初期支护封闭开挖面的滞后距离不得超过2.0 m;破碎围岩段初期支护应紧跟开挖面,滞后距离不应大于0.5 m。临时支护施工应符合下列规定:初喷混凝土厚度不小于50 mm,初喷前清除围岩表面浮石、粉尘及杂物;锚杆(索)施工参数符合SL/T212及6.3.2设计要求,安装完成后及时进行注浆加固,注浆压力满足6.3.2.4的抗渗要求;喷射混凝土强度、厚度满足设计要求,不重复使用回弹料。开挖过程应实施全过程微震监测与收敛监测,当监测到微震事件频次突增或围岩变形速率超过5 ㎜/d时,应立即停止开挖,分析诱因并采取超前钻孔卸压、加强支护等措施后方可复工;构造应力集中区或高渗透压区开挖前,应先实施超前钻孔卸压。临时支护完成后,应及时清理巷道底板虚渣,确保作业面畅通。复合防渗施工深部注浆截水施工应符合下列规定:注浆孔应穿透导水裂隙带进入稳定隔水层,深度不小于5.0 m;注浆压力不大于2.0 MPa,防止劈裂原有支护结构;单孔注浆时,吸浆量小于0.1 L/min且持续30 min,注浆后围岩渗透系数小于1×10-5 cm/s。防渗帷幕施工应符合6.3.4.6要求,帷幕厚度应满足设计抗渗需求,注浆扩散半径应完全覆盖原有导水裂隙带,施工完成后应通过压水试验验证帷幕完整性。新旧结构界面处理应符合下列规定:新建支护与既有混凝土/砌碹结构结合面凿毛处理,露出新鲜骨料;植入抗剪钢筋或界面剂的深度不小于200 mm,植入后进行拉拔试验,合格后方可进行后续喷射混凝土施工。止水构造施工应符合下列规定:中埋式止水带应固定在接缝中心线上,定位偏差不大于±30 mm,搭接长度不小于100 mm,浇筑混凝土时不移位;遇水膨胀止水条粘贴牢固,搭接长度应小于50 mm,遇水前采取防护措施避免受潮失效。对酸性矿井水或高矿化度积水,在注浆及混凝土浇筑前,应采用清水对作业面进行反复冲洗,直至排出水pH值达到6.0~9.0的中性范围。若围岩酸性较强,在喷射混凝土前,应先在围岩表面喷涂一层抗酸封闭底漆或碱性隔离剂,防止酸性介质对混凝土及钢筋造成持续性腐蚀。穿越蓄水空间废弃钻孔启封注浆时必须安装带止浆阀的孔口管,实施反压注浆。注浆过程应全程监测钻孔周围地面及邻近巷道是否有返浆或隆起现象。一旦发现异常,应立即降低注浆压力并采取间歇注浆措施。防渗施工完成后,除进行常规的压水试验外,还应在关键部位(如新老结合面、钻孔封堵处)钻取芯样,检测芯样的透气系数。二次支护与衬砌施工二次支护应在围岩连续48 h变形速率不大于0.1 mm/d,且监测数据无异常波动变形后实施。钢架施工应符合下列规定:钢架间距符合6.3.3.1设计要求,拱脚坐落在坚实稳定基面上,松软地基设置混凝土垫块或锁脚锚杆,锁脚锚杆嵌入稳定岩层深度不小于0.5 m;钢架接头采用螺栓连接,接头强度不低于钢架本体强度,接头处设置垫板接触严密;钢架与围岩壁面间的空隙采用早强、微膨胀喷射混凝土充填,充填密实度达到100%,背后不脱空;交岔口、马头门等关键部位钢架加密布置,锁脚锚杆(索)成对设置,与钢架连接刚度匹配。锚杆补强施工:初期支护锚杆数量不足或支护效果不达标的区段,应增设锚杆(索),参数应符合6.3.2设计要求,注浆饱满度不应小于90%。衬砌混凝土施工应符合下列规定:浇筑前清理初期支护表面杂物、积水,检查模板支设稳固性,模板接缝严密不漏浆;混凝土强度等级、抗渗等级符合6.3.4.3设计要求,浇筑过程连续振捣,防止离析、干缩裂缝;水位变动区衬砌表面喷涂抗侵蚀耐磨涂层前,混凝土表面含水率小于8%;涂层分层喷涂,总干膜厚度满足1.2倍设计水头的抗渗要求,且具备适应基层微裂缝的柔韧性。变形缝、施工缝施工应符合6.3.4.6要求,缝内填充柔性密封材料,表面设置保护层。施工监测与验收施工监测施工期监测应以保障施工安全、优化支护参数、验证支护设计效果为目的。监测数据应实时反馈至设计与施工项目部,作为动态调整施工方案的依据。监测仪器的选型、安装与防护应符合下列规定:施工期布设的监测仪器优先选用工业级、具备长期稳定性和防水性能的型号,其设计使用寿命不低于电站运行年限,并预留与运行期自动化监测系统的通信接口,数据格式、传输协议兼容,实现施工期至运行期的监测数据连续无缝衔接;仪器安装方案评估对支护结构及蓄水空间围岩完整性的影响。不因监测仪器安装削弱关键承重结构截面或形成贯穿性渗流通道;钻孔及预埋件周边采取可靠的止水、封孔措施,其防渗性能不低于周边围岩及支护结构的设计要求;关键部位的监测仪器设置不少于20%的备用通道或冗余测点,确保在运行期内单个仪器失效时,监测数据仍保持完整性和可靠性。施工过程中监测内容应包括以下方面:应监测巷道净空收敛及围岩内部位移,掌握围岩变形量级、速率及空间分布特征;应监测锚杆(索)荷载变化情况,以及钢架、衬砌混凝土等构件的应力应变状态,评估支护体系的承载安全性;应监测含水层、帷幕体及衬砌背后的孔隙水压力,并观测出水点位置、水量及水质变化,评价防渗结构的工作效能;应监测掘进工作面及回风流中的CH₄、CO、H₂S等有毒有害气体浓度。监测频率应根据施工阶段、围岩稳定性及监测数据变化情况动态调整,应满足以下要求:开挖及初期支护期,原则上不少于每日2次;二次衬砌施工期,每周监测不应少于2次;监测数据异常或暴雨、水位骤变等特殊情况时应加密监测,直至数据恢复稳定;施工完成后至竣工验收前,每周监测1次,持续评估围岩稳定性。监测数据应及时进行整理、分析与反馈,为施工管理和安全决策提供依据。数据分析内容包括:监测数据的趋势分析,判断围岩变形及支护结构受力的发展趋势;监测数据的异常分析,识别潜在安全隐患;监测数据的综合分析,评估支护体系整体工作效果。监测与检测记录应真实、完整、可追溯,内容包括监测数据、分析结论及采取的调整措施,并形成监测成果报告。蓄水空间工程验收蓄水大巷工程验收应遵循分阶段、分层级的管理原则,确保工程质量和运行安全可控。验收工作应依据经批准的设计文件、施工合同等规定执行。应按支护结构类型分段验收,每段长度不宜超过50 m;在断层破碎带、采动影响区及水位剧烈变动区等特殊地质段,每施工完20 m应组织一次专项验收。分项工程验收应在施工单位自检合格的基础上,重点核查支护参数、施工记录及质量检测报告。竣工验收应在工程完工、监测系统调试完毕并完成必要试验验证后进行,竣工验收应满足:按设计要求完成全部支护、防渗及附属工程;施工期监测数据表明围岩变形已趋于稳定(连续30 d变形速率小于0.1 mm/d);防渗性能经压水试验或蓄水试验合格;竣工资料齐全、完整。工程质量验收除应符合GB/T50290、GB50204及GB50108相关规定外,还应满足:抗拔力抽检频率不低于总量的5%且不少于3根;抗拔力平均值不低于设计值的1.2倍,最小值不低于设计值的95%;对锚固段注浆密实度及外露段防腐层厚度进行抽检,合格率达到100%;注浆体密实度合格率不低于95%,扩散半径实测值不小于设计值的80%;注浆结束标准以压水试验成果为准,透水率小于设计允许值;混凝土强度不低于设计值,抗渗等级符合设计要求;衬砌厚度偏差控制在±5 mm以内;蓄水空间充水试验24 h,渗漏量不大于0.04 L/(m2·d),且水位下降速率符合设计要求;对于封闭不良钻孔及废弃井筒的封堵效果,进行专项验证;结合面抗剪钢筋植入深度允许偏差为±10 mm,拉拔力符合设计要求;衬砌界面结合紧密,脱空面积不大于总面积的0.1%。验收文件应包括但不限于下列内容,并应同时形成电子加密档案及纸质档案,保存期限不应低于电站设计使用年限:竣工图、设计变更通知书及施工图会审记录;原材料出厂合格证、进场复检报告及见证取样记录;施工日志、测量放线记录、隐蔽工程影像资料及验收记录;锚杆拉拔试验、混凝土试块强度、注浆及防渗检测报告;施工期监测报告、数据分析成果及监测设施移交清单;质量事故处理记录及专项验收结论。稳定性监测监测内容与指标蓄水空间稳定性监测应覆盖建设期、试运行期。监测内容应涵盖围岩变形、渗流场、应力应变、水环境及气体环境,形成全时段、多维度的安全监控体系。围岩变形监测应包括:监测巷道顶板下沉、底板鼓起及边墙收敛的绝对位移及变形速率;监测围岩内部主要结构面(断层、节理、采动裂隙)的相对错动及深部岩体变形;对采空区边界、矿柱、洞室交叉口及支护形式变化段,进行重点变形监测。渗流监测应包括:监测地下水位、蓄水空间内水压力及衬砌背后孔隙水压力的变化;监测关键出水点的渗流量、水质及水温;结合水位变化速率及渗流量异常幅度,评估围岩及防渗结构的渗透稳定性。应力-应变监测应包括:监测锚杆(索)轴力、钢架应力及衬砌混凝土应力;监测原岩应力场在采动影响区及高水头作用下的重分布特征;必要时可采用微震监测技术,监测岩体内部微破裂事件的发生发展规律。水环境监测执行HJ164,主要包括:常规指标:pH值、溶解氧、电导率、浊度、总溶解性固体(TDS);特征污染物:硫酸根离子(SO42−)、氯离子(Cl−)、总硬度,以及铁、锰、汞、镉、铅、砷等重金属离子;腐蚀性指标:通过郎格利尔指数(LSI)或赖兹纳指数(RSI)评估水质的腐蚀或结垢风险。气体环境监测应包括:监测CH₄、CO、H₂S等有毒有害气体的浓度;重点监测封闭不良钻孔周边、采空区密闭墙内、冒落带及通风死角;气体浓度监测符合GB16423相关规定,并与通风系统联动。监测点布置与数据采集监测点布置原则监测点应选择在水库、边坡、渗透层及输水系统的关键部位,重点监测可能发生变形、渗漏或应力集中的区域。监测点分布应均匀,避免偏向某一特定区域,确保采集的数据具有代表性,同时根据地质条件优化布局。其监测点选取应遵循风险导向、突出重点、分层控制、全面覆盖的原则,确保监测网能有效捕捉关键风险。具体原则如下。地质与结构风险优先原则。地下水库:原有采空区边界、矿柱应力集中区、受多次采动影响的区域。地质构造带,穿越蓄水巷道的断层、破碎带、软弱夹层、节理密集带。巷道断面扩大或缩小处、交叉口、转弯处、支护形式变化段。地表水库:地质条件差的边坡、顺层边坡、受构造切割的岸坡。库底软弱地层、岩溶发育区、古井筒、废弃巷道口等与地下水连通的通道。进出水口建筑物、防渗结构(衬砌/面板)接缝及锚固区以及新筑人工坝体。水力荷载敏感性原则。地下水库:设计最高与最低运行水位附近及之间的巷道段、进出水口附近。根据地质勘查和数值模拟确定的可能渗漏路径、已有渗水点。地表水库:库岸设计高低水位之间的区域,承受周期性干-湿循环和波浪冲刷。潜在绕坝渗流通道、库盆与断层/裂隙连通的渗漏路径。空间控制与代表性原则。地下水库:沿巷道轴线,在地质条件变化处、高风险区,间隔50 m~100 m距离布设监测主断面。除表面点外,应同时监测高风险断面的围岩结构。地表水库:沿不稳定库岸走向布设边坡监测剖面,从坡顶至坡脚乃至水下设置测点。建立覆盖库区及外围的全站仪地表位移监测网,控制整体变形。沿库岸外围和潜在渗流方向布设地下水观测孔线,控制渗流场。系统性与协同联动原则。点:关键裂隙、结构接缝的专项监测点;线:蓄水巷道的轴向监测线、边坡的剖面监测线、渗流观测线;面:地表水库地表监测网、巷道关键区域的激光扫描面;体:微震监测系统覆盖整个地下洞室群,反映岩体内部损伤的三维演化;地上-地下协同:地表水库水位变化与巷道内水压/渗压、排水系统流量进行同步关联分析,追踪渗漏路径。地表水库库岸/边坡变形与地下水库巷道围岩变形及微震活动进行时空关联分析,评估荷载传递与整体稳定性。监测点布置方案监测点布置方案应以保障工程全生命周期安全为核心,依据不同区段的运行风险实施差异化布设。具体要求如下:地表水库区监测布置具体要求:上水库监测以库盆整体稳定、库岸边坡安全、防渗系统有效性为核心;库岸边坡监测应重点布设于地质条件差的岸段、存在顺层边坡及潜在滑移体的区域及水库水位变动频繁的影响带;库盆与防渗结构监测应重点布设于库底区域、进出水口周边及其结构体、防渗衬砌或面板的接缝处、受历史采动影响的地表区域。输水系统区监测布置具体要求:输水系统监测以衬砌结构完整性、围岩稳定及高压渗透安全为核心;衬砌结构监测应重点布设于高压透水段、地质突变段;施工接缝和结构缝;特殊地质构造区监测应重点布设于穿越断层、破碎带的洞段;覆盖层较薄或埋深较浅的洞段。地下厂房洞室群与蓄水巷道监测布置具体要求:厂房洞室监测以洞室群整体稳定、交叉口局部稳定及支护结构有效性为核心;主厂房、主变室监测应重点布设于顶拱中心线、拱肩及岩锚梁等关键结构;洞室交叉口监测应重点布设于所有洞室交叉、岔口部位及巷道周边岩体、最高/最低水位变幅区及巷道断面变化段。监测数据采集方法与频率为了保证监测数据的时效性、可靠性与连续性,在不同运行时期采取对应采集方法与频率。监测数据采集应遵循自动化为主、人工巡检为辅的原则,确保数据获取的连续性、准确性与时效性。数据采集主要分为以下3种方式:全自动连续采集:传感器数据通过有线或无线方式,自动、不间断地传输至中央数据采集服务器。主要适用于应力应变(连续/实时或至少1次/h)、微震监测与蓄水空间水压(均为连续/实时)等项目;自动定时采集:设备按预设时间间隔自动触发测量并将数据发送至服务器。常规运行期,围岩变形、地下水位及渗流量监测频率均不应少于1次/一个抽蓄周期;在蓄水初期、水位骤变期、机组试运行及极端工况下,监测频率应加密至不少于1次/2 h,必要时可进行连续实时监测;待运行稳定且数据连续7天无明显异常后,可恢复至常规频率;人工巡检采集:技术人员使用便携式读数仪,定期对监测设备进行数据读取和状态检查。此方式覆盖所有监测项目,每月应至少实施1次。监测数据的采集工作,应依据设计文件、相关技术标准及本标准的规定执行,并确保数据格式统一、可追溯。风险评估与预警风险评估方法与原则风险评估应采用定性分析与定量评价相结合的方法,基于现场监测数据、地质勘察成果及电站设计参数,运用数值模拟、统计学分析及工程类比等手段,对蓄水空间的稳定性进行综合评价。评估过程应重点考虑水位循环波动、渗流量突变、孔隙水压力变化、支护结构应力重分布及围岩变形失稳等因素。风险辨识应重点涵盖废弃矿井建设与运行期特有的风险源,包括但不限于采动影响区围岩失稳、原有防渗结构失效、隐蔽工程引发的集中渗漏、高水压诱发的渗透破坏以及有害气体异常涌出等。应依据工程特性与监测项目,科学设定关注值、预警值和行动值三级阈值体系,建立基于实时监测数据的动态报警机制,实现不同风险等级下的分级响应与精准管控。应基于监测数据的时序演变规律,运用统计学分析与趋势预测模型,研判围岩与结构的未来性状,评估潜在失稳的时间效应与概率,为预控措施的制定提供前瞻性依据。应构建基于多源信息融合的综合评价模型,统筹分析围岩变形、渗流场变化、微震活动及支护结构受力等多维监测数据,通过权重分析确定关键控制指标,实现对蓄水空间整体安全状态的量化评价与分级预警。预警机制与应急
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