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電源電站壩區(qū)施工期安全監(jiān)測技術(shù)分析論文
［摘要］在緬甸密松其培電源電站施工中，根據(jù)該項目壩區(qū)地形地質(zhì)條件及自身特點，通過合理布設(shè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，選擇邊坡、洞室圍巖等主要危險源并對其進(jìn)行施工期穩(wěn)定性監(jiān)控，有的放矢，在保證安全生產(chǎn)的前提下降低了施工成本，可供類似的山區(qū)徑流式電站施工安全監(jiān)測參考借鑒。
［關(guān)鍵詞］電源電站；施工期；安全監(jiān)測；緬甸
1工程概況
緬甸密松其培電源電站為引水式水電站，工程由重力式大壩、發(fā)電引水系統(tǒng)和電站廠房等組成。大壩正常蓄水位740m，最大壩高47.5m，壩址多年平均流量40.1m3/s，電站裝機容量99MW。壩址區(qū)兩岸山體寬厚，地形陡峻，坡度約30°～50°，左、右岸坡頂高程大于1000m，相對高差大于300m，呈“V”型河谷，大小沖溝發(fā)育。壩址區(qū)巖體受河流切割影響，卸荷裂隙發(fā)育，育有4處危巖體。導(dǎo)流洞布置在左岸，洞長264.42m，斷面型式為城門洞形，斷面尺寸為4m×5m（寬×高），主要為三類圍巖。導(dǎo)流洞進(jìn)口處育有2號危巖體。引水洞布置在左岸，洞長約11.22km，斷面型式為馬蹄形，斷面尺寸4.15m×3.90m～5.3m×5.2m（高×寬），主要為三類圍巖。本項目監(jiān)測包括施工期安全監(jiān)測和永久監(jiān)測。施工期安全監(jiān)測重點部位主要包括大壩邊坡變形監(jiān)測，導(dǎo)流洞、引水洞洞室收斂變形監(jiān)測，導(dǎo)流洞進(jìn)口2號危巖體收斂變形監(jiān)測，具體監(jiān)測項目及工程量見表1。
2監(jiān)測儀器的埋設(shè)及監(jiān)測方法
2.1大壩邊坡變形監(jiān)測儀器的埋設(shè)及監(jiān)測方法
大壩左右岸邊坡變形監(jiān)測共埋設(shè)7個監(jiān)測墩，J1-J4布置在右岸El.783，El.793，El.803，El.813m各級馬道，J5-J7布置在左岸El.805，El.790，El.775m各級馬道。JB1,JB2基準(zhǔn)監(jiān)測墩布置在管理營地及左岸上壩公路。平面控制基準(zhǔn)點、工作基準(zhǔn)點建造具有強制歸心標(biāo)盤的混凝土標(biāo)墩，墩頂部均埋設(shè)不銹鋼標(biāo)盤。監(jiān)測基點進(jìn)行校測后，采用邊角前方交會，用監(jiān)測基點對監(jiān)測點進(jìn)行監(jiān)測，角度監(jiān)測六個測回，距離正倒鏡各監(jiān)測2次，然后根據(jù)規(guī)范，記錄各次監(jiān)測值，分析監(jiān)測點位移趨勢以及位移量。監(jiān)測周期：1次/10d～1次/1月，汛期應(yīng)適當(dāng)加密監(jiān)測。
2.2引水洞、導(dǎo)流洞洞室及2號危巖體儀器的埋設(shè)及監(jiān)測方法
根據(jù)引水洞洞身圍巖的分類及圍巖的實際分布情況，開挖時布置了16個監(jiān)測斷面，樁號分別為0+20.00，0+70.00，0+150.00，0+200.00，0+250.00，0+300.00、0+400.00，0+500.00，0+610.00，0+700.00，0+800.00，0+900.00，0+1000.00，0+1100.00，0+1200.00，0+1230.00m。根據(jù)導(dǎo)流洞洞身圍巖的分類及圍巖的實際分布情況，開挖時布置了3個變形監(jiān)測斷面，樁號分別為0+050.00、0+285.00、0+272.00m。引水洞、導(dǎo)流洞洞室變形監(jiān)測埋設(shè)方法見圖1……引水洞、導(dǎo)流洞洞室變形監(jiān)測計算方法如下：△C=Lc-Lct，Lc=(a)2+b2-c2/2a，Lct=(a)2t+b2t-c2t/2at（1）△B=Lb-Lbt，Lh=a-Lc，Lbt=at-Lct（2）△A=h-ht，h=c2-L2b，ht=c2t-L2bt（3）式中：△A，△B，△C——A，B，C測點的位移，mm；a，at——B，C兩測點基線初始長度的基準(zhǔn)值和t時刻的測值，mm；b，bt——A，C兩測點基線初始長度的基準(zhǔn)值和t時刻的測值，mm；c，ct——A，B兩測點基線初始長度的基準(zhǔn)值和t時刻的測值，mm；Lb——B，D兩點初始長度值，mm；Lbt——Bt，D兩點t時刻的長度值，mm；Lc——C，D兩點初始長度值，mm；Lct——Ct，D兩點t時刻的長度值，mm；h——A，D兩點初始長度值，mm；ht——At，D兩點t時刻的長度值，mm。收斂變形監(jiān)測使用儀器為JSSA30型數(shù)顯收斂計。收斂值主要由收斂樁及收斂鋼尺聯(lián)合進(jìn)行監(jiān)測。收斂樁為鐵制金屬膨脹鉤，布置在圍巖上，待水泥砂漿達(dá)到強度后，進(jìn)行原始數(shù)據(jù)采集作為該斷面收斂監(jiān)測的初始值，隨后按頻次監(jiān)測要求進(jìn)行正常監(jiān)測。導(dǎo)流洞進(jìn)口EL747m以上正面邊坡布置1個監(jiān)測斷面，樁號0+029.50，EL.760.202m；左側(cè)邊坡2號危巖體布置了3個監(jiān)測斷面，分別為樁號0+009.22，EL.750.293m，樁號0+028.40，EL.764.507m，樁號0+029.10，EL.770.435m。邊坡及2號危巖體采用相對位移法進(jìn)行變形監(jiān)測。
3監(jiān)測與成果分析
3.1大壩邊坡變形監(jiān)測與成果分析
自2009年06月12日來，項目部對左右岸邊坡5個變形監(jiān)測點按照相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行了監(jiān)測，各點變化趨勢圖均已得出，以J4點為例，形變?nèi)鐖D2。圖2中，X值方向為壩軸線方向，Y值方向為垂直與壩軸線方向，Z表示高程。2009年6月12日X，Y，Z對應(yīng)的刻度值5，10，15表示3個量的初始值，后續(xù)每個監(jiān)測日X，Y，Z對應(yīng)的刻度值與初始值比較得出形變量。由J1~J5數(shù)據(jù)形變量趨勢分析，各點平面位置相對初始值最大校差為5mm；各點高程位置相對初始值最大校差為4.6mm。大壩所有監(jiān)測數(shù)據(jù)最大校差小于5mm，其校差可視為監(jiān)測誤差，各監(jiān)測點較為穩(wěn)定，無形變趨勢。
3.2引水洞、導(dǎo)流洞洞室及2號危巖體變形監(jiān)測與成果分析
3.2.1進(jìn)口邊坡及2號危巖體自2009年3月至2009年5月，項目部對導(dǎo)流洞進(jìn)口EL.747m以上正面邊坡1個斷面，按照相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測斷面顯示巖體最大變化量在0.03mm，在允許的范圍內(nèi)，說明導(dǎo)流洞進(jìn)口及洞室開挖爆破時對巖體的擾動較小。自2009年2—6月，項目部對導(dǎo)流洞進(jìn)口左側(cè)邊坡2號危巖體3個監(jiān)測斷面按照要求進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測斷面顯示巖體變形分別為0.14，0.07，0.10mm，也在允許的范圍內(nèi)。3.2.2導(dǎo)流洞洞室自2009年2—4月，項目部對導(dǎo)流洞洞室共3個斷面進(jìn)行了監(jiān)測，現(xiàn)以1斷面0+50m為例，位移變形關(guān)系如圖3，位移變形速率如圖4。通過導(dǎo)流洞洞室3個監(jiān)測斷面監(jiān)測資料分析，前期洞室變形速率最大值為0.09mm/d，后期變形基本平穩(wěn),最大位移量為0.08mm/d，經(jīng)支護(hù)后的圍巖穩(wěn)定性較好，滿足洞室施工要求。正值表示收斂，監(jiān)測時出現(xiàn)負(fù)值的原因是由于監(jiān)測誤差及計算公式假定條件引起。3.2.3引水洞洞室自2009年2—4月，項目部對引水洞洞室進(jìn)行了監(jiān)測，斷面位移變形關(guān)系曲線、斷面位移變形率曲線與導(dǎo)流洞洞室監(jiān)測圖類似。引水洞洞室16個監(jiān)測斷面監(jiān)測成果表明，收斂量均在規(guī)范要求以內(nèi)，頂拱最大變形值出現(xiàn)在0+20.0m（1斷面），變形值為0.77mm，后期測值平穩(wěn)，變形速率最大值為0.08mm/d；左邊最大變形值出現(xiàn)在0+200m（4斷面），變形值為0.44mm，變形速率最大值為0.07mm/d；右邊最大變形值出現(xiàn)在0+70m（2斷面），變形值為0.94mm，變形速率最大值為0.11mm/d。前期圍巖變形主要是因爆破過程中巖石被擾動所造成的。
4結(jié)語
水電工程大部分位于深山峽谷中，工程的特殊地理位置、復(fù)雜程度決定了其施工中具有較大的危險性，國家規(guī)程將安全施工設(shè)為水電工程質(zhì)量評定的重要指標(biāo)，因此，認(rèn)真落實各項安全措施、簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任制是各單位每年的重點工作任務(wù)。施工期安全監(jiān)測是保證現(xiàn)場安全生產(chǎn)的重要措施之一，如何根據(jù)工程特性做好施工期安全監(jiān)測規(guī)劃，做到有的放矢、精準(zhǔn)控制，確保安全同時又節(jié)約成本，是項目應(yīng)該思考的課題。在緬甸密松其培電源電站施工中，首先根據(jù)項目的特點、施工時段在諸多危險區(qū)（如還有其它的1號、3號、4號危巖體等）中選擇需要重點監(jiān)控的部位，大壩邊坡、導(dǎo)流洞、2號危巖體及引水洞，然后根據(jù)這些部位的地形地質(zhì)條件、施工影響及永久監(jiān)測的需要綜合規(guī)劃布設(shè)施工期監(jiān)測網(wǎng)，選擇重要部位的危險區(qū)埋設(shè)監(jiān)測點，對施工期主要危險源進(jìn)行狀態(tài)控制，在保證安全生產(chǎn)的前提下降低了施工成本，可供類似的山區(qū)徑流式電站施工安全監(jiān)測參考借鑒。
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