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《浅谈某水电站引水隧洞的围岩变形量测研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、浅谈某水电站引水隧洞的围岩变形量测研究:文章通过某水电站施工工程,证明观测精度可以控制在0.5mm以内,观测数据能够满足监测精度的要求,可以对围岩和支护系统的稳定状态进行有效监控,为初期支护和二次衬砌的设计参数调整提供依据,并对施工期间的安全生产起到了重要作用。 关键词:水电站；引水隧洞；围岩变形；监控；断面；测点；埋设 1概述 1.1工程概况 某水电站为3级电站,属中型工程,电站装机65M,为一直径6.5m、7.0m的圆形压力洞,隧洞开挖洞径为7.5m,隧洞穿过地层以灰岩、粉砂岩、白云岩为主,岩体大部分呈弱～微风化状态,少部分呈强～弱风化。 1.2现场监控量测的目的
2、 对隧道围岩变形进行实时测量，并对监测结果及时进行分析，采用新奥法施工是保证施工安全、合理确定隧道支护不可缺少的重要工作。是信息化控制、施工得以实施的基础和技术保障，越来越成为设计和施工的连接点和必要环节。 1.3钢尺式收敛计的优点 钢尺式收敛计,结构简单、紧凑合理、操作方便；恒力以线重合指示，百分表、钢尺直读书测值；广泛用于地下工程中洞室的围岩位移测量。在隧洞开挖中,由于施工干扰较大,用收剑计测试隧洞的收敛变形最为适用。文中主要针对小断面隧洞施工特点,采用钢尺收敛计便于观测的特点,对隧洞变形进行监测,以获取连续的数据进行分析,对围岩和支护系统的稳定状态进行监控,为初期支
3、扩和二次衬砌的参数调整提供依据,以确保施工安全。 2现场监控量测的内容和断面选择 根据电站引水隧洞地质和施工特点,施工过程中的监控量测以围岩收敛监测为主,主要服务于开挖施工过程中支护参数调整。依据施工进度和围岩情况,有重点、有选择地进行监测断面的布设。 3测点布置 电站引水隧洞开挖施工采用分层开挖的方式,分为上、下两层进行,自上向下分层高度依次为6m、1.5m,先进行上部开挖及支护,完成后再转入下部开挖施工。针对上述施工特点,隧洞施工期量测与之相适应,不同时期的监测重点各不相同。 在上部开挖过程中,主要以靠近掌子面和不良地质段围岩为收剑监测为主,收敛测点布置见图1。
4、 图1引水隧洞上部收敛监测测点布置示意图 1号测点布置在隧洞正顶拱位置,2号、3号测点分别布置在隧洞左右起拱处,必须保证1号、2号、3号测点在同一断面上,且2号、3号测点在同一高程上。 在隧洞转入下部工挖时,需在上部开挖底高程以上0.5m左右增设两个测点,从而由3条收敛测线增加至6条,其中两条为水平收敛测线。如图2。 图2引水隧洞开挖顺序和收敛测点布置示意图 4测点的埋设及观测频次要求 观测断面应尽可能靠近开挖掌子面,距离不大于2m。一般情况下,当掌子面距观测断面1.5-2倍的洞径时,“空间效应”基本消除,距离掌子面越远,围岩位移释放量越大,因此,测点埋设应尽
5、可能靠近掌子面。 埋设时首先清除埋设处的松动岩石,再用和膨胀螺栓相同规格的冲击钻垂直洞壁钻孔,其深度不小10cm,膨胀螺栓头必须加工成圆形,以方便观测时收敛计挂钩。同时,埋设的膨胀螺栓必须牢固,以保证观测的准确性。 变形观测点的布设应紧跟掌子面推进,根据设计要求布设观测点,一般为每5～10m为一个测量断面,根据开挖围岩所揭露的地质情况,可进行调整,对于不良地质段则应加密观测断面,对于掌子面附近的观测,观测完毕后应及时对观测挂钩进行防护,并做好位置标记,以免开挖爆破和喷射混凝土对其损坏和覆盖。 在监测时期,从围岩开挖至衬砌支护完成后60d,监测频次从密至疏,并且不少于30个
6、测次。量测时间间隔如表1。 表1引水隧洞开挖现场收敛量测频次要求表 5观测方法 收敛测量方法采用固定测量法。测量时以1个断面为1个单元,利用钢尺式收敛计直接进行测量。钢尺式收敛计读数主要由钢尺和游标卡尺读数两部分相加之和。钢尺的最小单位为cm,游标卡尺最小单位为1%mm。在现场观测时,首先用标杆将钢尺式收敛计一端挂至人不易到达的观测点的膨胀螺栓上,带读数表的另一端挂在方便观测人员易读数的观测点上。挂好之后,收紧收敛计,使钢尺和收敛计绷直,最佳效果是无垂度,然后由专人进行读数,每读一次需放松收敛计,再收紧,连续读取3次,取其平均值作为该条收敛测线的距离的计算值。每条收敛
7、测线的距离每测回值不大于0.3mm,或根据两相邻两测回值判断该收敛断面变形情况,以提供该部位围岩合理的支护方案。 利用每个测点的位移通过近似计算可求得收敛量。 近似计算的3条假设为:①洞壁轮廓线上的位移为径向位移,切向位移忽略不计；②基线的角度变化不计。若有较大切向位移时(一般在隧洞的某侧存在软弱夹层时),则另设位移量计算；③拱顶测点的位移为垂直向位移,即为拱顶下沉。 水电站隧洞工程采取轴对称三角形法进行计算。采用钢尺式收敛计观测的围岩相对收敛量是两测点的位移变化,即两测点位移之和。两
