电源电站坝区施工期安全监测技术分析论文

2020-03-29实用文

  [摘要]在缅甸密松其培电源电站施工中,根据该项目坝区地形地质条件及自身特点,通过合理布设监测网络,选择边坡、洞室围岩等主要危险源并对其进行施工期稳定性监控,有的放矢,在保证安全生产的前提下降低了施工成本,可供类似的山区径流式电站施工安全监测参考借鉴。

  [关键词]电源电站;施工期;安全监测;缅甸

  1工程概况

  缅甸密松其培电源电站为引水式水电站,工程由重力式大坝、发电引水系统和电站厂房等组成。大坝正常蓄水位740m,最大坝高47.5m,坝址多年平均流量40.1m3/s,电站装机容量99MW。坝址区两岸山体宽厚,地形陡峻,坡度约30°~50°,左、右岸坡顶高程大于1000m,相对高差大于300m,呈“V”型河谷,大小冲沟发育。坝址区岩体受河流切割影响,卸荷裂隙发育,育有4处危岩体。导流洞布置在左岸,洞长264.42m,断面型式为城门洞形,断面尺寸为4m×5m(宽×高),主要为三类围岩。导流洞进口处育有2号危岩体。引水洞布置在左岸,洞长约11.22km,断面型式为马蹄形,断面尺寸4.15m×3.90m~5.3m×5.2m(高×宽),主要为三类围岩。本项目监测包括施工期安全监测和永久监测。施工期安全监测重点部位主要包括大坝边坡变形监测,导流洞、引水洞洞室收敛变形监测,导流洞进口2号危岩体收敛变形监测,具体监测项目及工程量见表1。

  2监测仪器的埋设及监测方法

  2.1大坝边坡变形监测仪器的埋设及监测方法

  大坝左右岸边坡变形监测共埋设7个监测墩,J1-J4布置在右岸El.783,El.793,El.803,El.813m各级马道,J5-J7布置在左岸El.805,El.790,El.775m各级马道。JB1,JB2基准监测墩布置在管理营地及左岸上坝公路。平面控制基准点、工作基准点建造具有强制归心标盘的混凝土标墩,墩顶部均埋设不锈钢标盘。监测基点进行校测后,采用边角前方交会,用监测基点对监测点进行监测,角度监测六个测回,距离正倒镜各监测2次,然后根据规范,记录各次监测值,分析监测点位移趋势以及位移量。监测周期:1次/10d~1次/1月,汛期应适当加密监测。

  2.2引水洞、导流洞洞室及2号危岩体仪器的埋设及监测方法

  根据引水洞洞身围岩的分类及围岩的实际分布情况,开挖时布置了16个监测断面,桩号分别为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。根据导流洞洞身围岩的分类及围岩的实际分布情况,开挖时布置了3个变形监测断面,桩号分别为0+050.00、0+285.00、0+272.00m。引水洞、导流洞洞室变形监测埋设方法见图1……引水洞、导流洞洞室变形监测计算方法如下:△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测点的位移,mm;a,at——B,C两测点基线初始长度的基准值和t时刻的测值,mm;b,bt——A,C两测点基线初始长度的基准值和t时刻的测值,mm;c,ct——A,B两测点基线初始长度的基准值和t时刻的测值,mm;Lb——B,D两点初始长度值,mm;Lbt——Bt,D两点t时刻的长度值,mm;Lc——C,D两点初始长度值,mm;Lct——Ct,D两点t时刻的长度值,mm;h——A,D两点初始长度值,mm;ht——At,D两点t时刻的长度值,mm。收敛变形监测使用仪器为JSSA30型数显收敛计。收敛值主要由收敛桩及收敛钢尺联合进行监测。收敛桩为铁制金属膨胀钩,布置在围岩上,待水泥砂浆达到强度后,进行原始数据采集作为该断面收敛监测的初始值,随后按频次监测要求进行正常监测。导流洞进口EL747m以上正面边坡布置1个监测断面,桩号0+029.50,EL.760.202m;左侧边坡2号危岩体布置了3个监测断面,分别为桩号0+009.22,EL.750.293m,桩号0+028.40,EL.764.507m,桩号0+029.10,EL.770.435m。边坡及2号危岩体采用相对位移法进行变形监测。

  3监测与成果分析

  3.1大坝边坡变形监测与成果分析

  自2009年06月12日来,项目部对左右岸边坡5个变形监测点按照相关技术要求进行了监测,各点变化趋势图均已得出,以J4点为例,形变如图2。图2中,X值方向为坝轴线方向,Y值方向为垂直与坝轴线方向,Z表示高程。2009年6月12日X,Y,Z对应的刻度值5,10,15表示3个量的初始值,后续每个监测日X,Y,Z对应的刻度值与初始值比较得出形变量。由J1~J5数据形变量趋势分析,各点平面位置相对初始值最大校差为5mm;各点高程位置相对初始值最大校差为4.6mm。大坝所有监测数据最大校差小于5mm,其校差可视为监测误差,各监测点较为稳定,无形变趋势。

  3.2引水洞、导流洞洞室及2号危岩体变形监测与成果分析

  3.2.1进口边坡及2号危岩体自2009年3月至2009年5月,项目部对导流洞进口EL.747m以上正面边坡1个断面,按照相关技术要求进行了监测,监测断面显示岩体最大变化量在0.03mm,在允许的范围内,说明导流洞进口及洞室开挖爆破时对岩体的扰动较小。自2009年2—6月,项目部对导流洞进口左侧边坡2号危岩体3个监测断面按照要求进行了监测,监测断面显示岩体变形分别为0.14,0.07,0.10mm,也在允许的范围内。3.2.2导流洞洞室自2009年2—4月,项目部对导流洞洞室共3个断面进行了监测,现以1断面0+50m为例,位移变形关系如图3,位移变形速率如图4。通过导流洞洞室3个监测断面监测资料分析,前期洞室变形速率最大值为0.09mm/d,后期变形基本平稳,最大位移量为0.08mm/d,经支护后的围岩稳定性较好,满足洞室施工要求。正值表示收敛,监测时出现负值的原因是由于监测误差及计算公式假定条件引起。3.2.3引水洞洞室自2009年2—4月,项目部对引水洞洞室进行了监测,断面位移变形关系曲线、断面位移变形率曲线与导流洞洞室监测图类似。引水洞洞室16个监测断面监测成果表明,收敛量均在规范要求以内,顶拱最大变形值出现在0+20.0m(1断面),变形值为0.77mm,后期测值平稳,变形速率最大值为0.08mm/d;左边最大变形值出现在0+200m(4断面),变形值为0.44mm,变形速率最大值为0.07mm/d;右边最大变形值出现在0+70m(2断面),变形值为0.94mm,变形速率最大值为0.11mm/d。前期围岩变形主要是因爆破过程中岩石被扰动所造成的。

  4结语

  水电工程大部分位于深山峡谷中,工程的特殊地理位置、复杂程度决定了其施工中具有较大的危险性,国家规程将安全施工设为水电工程质量评定的重要指标,因此,认真落实各项安全措施、签订安全生产责任制是各单位每年的重点工作任务。施工期安全监测是保证现场安全生产的重要措施之一,如何根据工程特性做好施工期安全监测规划,做到有的放矢、精准控制,确保安全同时又节约成本,是项目应该思考的课题。在缅甸密松其培电源电站施工中,首先根据项目的特点、施工时段在诸多危险区(如还有其它的1号、3号、4号危岩体等)中选择需要重点监控的部位,大坝边坡、导流洞、2号危岩体及引水洞,然后根据这些部位的地形地质条件、施工影响及永久监测的需要综合规划布设施工期监测网,选择重要部位的危险区埋设监测点,对施工期主要危险源进行状态控制,在保证安全生产的前提下降低了施工成本,可供类似的山区径流式电站施工安全监测参考借鉴。

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