乌东德水电站地下洞室位移及位移速率分析

2014-09-11，

中国水能及电气化 2014年8期

关键词：过程线洞室东德

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(1.中国葛洲坝试验检测有限公司，湖北宜昌 443002;2.中国葛洲坝集团三峡分公司乌东德施工局，湖北宜昌 443002)

乌东德水电站地下洞室位移及位移速率分析

程运枫1，李乐乐2

(1.中国葛洲坝试验检测有限公司，湖北宜昌 443002;2.中国葛洲坝集团三峡分公司乌东德施工局，湖北宜昌 443002)

本文通过对乌东德水电站地下洞室位移及位移速率监测成果初步分析，阐述了地下洞室早期位移及位移速率发展变化情况。

乌东德水电站；高线路；7-1隧道；位移及位移速率

1 工程概况

乌东德水电站工程段内包括3座隧道，依次为1-2隧道(起讫桩号K0+106～K2+137，全长1221m)；1-3隧道(起讫桩号K2+187～K3+421，全长1234m)；1-4隧道(起讫桩号K3+495～K5+124，全长1629m)；7-1隧道(起讫桩号K0+010～K2+576，全长2566m)。隧道开挖断面为城门洞形。因该工程地质岩石主要以厚层灰岩、大理岩及白云岩等为主，监测断面以三类岩石为主。

2 资料分析

2013年7月30日对乌东德水电站左岸高线路7-1隧道出口K2+000断面进行了围岩收敛位移监测(见下页表1)。

7-1隧道出口K2+000断面，围岩有一断层。该断面支护前监测成果分析表明：8月11～18日，顶拱位移在0～3.07mm之间，变幅3.07mm，呈下沉趋势，位移速率在-0.14～0.56mm/d之间，变幅0.70mm/d；左边位移在-2.01～0mm之间，变幅2.01mm，位移速率在-0.57～0.12mm/d之间，变幅在0.70mm/d；向山体位移，右边位移在-0.27～1.13mm之间，变幅1.39mm，向洞内位移，位移速率在-0.14～0.49mm/d之间，变幅在0.62mm/d。详见图1、图2。

表1 乌东德水电站地下洞室7-1隧道断层围岩收敛位移监测情况

图1 支护前K2+000断面时间与位移关系过程线

图2 支护前K2+000断面时间与位移速度关系过程线

以上资料显示, 断层处围岩因受施工开挖及爆破影响, 围岩在产生变化,为了保证围岩的稳定性，对断层处增加12根φ25、长4.5m的锚杆支护。支护后监测成果分析表明：8月26日～9月3日，顶拱位移在3.63～4.71mm之间，变幅1.07mm，位移速率在-0.04～0.43mm/d之间，变幅0.47mm/d；呈下沉趋势，左边位移在-2.16～-1.36mm之间，变幅-1.36mm，位移速率在-0.27～0.39mm/d之间，变幅0.39mm/d；向山体位移，右边位移在0.71～1.81mm之间，变幅1.11mm，向洞内位移，位移速率在-0.36～0.39mm/d之间，变幅0.74mm/d。详见图3、图4。

图3 支护后K2+000断面时间与位移关系过程线

图4 支护后K2+000断面时间与位移速度关系过程线

为了解围岩的活动规律，在K1+995处增加了一个断面，与K2+000断面进行对比。监测成果表明：8月23日～9月3日，顶拱位移在-0.09～0.05mm之间，变幅0.14mm，位移速率在-0.09～0.06mm/d之间，变幅0.15mm/d；左边位移在-0.64～0mm之间，变幅0.64mm，位移速率在-0.37～0.22mm/d之间，变幅0.59mm/d；右边位移在0～0.90mm之间，变幅0.90mm，位移速率在-0.15～0.76mm/d之间，变幅0.91mm/d。详见图5、图6。

图5 K1+995断面时间与位移关系过程线

图6 K1+995断面时间与位移速度关系过程线

2013年9月4 日对K2+000断层处重新进行了锚杆支护，见图9。监测成果表明：该段围岩从新锚杆支护后至9月7日，顶拱位移在4.83～5.08mm之间，变幅0.25mm，位移速率在-0.17～0.26mm/d之间，变幅0.42 mm/d；左边位移在-2.06～-1.60mm之间，变幅0.46mm，位移速率在-0.19～0.00mm/d之间，变幅0.19mm/d；右边位移在1.02～1.50mm之间，变幅0.48mm，位移速率在-0.47～0.07mm/d之间，变幅0.54mm/d。说明顶拱位移及位移速度在相应的减小，详见图7、图8。

图7 重新锚杆支护后K2+000断面时间与位移关系过程线

图8 重新锚杆支护后K2+000断面时间与位移速度关系过程线

图9 洞室收敛变形特征

根据图10判断围岩稳定性。

图10 地下洞室围岩位移与时间关系

3 结语

a.在监测断面处，有一条60cm宽的断层从顶拱穿过, 断层以外周边的围岩较破碎，洞室温度起伏较大，未施工时洞室温度为24℃左右，施工期间达31℃左右。根据上页表2数据由上页图10判断，前期围岩变形较稳定；由于洞室及山体爆破的影响，从8月11日起位移量逐渐增大，位移速度也相应增大后，从图1、图2可以看出;经对围岩地质情况进行分析，由于施工、爆破震动的影响与断层长期风化自身失稳造成断层下沉。

b.为了及时控制位移过大，于8月26日在该处新增锚杆12根(φ25，长4.5m)，经过8d的监测，位移量还在逐渐增大，未达到支护的效果，为了及时了解断层与周边岩体的变形分布情况，在距断层5m处新增一个断面(K1+995),通过同时间K1+995与K2+000两个监测断面的比对分析，K1+995处围岩呈收敛状态，周边岩体较稳定,K2+000断层围岩继续呈下沉趋势。经分析及对现场新增锚杆进行查看，位移量继续增加的原因主要为三个方面：ⓐ锚杆打入方向不对，见图11，而锚杆方向应穿过断层将其锁定；ⓑ灌浆不密实；ⓒ锚杆布置的位置不对。

通过以上分析，再次对断层处围岩进行支护，见图12，经过近一个星期的监测，围岩位移起伏不大，己处于稳定趋势。

AnalysisofUndergroundCavernDisplacementandDisplacementRateinWudongdeHydropowerStation

CHENG Yun-feng1, LI Le-le2

(1.ChinaGezhoubaGroupTestingCo.,Ltd.,Yichang443002,China; 2.ChinaGezhoubaGroupThreeGorgesBranchWudongdeConstructionBureau,Yichang443002,China)

In the paper, underground cavern early displacement and displacement rate development change condition are described through preliminary analysis of underground cavern displacement and displacement rate monitoring results in Wudongde Hydropower Station.

Wudongde Hydropower Station; high circuit; 7-1 tunnel; displacement and displacement rate