导流洞施工的安全监测施工技术

2023-03-13郭政伟

建材与装饰 2023年7期

关键词：导流洞导流隧洞

郭政伟

（中铁二十一局集团第六工程有限公司，北京 101102）

0 引言

本项目位于西藏山南地区，导流洞断面大，洞口段覆盖层较薄，洞身围岩稳定性较差，所以安全监测的作用尤其重要。

1 工程概况

大古水电站地处西藏自治区某县城内，其作为河流中段位置，是一个第2级电站，上游和另一个发电站之间间距大概为8000m，下游和另外另个发电站之间的间距分别为7000m和18000m。

导流隧洞布置在左岸，靠河道侧为1#导流隧洞，靠山体侧为2#导流隧洞。1#导流隧洞长度约为908m，进口高程约为3368m，出口高程为3363m；2#导流隧洞长约为1110m，进口高程约为3371m，出口高程约为3363m。导流隧洞净断面尺寸为15m×17m（宽×高）。洞室开挖尺寸为16.9m×18.75m（宽×高）。

导流隧洞厚度大约在30～50cm，局部在3～5m，通过裂隙来进行接触，局部表现为熔融接触。第四系由各类自然环境变化形成的。导流隧洞进、出口天然边坡坡高大于800m，坡面植被较发育，其中导流隧洞进口走向N5°E～N15°E，无沟谷；导流隧洞出口走向N10°E～N20°E，发育路垄沟，沟长3.01km。导流隧洞进、出口边坡局部陡峭，基岩裸露，局部可见崩塌、掉块。导流隧洞出口边坡出露有断层F1、F2、F5等。

导流隧洞沿线存在着角度较大的山体坡度，上覆岩体最后的地方已经达到了212m，沿线地层岩性一般是从弱风化下段至上成为新鲜黑云母花岗闪长，带内一般由通过碎裂的各类岩石和一部分泥屑构成；优势节理主要发育3组：①N0°～10°ENW∠60°～90°、②N11°～20°ESE∠0°～30°、③N21°～30°WSW∠60°～90°。开挖过程中的稳定问题需引起足够的重视。

2 安全监测仪器及布置

2.1 监测主要项目

（1）导流隧洞出口边坡：边坡表面变形监测、深部变形监测、支护锚索张力监测。

（2）导流隧洞下游洞身段：洞身围岩变形监测、洞内支护锚杆受力监测[1]。

2.2 监测系统布置

参照本工程永久安全监测布置特点，依据本工程导流隧洞地质情况及评价，结合施工期开挖方案和施工方法，本工程导流隧洞施工期临时监测采用隧洞净空收敛监测方法进行，监测断面间距按50m布置，每个断面按7测点9线方式。具体布置方案如下。

（1）1#导流隧洞。

0+427.19—0+693.73段围岩类别Ⅲ～Ⅴ类，其中Ⅲ类围岩按C型断面布置，Ⅴ类围岩按D型断面布置；0+693.73—0+788.80段围岩类别Ⅲ类，按C型断面布置；0+788.80—0+831.00段围岩类别Ⅲ～Ⅳ类，其中Ⅲ类围岩按C型断面布置，Ⅳ类围岩按D型断面布置；0+831.00—0+884.67段围岩类别Ⅳ类（主断层为Ⅴ类），按D型断面布置。

（2）2#导流隧洞。

0+536.54—0+810.96段围岩类别Ⅱ类（断层带为Ⅳ类），按C型断面布置；0+810.96—0+945.87段围岩类别Ⅲ类（断层带为Ⅳ类），按C型断面布置；0+945.87—1+058.00段围岩类别Ⅲ类（断层带为Ⅳ类），按C型—面布置。导流隧洞收敛测点布置如图1所示。

图1 导流隧洞收敛测点布置

2.3 主要仪器埋设

2.3.1 多点位移计

按设计图放样，在设计要求的部位，按设计要求的方向和孔深钻孔。钻孔直径φ90mm，孔口段尺寸扩为φ150mm×1500mm。钻孔轴线弯曲度应不大于钻孔半径，以避免传递杆（丝）过度弯曲，影响传递效果。孔向偏差应小于±1°，孔深应比最深测点多1.0m左右，孔口保持稳定平整，并作简要的地质描述。在安装孔位置安装预埋管，管口周围应用水泥沙浆或环氧锚固剂进行锚固。套管的外侧应与孔口平齐[2]。

逐一安装仪器设备，用宽胶带将固定支座的传感器孔覆盖，仅预留灌浆孔和排气孔，以防在灌浆时对传感器孔造成污染。在固定支座灌浆孔上安装灌浆管，并拧紧。调整、检查灌浆管及排气管。将灌浆泵接好，开始灌浆，灌浆压力≤0.5MPa。速度不可过快，当排气孔出现了回浆现象以后再停止操作。并浆一定时间以后，对连接所使用的管道进行拆除，并且对排气管完成封堵操作。及时对固定支座上的灌浆管和排气管进行拆除，并且清除周边杂质。当传感器完成固定以后，需要把传感器和读数仪完成对接，开启电源以后及时对显示读数进行观察，缓慢对传感器进行调节，让拉压范围能够进一步精确，从而满足相应的施工要求。

2.3.2 锚索测力计

在确定锚索内锚固段和承压垫座混凝土的承载强度能够满足相应的设计方案以后，在完成锚索张拉环节之前，首先要进行的工作是在孔口垫板上完成锚索测力计的安装，并且把和测力计相匹配的传力板完成安装。这个过程中要始终保持垫板和锚板能够实现平整光滑。并且测力计和传力板需要和孔轴线保持90°夹角，其倾斜度不能高于零点五度，偏心要小于等于5mm。测力计按照相关要求完成安装工作以后，在加荷张拉前，多次对其初始数值还有环境温度进行测量，当多次测量结果之间存在的偏差低于1%F.S时，就可以使用多次测量结果的平均数来进行使用。

2.3.3 锚杆应力计

按照施工方案规定的参数来对裁截锚杆长度进行控制。通过使用螺纹完成连接功能的锚杆应力计，首先对锚杆进行裁接以后，其次对螺纹接头完成焊接，最后再完成和锚杆应力计用螺纹的连接步骤。在这个过程中需要确保接头与锚杆应能够保持同轴状态。锚杆应力计布置在锚杆离岩体孔口L/3的部位，安装时，应确保锚杆应力计不产生弯曲，电缆和排气管不受损坏，锚杆根部应与孔口平齐。锚杆应力计入孔后，引出电缆和排气管，装好灌浆管，必须采用灌浆机进行注浆。注浆必须饱满，待水泥砂浆固化并达到足够的强度后，测取初始值。

3 监测资料整理分析

3.1 观测实施

施工期正常情况下，各类监测项目测次按合同要求的测次要求进行监测；若遇到特殊情况，如大暴雨、大洪水、汛期、水位长期持续较高、水库水位骤变、强地震等监测数据发生显著变化或多次测读呈持续递增的情况以及测值出现异常或为施工提供必要的数据时，应增加测次，当受到地震烈度Ⅴ度以上地震，或相当于Ⅴ度以上的震动以后，应立刻对所有的项目进行全面的监测。并按监理人要求及时提供经整编的观测资料[3]。

现场监测或采集的数据要在现场校对无误，防止差错，并及时进行数据处理、分析和反馈。如发现异常情况，应找出原因，排除监测操作程序或监测设备的问题后，及时采取必要的措施，并应根据要求增加监测仪器的测次[4]。