電源電站壩區施工期安全監測技術分析論文

［摘要］在緬甸密鬆其培電源電站施工中，根據該項目壩區地形地質條件及自身特點，透過合理佈設監測網絡，選擇邊坡、洞室圍巖等主要危險源並對其進行施工期穩定性監控，有的放矢，在保證安全生產的前提下降低了施工成本，可供類似的山區徑流式電站施工安全監測參考借鑑。

［關鍵詞］電源電站；施工期；安全監測；緬甸

1工程概況

緬甸密鬆其培電源電站爲引水式水電站，工程由重力式大壩、發電引水系統和電站廠房等組成。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。壩址區兩岸山體寬厚，地形陡峻，坡度約30°～50°，左、右岸坡頂高程大於1000m，相對高差大於300m，呈“V”型河谷，大小沖溝發育。壩址區巖體受河流切割影響，卸荷裂隙發育，育有4處危巖體。導流洞佈置在左岸，洞長264.42m，斷面型式爲城門洞形，斷面尺寸爲4m×5m（寬×高），主要爲三類圍巖。導流洞進口處育有2號危巖體。引水洞佈置在左岸，洞長約11.22km，斷面型式爲馬蹄形，斷面尺寸4.15m×3.90m～5.3m×5.2m（高×寬），主要爲三類圍巖。本項目監測包括施工期安全監測和永久監測。施工期安全監測重點部位主要包括大壩邊坡變形監測，導流洞、引水洞洞室收斂變形監測，導流洞進口2號危巖體收斂變形監測，具體監測項目及工程量見表1。

2監測儀器的埋設及監測方法

2.1大壩邊坡變形監測儀器的埋設及監測方法

大壩左右岸邊坡變形監測共埋設7個監測墩，J1-J4佈置在右岸El.783，El.793，El.803，El.813m各級馬道，J5-J7佈置在左岸El.805，El.790，El.775m各級馬道。JB1,JB2基準監測墩布置在管理營地及左岸上壩公路。平面控制基準點、工作基準點建造具有強制歸心標盤的混凝土標墩，墩頂部均埋設不鏽鋼標盤。監測基點進行校測後，採用邊角前方交會，用監測基點對監測點進行監測，角度監測六個測回，距離正倒鏡各監測2次，然後根據規範，記錄各次監測值，分析監測點位移趨勢以及位移量。監測週期：1次/10d～1次/1月，汛期應適當加密監測。

2.2引水洞、導流洞洞室及2號危巖體儀器的埋設及監測方法

根據引水洞洞身圍巖的分類及圍巖的實際分佈情況，開挖時佈置了16個監測斷面，樁號分別爲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。根據導流洞洞身圍巖的分類及圍巖的實際分佈情況，開挖時佈置了3個變形監測斷面，樁號分別爲0+050.00、0+285.00、0+272.00m。引水洞、導流洞洞室變形監測埋設方法見圖1……引水洞、導流洞洞室變形監測計算方法如下：△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。收斂變形監測使用儀器爲JSSA30型數顯收斂計。收斂值主要由收斂樁及收斂鋼尺聯合進行監測。收斂樁爲鐵製金屬膨脹鉤，佈置在圍巖上，待水泥砂漿達到強度後，進行原始數據採集作爲該斷面收斂監測的初始值，隨後按頻次監測要求進行正常監測。導流洞進口EL747m以上正面邊坡佈置1個監測斷面，樁號0+029.50，EL.760.202m；左側邊坡2號危巖體佈置了3個監測斷面，分別爲樁號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號危巖體採用相對位移法進行變形監測。

3監測與成果分析

3.1大壩邊坡變形監測與成果分析

自2009年06月12日來，項目部對左右岸邊坡5個變形監測點按照相關技術要求進行了監測，各點變化趨勢圖均已得出，以J4點爲例，形變如圖2。圖2中，X值方向爲壩軸線方向，Y值方向爲垂直與壩軸線方向，Z表示高程。2009年6月12日X，Y，Z對應的刻度值5，10，15表示3個量的初始值，後續每個監測日X，Y，Z對應的刻度值與初始值比較得出形變量。由J1~J5數據形變量趨勢分析，各點平面位置相對初始值最大校差爲5mm；各點高程位置相對初始值最大校差爲4.6mm。大壩所有監測數據最大校差小於5mm，其校差可視爲監測誤差，各監測點較爲穩定，無形變趨勢。

3.2引水洞、導流洞洞室及2號危巖體變形監測與成果分析

3.2.1進口邊坡及2號危巖體自2009年3月至2009年5月，項目部對導流洞進口EL.747m以上正面邊坡1個斷面，按照相關技術要求進行了監測，監測斷面顯示巖體最大變化量在0.03mm，在允許的範圍內，說明導流洞進口及洞室開挖爆破時對巖體的`擾動較小。自2009年2—6月，項目部對導流洞進口左側邊坡2號危巖體3個監測斷面按照要求進行了監測，監測斷面顯示巖體變形分別爲0.14，0.07，0.10mm，也在允許的範圍內。3.2.2導流洞洞室自2009年2—4月，項目部對導流洞洞室共3個斷面進行了監測，現以1斷面0+50m爲例，位移變形關係如圖3，位移變形速率如圖4。透過導流洞洞室3個監測斷面監測資料分析，前期洞室變形速率最大值爲0.09mm/d，後期變形基本平穩,最大位移量爲0.08mm/d，經支護後的圍巖穩定性較好，滿足洞室施工要求。正值表示收斂，監測時出現負值的原因是由於監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行了監測，斷面位移變形關係曲線、斷面位移變形率曲線與導流洞洞室監測圖類似。引水洞洞室16個監測斷面監測成果表明，收斂量均在規範要求以內，頂拱最大變形值出現在0+20.0m（1斷面），變形值爲0.77mm，後期測值平穩，變形速率最大值爲0.08mm/d；左邊最大變形值出現在0+200m（4斷面），變形值爲0.44mm，變形速率最大值爲0.07mm/d；右邊最大變形值出現在0+70m（2斷面），變形值爲0.94mm，變形速率最大值爲0.11mm/d。前期圍巖變形主要是因爆破過程中岩石被擾動所造成的。

4結語

水電工程大部分位於深山峽谷中，工程的特殊地理位置、複雜程度決定了其施工中具有較大的危險性，國家規程將安全施工設爲水電工程質量評定的重要指標，因此，認真落實各項安全措施、簽訂安全生產責任制是各單位每年的重點工作任務。施工期安全監測是保證現場安全生產的重要措施之一，如何根據工程特性做好施工期安全監測規劃，做到有的放矢、精準控制，確保安全同時又節約成本，是項目應該思考的課題。在緬甸密鬆其培電源電站施工中，首先根據項目的特點、施工時段在諸多危險區（如還有其它的1號、3號、4號危巖體等）中選擇需要重點監控的部位，大壩邊坡、導流洞、2號危巖體及引水洞，然後根據這些部位的地形地質條件、施工影響及永久監測的需要綜合規劃佈設施工期監測網，選擇重要部位的危險區埋設監測點，對施工期主要危險源進行狀態控制，在保證安全生產的前提下降低了施工成本，可供類似的山區徑流式電站施工安全監測參考借鑑。