大華橋水電站導(dǎo)流隧洞安全監(jiān)測(cè)工程施工

謝永亮，侯林峰，胡 育

（長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢 430212）

1 工程概況

大華橋水電站位于云南省瀾滄江上游怒江州蘭坪縣兔峨鄉(xiāng)境內(nèi)，是瀾滄江干流上游河段規(guī)劃梯級(jí)開發(fā)中的第六級(jí)水電站，上有黃登水電站，下接苗尾梯級(jí)水電站。

大華橋水電站于壩址右岸布置一條導(dǎo)流隧洞。進(jìn)口高程為1 399．0m，出口高程為1 398．0m，洞身長(zhǎng)485．0m，明洞段長(zhǎng)21．0m，隧洞底坡為i＝0．21%，洞身斷面型式為城門洞型，斷面尺寸為12m×14m（寬×高），頂拱中心角120°。進(jìn)口引渠長(zhǎng)48．6m，閘室段長(zhǎng)17．7m，進(jìn)水塔高85．5m，漸變段長(zhǎng)20m。出口明渠長(zhǎng)100m。導(dǎo)流隧洞一次支護(hù)采用錨噴支護(hù)，二次支護(hù)采用混凝土襯砌，襯砌厚0．6～2．0m。

2 安全監(jiān)測(cè)工程特點(diǎn)分析

2．1 安全監(jiān)測(cè)工程特點(diǎn)

安全監(jiān)測(cè)工程的特點(diǎn)在于其本身是隱蔽性較強(qiáng)、精度和準(zhǔn)確度要求較高的工程，同時(shí)又是穿插在總體工程之中，監(jiān)測(cè)工作要緊隨填筑工作面及時(shí)安裝埋設(shè)儀器，緊跟土建施工作業(yè)循環(huán)進(jìn)行測(cè)讀，并結(jié)合數(shù)據(jù)分析及時(shí)反饋觀測(cè)信息，以便進(jìn)行施工安全預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)優(yōu)化和施工技術(shù)指導(dǎo)。

2．2 工程難點(diǎn)

地下洞室施工安全監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)艱難復(fù)雜的工作，尤其本工程工期緊、地質(zhì)條件較差，最突出的觀測(cè)工作難點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

（1）土建施工與觀測(cè)的干擾大、協(xié)調(diào)難；（2）儀器保護(hù)難度大；（3）變形監(jiān)測(cè)精度、穩(wěn)定性、可靠度要求高。

3 主要儀器設(shè)備的安裝埋設(shè)方法

儀器設(shè)備的安裝埋設(shè)應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范、設(shè)計(jì)文件、監(jiān)理工程師指示進(jìn)行。在每項(xiàng)（支）監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備安裝埋設(shè)完畢后，應(yīng)會(huì)同監(jiān)理工程師立即對(duì)儀器設(shè)備的安裝埋設(shè)質(zhì)量進(jìn)行檢查和檢驗(yàn)，經(jīng)監(jiān)理工程師檢查確認(rèn)其質(zhì)量合格后，方能進(jìn)行后續(xù)施工。

3．1 表面變形測(cè)點(diǎn)

（1）表部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)的標(biāo)墩為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墩，標(biāo)墩頂部設(shè)置強(qiáng)制對(duì)中盤，對(duì)中誤差≤0．05mm；標(biāo)墩底盤表面設(shè)置水準(zhǔn)標(biāo)志。見圖1。

（2）埋設(shè)時(shí)，強(qiáng)制對(duì)中盤應(yīng)調(diào)整水平，其傾斜度不得大于4′。

（3）混凝土標(biāo)墩所用混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C25，標(biāo)體嚴(yán)格搗密，測(cè)墩建造完畢后應(yīng)采用紅色油漆噴涂編號(hào)標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)整齊美觀。

圖1 表面變形測(cè)墩安裝埋設(shè)示意圖

按設(shè)計(jì)要求鉆孔，孔向偏差小于3°，孔深比最深測(cè)點(diǎn)深1．0m。鉆孔施工時(shí)注意避免與錨桿鉆孔相互交錯(cuò)貫通。鉆孔完成后沖洗干凈，測(cè)量鉆孔深度、方位、傾角。

3．2 多點(diǎn)位移計(jì)

（1）安裝的基本方法。

多點(diǎn)變位計(jì)需要現(xiàn)場(chǎng)組裝，如果空間允許，可以在地面上組裝傳遞桿；如果空間緊張，考慮在孔口安裝傳遞桿。兩種情況都需要使用安全繩，必要時(shí)可以將傳遞桿拉回。

地面組裝：錨頭、隔離套、傳遞桿及其護(hù)管、支撐環(huán)、灌漿基座完全組裝好，固定灌漿管、通氣管。在鉆孔附近停一輛吊車或搭設(shè)支架，將多點(diǎn)變位計(jì)吊起后向下放入鉆孔中。

孔口組裝：從最深的錨頭開始，將每個(gè)錨頭或連桿逐根組裝，同時(shí)做好傳遞桿編號(hào)標(biāo)記，以防混淆。

（2）灌漿管和排氣管的安裝。

鉆孔方向向上或斜向上安裝：將灌漿管深入孔內(nèi)5m或至孔深的一半，排氣管則需深入孔底。若需要備用灌漿管，可將灌漿基座上的排氣管轉(zhuǎn)換堵頭旋開，作為備用灌漿管出孔使用，備用灌漿管深入孔內(nèi)1．5m，排氣管從灌漿保護(hù)管外側(cè)引出。

鉆孔方向向下或水平安裝：灌漿管隨最深的錨頭一起放入孔底，深度加深0．5m，而排氣管可不安裝或僅伸入孔內(nèi)即可。若需要備用灌漿管或者二次灌漿時(shí)，可將灌漿基座上的排氣管堵頭旋開，作為備用灌漿管出孔使用。

（3）錨頭、傳遞桿及護(hù)管組裝。

將傳遞桿外螺紋涂密封粘合劑，傳遞桿上的小孔可插入小螺絲刀，與灌漿錨頭旋緊，然后將錨頭外螺紋涂密封粘合劑，與傳遞桿護(hù)管旋緊。

（4）傳遞桿、連接螺套與傳遞桿護(hù)管的組裝。

將傳遞桿外螺紋涂密封粘合劑，利用兩根傳遞桿上的安裝孔進(jìn)行對(duì)接旋緊；將傳遞桿護(hù)管端部涂PVC膠，插入連接套；將另一根傳遞桿護(hù)管端部涂PVC膠，插入連接螺套；連接處外側(cè)裹電工膠布。

須注意密封粘合劑只需在外螺紋處涂抹少許即可（通常只需一至兩滴）。將螺紋擰緊后，粘合劑初固時(shí)間約15分鐘。PVC膠需涂抹充分、均勻，連接后保護(hù)管做少許旋轉(zhuǎn)，使粘合劑充分融合。

（5）連接安裝基座。

①截取最后一段保護(hù)管，截取長(zhǎng)度等于儀器的量程，如對(duì)于量程為100mm的位移傳感器，C＝100mm（超過150mm量程的位移傳感器，其C值根據(jù)預(yù)計(jì)的壓縮量或設(shè)計(jì)要求定）；②傳遞桿保護(hù)管末端涂PVC膠，并將轉(zhuǎn)換接頭套入；③將導(dǎo)向接頭套入傳遞桿，注意傳遞桿頂部與導(dǎo)向接頭錐形口的下底口持平；固定止頭螺釘，確保無相對(duì)移動(dòng)；④滑動(dòng)桿導(dǎo)管涂PVC膠后插入轉(zhuǎn)換接頭；⑤將所有傳遞桿及護(hù)管安裝到位后，將模擬傳感器與傳遞桿連接，固定安轉(zhuǎn)板。

（6）模擬傳桿器的安裝。

招商部門在商場(chǎng)租賃談判時(shí)，可以與租戶進(jìn)行溝通，在原商務(wù)談判的租金總額、租賃使用面積不變的前提下，在合同中增加該鋪位對(duì)應(yīng)分?jǐn)偟慕ㄖ娣e，將租金按照建筑面積進(jìn)行折算單位租金；以達(dá)到降低自用房建筑面積和原值、從而降低自用房房產(chǎn)稅稅額的目的。

模擬傳感器主要用于固定傳遞桿及錨頭位置，防止灌漿時(shí)發(fā)生移動(dòng)。灌漿完成后進(jìn)行拆除；它與傳遞桿的連接是暫時(shí)的，所以螺紋處不得涂密封膠見圖2和圖3。

圖2 模擬傳桿器

圖3 連接安裝基座

（7）橡膠隔離套及支撐環(huán)的安裝。

支撐環(huán)：主要用于傳遞桿保護(hù)管、灌漿管、及排氣管的徑向定位，避免交叉影響測(cè)量精度，一般每隔2m布置一件，外裹電工膠布固定。

橡膠隔離套：套在靠近錨頭的地方，主要作用是隔斷灌漿體，防止灌漿體形成整體而影響測(cè)量效果。

（8）灌漿。

①孔口封堵。

孔口封堵可采用水泥砂漿或者環(huán)氧錨固劑，尤其是向上的鉆孔，必須使用灌漿保護(hù)管，采用速凝水泥或環(huán)氧錨固劑封堵灌漿保護(hù)管及灌漿基座與孔壁的間隙?；蚴褂妹藜喤c速凝水泥的混合材料來封堵，速凝水泥的固化時(shí)間滿足要求，封堵時(shí)保證灌漿保護(hù)管及灌漿基座與孔壁密實(shí)，避免灌漿時(shí)將整個(gè)基座頂出孔外。

②灌漿。

鉆孔方向向上或斜向上安裝：向上灌漿的孔在測(cè)桿安裝時(shí)，備用灌漿管隨傳遞桿及護(hù)管一同埋入，備用灌漿管埋入深度1．5m，從安裝基座的備用灌漿管孔引出。

用泵將漿液從第一根灌漿管注入孔中，當(dāng)漿液從通氣管返回，說明鉆孔已經(jīng)完全灌滿。

鉆孔方向向下或水平安裝：通常只需要一根灌漿管，但為防止管路堵塞，可在安裝傳遞桿時(shí)再安裝一根備用灌漿管，備用灌漿管一端埋設(shè)在孔深的一半處，另一端從安裝基座的備用灌漿管孔引出，當(dāng)?shù)谝桓酀{管堵塞時(shí)，可使用此灌漿管。

（9）孔口組件的安裝。

①儀器安裝基座的組裝。

灌漿完成后，待水泥漿達(dá)到初凝狀態(tài)即可進(jìn)行儀器安裝座的安裝。步驟是：拆除模擬傳感器；沿灌漿安裝基座面切除灌漿管及排氣管；清理安裝基座表面，清潔“O”型密封圈及安裝槽中的雜物。在“O”型密封圈表面抹一層硅膠，使安裝更方便，防水性能更好；將測(cè)頭或者傳遞桿的標(biāo)號(hào)標(biāo)注于儀器安裝孔的接頭上；儀器安裝調(diào)整到位后，將儀器保護(hù)罩套入儀器安裝座，確認(rèn)頂端固定螺母已經(jīng)安裝到位（并緊后可旋開固定螺母，儀器安裝桿與保護(hù)罩頂端齊平即可）。

②儀器的組裝。

將限位接頭推入儀器保護(hù)管的限位槽內(nèi)；將位移傳感器插入安裝孔，達(dá)到導(dǎo)向接頭后，施加一定壓力順時(shí)針旋入傳遞桿頂部連接孔中，連接時(shí)不可使用粘合劑，以防維修時(shí)給更換傳感器帶來困難；將位移傳感器連接到便攜式鋼弦頻率指示儀，移動(dòng)位移傳感器至設(shè)計(jì)要求的初始讀數(shù)（如無特殊要求，一般預(yù)拉值是量程的25%）；將位移傳感器固定接頭上的螺帽用扳手?jǐn)Q緊；待所有位移傳感器安裝完成后，將位移傳感器引線與輸出電纜相連接，再次確認(rèn)位移傳感器是否正常；將儀器保護(hù)罩安裝到位；并緊輸出電纜壓帽，壓緊O型密封圈后，將電纜引出孔口。

（10）當(dāng)傳感器固定好后，將配套讀數(shù)儀接到儀器的導(dǎo)線上，讀取初讀數(shù)。

3．3 錨桿應(yīng)力計(jì)

（1）實(shí)施要求。

一旦開挖掌子面推進(jìn)到錨桿觀測(cè)斷面或略超過觀測(cè)斷面（不超過2m）時(shí)，應(yīng)立即埋設(shè)拱圈上測(cè)點(diǎn)或腰部上測(cè)點(diǎn)（如條件具備，否則應(yīng)在二層開挖時(shí)進(jìn)行），必須在12h內(nèi)且在下一循環(huán)開挖前埋設(shè)完畢并記錄初始讀數(shù)。

（2）鉆孔。

①依據(jù)觀測(cè)布置進(jìn)行施工放樣；②錨桿應(yīng)力計(jì)鉆孔直徑90mm，孔深與支護(hù)錨桿相同。要求鉆孔平直，其軸線彎曲度應(yīng)小于鉆孔半徑，且還應(yīng)防止孔壁沾油污；③鉆孔工作結(jié)束后，監(jiān)測(cè)儀器埋設(shè)之前，用壓力風(fēng)水進(jìn)行沖洗，將孔道內(nèi)的鉆孔巖屑和泥沙沖洗干凈。

（3）測(cè)點(diǎn)安裝。

①按錨桿直徑選配相應(yīng)規(guī)格的錨桿應(yīng)力計(jì)；②將儀器兩端的連接桿分別與錨桿焊接或采用螺紋連接，要求連接后錨桿整體強(qiáng)度不低于錨桿強(qiáng)度；③在已焊接應(yīng)力計(jì)的觀測(cè)錨筋上安裝排氣管，將組裝檢測(cè)合格后的觀測(cè)錨桿送入鉆孔內(nèi)，引出電纜和排氣管，插入灌漿管，用水泥砂漿封閉孔口（見圖4）；④安裝檢查合格后進(jìn)行灌漿，按規(guī)范要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并作好記錄。

圖4 錨桿應(yīng)力計(jì)安裝示意圖

3．4 錨索測(cè)力計(jì)

（1）待錨索內(nèi)錨固段與承壓墊座混凝土的承載強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在錨索張拉前，將錨索測(cè)力計(jì)安裝在孔口墊板上，并將測(cè)力計(jì)專用的傳力板安裝在孔口墊板上，要求墊板與錨板平整光滑，并與測(cè)力計(jì)上下面緊密接觸，測(cè)力計(jì)或傳力板與孔軸線垂直，其傾斜度應(yīng)小于0．5°，偏心不大于5mm。

（2）安裝錨具和張拉機(jī)具，并對(duì)測(cè)力計(jì)的位置進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行預(yù)緊。

（3）測(cè)力計(jì)安裝就位后，加荷張拉前，應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)量其初始值和環(huán)境溫度，連續(xù)測(cè)3次。

（4）錨索施工時(shí)，觀測(cè)錨索應(yīng)在對(duì)其有影響的周圍其它錨索張拉之前進(jìn)行張拉加荷。

（5）基準(zhǔn)值確定后應(yīng)按設(shè)計(jì)技術(shù)要求分級(jí)加荷張拉，逐級(jí)進(jìn)行張拉監(jiān)測(cè)：一般每級(jí)荷載應(yīng)測(cè)讀1次，最后一級(jí)荷載應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定監(jiān)測(cè)。每5min測(cè)讀1次，連續(xù)測(cè)讀3次。

（6）張拉荷載穩(wěn)定后，應(yīng)及時(shí)測(cè)讀鎖定荷載；張拉結(jié)束后應(yīng)根據(jù)荷載變化速率確定監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔；最后進(jìn)行鎖定后的穩(wěn)定監(jiān)測(cè)。

（7）錨索測(cè)力計(jì)及其電纜應(yīng)設(shè)置保護(hù)裝置（見圖5）。

圖5 錨索測(cè)力計(jì)埋設(shè)示意圖

3．5 單向測(cè)縫計(jì)

（1）按照設(shè)計(jì)參數(shù)在巖體中鉆孔，孔徑不小于90mm，孔深1．0m。

（2）在孔內(nèi)填入一大半膨脹性水泥砂漿，將帶有加長(zhǎng)桿的套筒擠入孔中，筒口與孔口齊平。

（3）將套筒內(nèi)填滿棉紗，螺紋口涂上機(jī)油或黃油，旋上筒蓋。

（4）混凝土澆至高出儀器埋設(shè)位置20cm時(shí)，挖去搗實(shí)的混凝土，打開套筒蓋，取出填塞物，旋上測(cè)縫計(jì)，預(yù)拉3～4mm后固定，回填混凝土（見圖6）。

圖6 基巖面測(cè)縫計(jì)埋設(shè)示意圖 （單位：cm）

3．6 孔隙水壓力計(jì)

（1）埋設(shè)前的準(zhǔn)備工作。

儀器檢驗(yàn)合格后，將滲壓計(jì)放入水中浸泡24h以上，使其充分飽和，排除透水石中的氣泡。

（2）基礎(chǔ)滲壓計(jì)埋設(shè)方法。

①用飽和細(xì)砂袋將測(cè)頭包好，砂袋直徑約為鉆孔直徑的70%，以保證進(jìn)水口通暢，并繼續(xù)浸入水中。

②在鉆孔底部先放入砂礫石，高度20cm后，將裝入砂袋內(nèi)的滲壓計(jì)放到砂礫石上，砂袋上部鉆孔空腔用砂漿封堵（安裝示意圖見圖7）。

圖7 孔隙水壓力計(jì)安裝埋設(shè)示意圖