烏東德水電站地下洞室位移及位移速率分析

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(1.中國葛洲壩試驗檢測有限公司，湖北 宜昌 443002;2.中國葛洲壩集團三峽分公司烏東德施工局，湖北 宜昌 443002)

烏東德水電站地下洞室位移及位移速率分析

程運楓1，李樂樂2

(1.中國葛洲壩試驗檢測有限公司，湖北 宜昌 443002;2.中國葛洲壩集團三峽分公司烏東德施工局，湖北 宜昌 443002)

本文通過對烏東德水電站地下洞室位移及位移速率監(jiān)測成果初步分析，闡述了地下洞室早期位移及位移速率發(fā)展變化情況。

烏東德水電站；高線路；7-1隧道；位移及位移速率

1 工程概況

烏東德水電站工程段內(nèi)包括3座隧道，依次為1-2隧道(起訖樁號K0+106～K2+137，全長1221m)；1-3隧道(起訖樁號K2+187～K3+421，全長1234m)；1-4隧道(起訖樁號K3+495～K5+124，全長1629m)；7-1隧道(起訖樁號K0+010～K2+576，全長2566m)。隧道開挖斷面為城門洞形。因該工程地質(zhì)巖石主要以厚層灰?guī)r、大理巖及白云巖等為主，監(jiān)測斷面以三類巖石為主。

2 資料分析

2013年7月30日對烏東德水電站左岸高線路7-1隧道出口K2+000斷面進行了圍巖收斂位移監(jiān)測(見下頁表1)。

7-1隧道出口K2+000斷面，圍巖有一斷層。該斷面支護前監(jiān)測成果分析表明：8月11～18日，頂拱位移在0～3.07mm之間，變幅3.07mm，呈下沉趨勢，位移速率在-0.14～0.56mm/d之間，變幅0.70mm/d；左邊位移在-2.01～0mm之間，變幅2.01mm，位移速率在-0.57～0.12mm/d之間，變幅在0.70mm/d；向山體位移，右邊位移在-0.27～1.13mm之間，變幅1.39mm，向洞內(nèi)位移，位移速率在-0.14～0.49mm/d之間，變幅在0.62mm/d。詳見圖1、圖2。

表1 烏東德水電站地下洞室7-1隧道斷層圍巖收斂位移監(jiān)測情況

圖1 支護前K2+000斷面時間與位移關(guān)系過程線

圖2 支護前K2+000斷面時間與位移速度關(guān)系過程線

以上資料顯示, 斷層處圍巖因受施工開挖及爆破影響, 圍巖在產(chǎn)生變化,為了保證圍巖的穩(wěn)定性，對斷層處增加12根φ25、長4.5m的錨桿支護。支護后監(jiān)測成果分析表明：8月26日～9月3日，頂拱位移在3.63～4.71mm之間，變幅1.07mm，位移速率在-0.04～0.43mm/d之間，變幅0.47mm/d；呈下沉趨勢，左邊位移在-2.16～-1.36mm之間，變幅-1.36mm，位移速率在-0.27～0.39mm/d之間，變幅0.39mm/d；向山體位移，右邊位移在0.71～1.81mm之間，變幅1.11mm，向洞內(nèi)位移，位移速率在-0.36～0.39mm/d之間，變幅0.74mm/d。詳見圖3、圖4。

圖3 支護后K2+000斷面時間與位移關(guān)系過程線

圖4 支護后K2+000斷面時間與位移速度關(guān)系過程線

為了解圍巖的活動規(guī)律，在K1+995處增加了一個斷面，與K2+000斷面進行對比。監(jiān)測成果表明：8月23日～9月3日，頂拱位移在-0.09～0.05mm之間，變幅0.14mm，位移速率在-0.09～0.06mm/d之間，變幅0.15mm/d；左邊位移在-0.64～0mm之間，變幅0.64mm，位移速率在-0.37～0.22mm/d之間，變幅0.59mm/d；右邊位移在0～0.90mm之間，變幅0.90mm，位移速率在-0.15～0.76mm/d之間，變幅0.91mm/d。詳見圖5、圖6。

圖5 K1+995斷面時間與位移關(guān)系過程線

圖6 K1+995斷面時間與位移速度關(guān)系過程線

2013年9月4 日對K2+000斷層處重新進行了錨桿支護，見圖9。監(jiān)測成果表明：該段圍巖從新錨桿支護后至9月7日，頂拱位移在4.83～5.08mm之間，變幅0.25mm，位移速率在-0.17～0.26mm/d之間，變幅0.42 mm/d；左邊位移在-2.06～-1.60mm之間，變幅0.46mm，位移速率在-0.19～0.00mm/d之間，變幅0.19mm/d；右邊位移在1.02～1.50mm之間，變幅0.48mm，位移速率在-0.47～0.07mm/d之間，變幅0.54mm/d。說明頂拱位移及位移速度在相應(yīng)的減小，詳見圖7、圖8。

圖7 重新錨桿支護后K2+000斷面時間與位移關(guān)系過程線

圖8 重新錨桿支護后K2+000斷面時間與位移速度關(guān)系過程線

圖9 洞室收斂變形特征

根據(jù)圖10判斷圍巖穩(wěn)定性。

圖10 地下洞室圍巖位移與時間關(guān)系

3 結(jié) 語

a.在監(jiān)測斷面處，有一條60cm寬的斷層從頂拱穿過, 斷層以外周邊的圍巖較破碎，洞室溫度起伏較大，未施工時洞室溫度為24℃左右，施工期間達31℃左右。根據(jù)上頁表2數(shù)據(jù)由上頁圖10判斷，前期圍巖變形較穩(wěn)定；由于洞室及山體爆破的影響，從8月11日起位移量逐漸增大，位移速度也相應(yīng)增大后，從圖1、圖2可以看出;經(jīng)對圍巖地質(zhì)情況進行分析，由于施工、爆破震動的影響與斷層長期風化自身失穩(wěn)造成斷層下沉。

b.為了及時控制位移過大，于8月26日在該處新增錨桿12根(φ25，長4.5m)，經(jīng)過8d的監(jiān)測，位移量還在逐漸增大，未達到支護的效果，為了及時了解斷層與周邊巖體的變形分布情況，在距斷層5m處新增一個斷面(K1+995),通過同時間K1+995與K2+000兩個監(jiān)測斷面的比對分析，K1+995處圍巖呈收斂狀態(tài)，周邊巖體較穩(wěn)定,K2+000斷層圍巖繼續(xù)呈下沉趨勢。經(jīng)分析及對現(xiàn)場新增錨桿進行查看，位移量繼續(xù)增加的原因主要為三個方面：?錨桿打入方向不對，見圖11，而錨桿方向應(yīng)穿過斷層將其鎖定；?灌漿不密實；?錨桿布置的位置不對。

通過以上分析，再次對斷層處圍巖進行支護，見圖12，經(jīng)過近一個星期的監(jiān)測，圍巖位移起伏不大，己處于穩(wěn)定趨勢。

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

圖12 錨桿穿過斷層

TU45

A

1673-8241(2014)08-0036-04