高志偉

(廣東省水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣州 5101702)

0 引 言

江西洪屏抽水蓄能電站位于江西省靖安縣境內(nèi)，屬大(1)型一等工程，主要永久性建筑物按1級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要永久性建筑物按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)[1]。樞紐主要包括上水庫、輸水系統(tǒng)、地下廠房系統(tǒng)、地面開關(guān)站及下水庫等工程項(xiàng)目。地下廠房洞群由主副廠房洞、主變洞、尾水閘門洞、母線洞、進(jìn)廠交通洞、通風(fēng)兼安全洞、排風(fēng)豎井、500kV電纜出線洞等附屬洞室組成[2]。其中主副廠房洞開挖尺寸為157.5×22×51.1m(長(zhǎng)×寬×高)，在主廠房洞室的開挖過程中，圍巖的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)開挖工程的安全至關(guān)重要，因而在工程施工期，針對(duì)地下廠房進(jìn)行了專門的圍巖變形監(jiān)測(cè)，以確保工程施工質(zhì)量安全。

1 廠房頂拱圍巖變形監(jiān)測(cè)

為掌握主副廠房圍巖在施工期的變形情況，在主廠房1#機(jī)(0+0)、3#機(jī)(0+048)及安裝場(chǎng)(0+103.4)3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面頂拱共計(jì)埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)9套，每個(gè)監(jiān)測(cè)斷面3套，分別位于頂拱(1套)、上游拱腰(1套)和下游拱腰(1套)，主副廠房圍巖變形監(jiān)測(cè)斷面布置圖，見圖1。

圖1 主副廠房圍巖變形監(jiān)測(cè)斷面布置圖

監(jiān)測(cè)儀器均在主機(jī)間第二層開挖前(2012年5月22日—6月15日)安裝埋設(shè)完成并開始觀測(cè)，期間(2012年12月—2013年1月以及2013年3—8月)由于下部開挖施工爆破造成部分時(shí)段觀測(cè)中斷，恢復(fù)后又及時(shí)觀測(cè)。除Mcf-0+048-1損壞無法觀測(cè)外，其余測(cè)點(diǎn)均為完好。

由監(jiān)測(cè)成果可知：主機(jī)間的1#機(jī)廠右0+000斷面和3#機(jī)廠右0+048斷面的頂拱圍巖變形平均值大于安裝場(chǎng)的廠右0+103.4斷面，主要由于開挖斷面尺寸的不同，主機(jī)間監(jiān)測(cè)斷面的高度明顯大于安裝場(chǎng)斷面，符合一般的變化規(guī)律；各斷面上游拱腰圍巖變形普遍大于拱頂和下游拱腰圍巖變形，且主機(jī)的1#機(jī)廠右0+000斷面和3#機(jī)廠右0+048斷面表現(xiàn)的尤為明顯。主副廠房頂拱圍巖個(gè)別測(cè)點(diǎn)測(cè)值在第3-4層開挖階段變形呈快速增長(zhǎng)過程，隨后變形速率隨著開挖工作面的遠(yuǎn)離逐漸放緩。0+0斷面頂拱及上游側(cè)拱腰部位，0+048斷面上下游拱腰部位圍巖變形一直貫穿廠房整個(gè)開挖階段，受下層開挖影響較大。頂拱圍巖歷史最大變形量為8.90mm，出現(xiàn)在0+048斷面上游拱腰處多點(diǎn)位移計(jì)Mcf-0+048-2(孔口/0m)位置(2016-4-20)，開挖結(jié)束后該部位變形測(cè)值已趨收斂。目前，廠房頂拱部位圍巖變形在-0.98-8.89mm之間，變形已經(jīng)收斂。主副廠房頂拱圍巖變形特征值分布圖(廠右0+000監(jiān)測(cè)斷面)，見圖2；主副廠房頂拱圍巖變形特征值分布圖(廠右0+048監(jiān)測(cè)斷面)，見圖3；主副廠房頂拱圍巖變形特征值分布圖(廠右0+103.4監(jiān)測(cè)斷面)，見圖4；主副廠房頂拱圍巖變形典型測(cè)點(diǎn)過程線(Mcf-0+048-2)，見圖5。

圖2 主副廠房頂拱圍巖變形特征值分布圖(廠右0+000監(jiān)測(cè)斷面)

圖3 主副廠房頂拱圍巖變形特征值分布圖(廠右0+048監(jiān)測(cè)斷面)

圖4 主副廠房頂拱圍巖變形特征值分布圖(廠右0+103.4監(jiān)測(cè)斷面)

圖5 主副廠房頂拱圍巖變形典型測(cè)點(diǎn)過程線(Mcf-0+048-2)

由典型測(cè)值過程線可以看出：主副廠房3#機(jī)廠右0+048上游拱腰圍巖變形范圍在-0.27-8.90mm之間，儀器在第1層開挖完成后安裝，第2層開挖過程中該部位圍巖變形未見明顯增長(zhǎng)，第3-4層開挖階段變形快速增長(zhǎng)，隨后變形速率隨著繼續(xù)下挖過程逐漸放緩，至引水支管開挖完成后測(cè)值逐漸趨于收斂。當(dāng)前累積變形為8.89mm，在設(shè)計(jì)參考值范圍內(nèi)。

3 廠房邊墻圍巖變形監(jiān)測(cè)

為了解廠房圍巖在施工期及運(yùn)行期變形情況，在主廠房1#機(jī)(0+0)和3#機(jī)(0+048)兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面共計(jì)埋設(shè)多點(diǎn)位移計(jì)8套，其中，1#機(jī)組斷面4套，分別位于1#機(jī)組和3#機(jī)組斷面上游邊墻(2套)和下游邊墻(2套)。

大部分監(jiān)測(cè)儀器均在廠房邊墻開挖支護(hù)后(2013年6月10日—10月4日)安裝埋設(shè)完成并開始觀測(cè)，期間(2013年9月)由于開挖施工爆破造成部分時(shí)段觀測(cè)中斷，恢復(fù)后又及時(shí)觀測(cè)，Mcf-0+000-3和Mcf-0+048-3測(cè)點(diǎn)土建鉆孔施工較晚于2015年才進(jìn)行安裝埋設(shè)并開始觀測(cè)。目前除Mcf-0+048-4的2#錨頭的失效外，其余測(cè)點(diǎn)均為完好。

由監(jiān)測(cè)成果可知，主副廠房邊墻圍巖變形整體較小，邊墻圍巖變形基本發(fā)生在廠房下部開挖支護(hù)階段，廠房開挖結(jié)束后，圍巖變形逐漸趨于穩(wěn)定。上游邊墻歷史最大變形量為2.31mm，發(fā)生在0+048斷面上游邊墻處多點(diǎn)位移計(jì)Mcf0+048-3的2#測(cè)點(diǎn)。目前，廠房上游邊墻圍巖變形在-0.14-2.07mm之間，變形基本收斂。下游邊墻歷史最大變形1.78mm，發(fā)生在0+048斷面下游邊墻處多點(diǎn)位移計(jì)Mcf0+048-5的孔口測(cè)點(diǎn)。目前，廠房下游邊墻圍巖變形在0.01mm-1.48mm之間，變形基本收斂。主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+000監(jiān)測(cè)斷面上游側(cè))，見圖6；主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+000監(jiān)測(cè)斷面下游側(cè))，見圖7；主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+048監(jiān)測(cè)斷面上游側(cè))，見圖8；主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+048監(jiān)測(cè)斷面下游側(cè))，見圖9。

圖6 主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+000監(jiān)測(cè)斷面上游側(cè))

圖7 主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+000監(jiān)測(cè)斷面下游側(cè))

圖8 主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+048監(jiān)測(cè)斷面上游側(cè))

圖9 主副廠房邊墻圍巖變形特征值分布圖(廠右0+048監(jiān)測(cè)斷面下游側(cè))

4 結(jié) 論

從主副廠房圍巖監(jiān)測(cè)成果來看，主機(jī)間斷面的頂拱圍巖變形平均值大于安裝場(chǎng)斷面，各斷面上游拱腰圍巖變形普遍大于拱頂和下游拱腰圍巖變形，主副廠房頂拱圍巖變形測(cè)值在第三至第四層開挖階段變形呈快速增長(zhǎng)過程，隨后變形速率隨著開挖工作面的遠(yuǎn)離逐漸放緩，開挖結(jié)束后該部位變形測(cè)值趨于收斂；邊墻圍巖變形整體較小，變形時(shí)間基本發(fā)生在廠房下部開挖支護(hù)階段，開挖結(jié)束后圍巖變形逐漸趨于穩(wěn)定。