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溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁监测设计与施工期监测资料分析

2014-02-28邓文君

大坝与安全 2014年5期
关键词:岩壁吊车厂房

杨 弘,夏 锋,聂 辉,邓文君

(中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙,410014)

溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁监测设计与施工期监测资料分析

杨 弘,夏 锋,聂 辉,邓文君

(中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司,湖南长沙,410014)

主要从地下厂房岩壁吊车梁结构应力、变形等方面介绍了溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁梁监测设计及安全监测成果。监测资料分析结果表明,目前岩壁梁支护结构应力、围岩变形较大但已趋于稳定,混凝土结构应力与结合缝张开较小,岩壁梁处于逐步稳定的工作状态。由于溧阳抽蓄工程地质条件在国内外同类工程中的特殊性与复杂性,因此,其对于以后同类工程地下厂房岩壁吊车梁监测设计、施工和监测资料分析等具有特殊的意义与重要参考价值。

溧阳抽水蓄能电站;地下厂房;岩壁吊车梁(岩壁梁);监测;设计;资料分析

0 前言

溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程于2011年4月开始开挖支护施工,第一支监测仪器于2011年6月安装埋设,2013年底厂房开挖支护工作基本完成,目前地下厂房洞室群监测仪器已经基本安装完成。开挖支护期间,围岩变形与支护应力变化幅度大、持续时间长,其变形及应力变幅为溧阳工程之最,也超出其他同类工程。随着开挖完成和支护结束,围岩变形、支护应力变化开始趋于平缓[1]。溧阳抽水蓄能电站地下厂房工程地质条件较差,被总院称为国内外地质条件最为复杂和特殊的地下厂房工程[2]。

1 地下厂房及岩壁梁概况

1.1 地下厂房

溧阳抽水蓄能电站地下厂房洞室群,主厂房包括主机间、安装间和副厂房三部分。厂房轴线方向为N20°W,与高压钢管成65°夹角,开挖总长度219.90 m(其中主机间160 m,安装场49.5 m,副厂房16.95 m),尾水管底板至厂房顶拱开挖高度为55.05 m。主厂房内装有2台额定起重量为2 500 kN/ 500 kN/100 kN的单小车桥式起重机,最大吊装重量是转子带轴4 800 kN,安装2台2 500/500 kN桥机,轨距22.00 m,设计最大轮压480 kN。

厂房主要洞室分期开挖见图1。

图1 地下厂房主要洞室分期开挖示意图Fig.1 Excavation stages of the main caverns in underground powerhouse

主厂房区域主要为中厚~巨厚层(少量薄层)岩屑石英砂岩夹少量泥质粉砂岩;围岩以Ⅲ2~Ⅳ1类为主,局部Ⅴ类,其中Ⅲ2类约40%,Ⅳ1类约占55%,Ⅴ类约5%。主厂房、主变洞及母线洞工程地质条件大致相同,地质构造条件较为复杂,尤其是F54、F57断层规模较大,斜穿三大主要洞室,其本身的变形与其他结构面的组合块体均是影响洞室围岩稳定的主要因素[3]。三大洞室顶拱、边墙,尤其是顶拱部位均存在较多的可能失稳块体,但大多数块体体积较小。由于结构面发育,岩体完整性差,主厂房岩锚梁成梁条件较差。

1.2 岩壁吊车梁

经过结构设计分析计算及工程类比,虽然溧阳主厂房吊车梁部位围岩条件较差,但通过增设附壁柱并对缺陷进行处理,仍可采用岩壁吊车梁,因此,溧阳抽蓄主厂房吊车梁型式采用岩壁吊车梁型式[4]。

表1为岩壁梁设置三排锚杆且设有5 m长附壁柱情况下三维有限元分析计算成果。

表2为岩壁梁设置三排锚杆情况下,轮压分布值P=477 kN/m,刚体极限平衡法计算成果。

2 岩壁梁监测设计

2.1 岩壁梁结构

由于结构面发育,厂房岩体完整性差,对主厂房岩壁梁成梁条件较为不利,因此相较于其他同类工程地下厂房岩壁吊车梁,溧阳抽蓄地下厂房岩壁吊车梁增加了一排水平锚杆。为了增加岩壁梁的抗滑稳定,还在岩壁吊车梁底部设附壁柱或附壁墙,附壁柱或附壁墙与岩壁梁整体浇筑。

2.2 监测布置

根据溧阳地下厂房岩壁吊车梁结构设计特点,为监测岩壁梁的锚固效果及围岩的受力稳定情况,综合考虑地质、厂房监测布置、岩壁梁结构特点等,间距20~45 m沿纵向在上游岩壁梁布置y1~y7、在下游岩壁梁布置y8~y14共14个监测断面,对岩壁梁支护结构应力和变形进行观测。此外,分别对应y4、y7、y10、y14设置辅助监测断面y4’、y7’、y10’、y14’,对岩壁梁钢筋混凝土结构应力进行观测。

表1 岩壁梁各工况最大位移、最大应力表(有限元法)Table 1 Maximum displacement and maximum stress of the crane beam in various working conditions(finite element method)

表2 岩壁梁各工况最大位移、最大应力表(刚体极限平衡法)Table 2 Maximum displacement and maximum stress of the crane beam in various working conditions(rigid-body limit equilibrium method)

岩壁吊车梁上、下游监测断面布置见图2、3。

2.3 支护结构应力监测

岩壁梁支护结构应力主要包括岩壁梁与围岩之间的承载锚杆应力以及吊车梁附近围岩预应力锚索应力。图4为上游岩壁梁监测仪器设计布置,下游岩壁梁监测仪器与上游呈对称布置。

2.3.1 承载锚杆应力监测

结构设计计算认为岩壁吊车梁受拉锚杆的最大拉应变发生在岩壁交界面附近,而交界面附近0.8~1.5 m范围为围岩松动区,松动圈内围岩承载能力低,为了将岩壁吊车梁受力锚杆的轴向力尽可能传递至围岩深部的稳定岩体中,因此采取将第一、二排受拉锚杆在岩壁交界面靠围岩一侧2 m范围内涂抹沥青的工程措施。为了全面了解支护锚杆应力及其分布情况,观察受力锚杆的轴向力传递至围岩深部的效果,在每个监测断面吊车梁与岩壁间第一、二排主受力斜拉锚杆上各布置3测点锚杆

应力计,避开松动圈同时按受力分布一般规律间隔布置;第三排水平锚杆和第四排下斜锚杆上各布置1支锚杆应力计,位置约为入岩1/3深度处。每个岩壁梁监测断面的承载锚杆共布置8支锚杆应力计。

图2 上游岩壁吊车梁监测断面布置立视图Fig.2 Monitoring sections of the crane beam from a foreward view

图3 下游岩壁吊车梁监测断面布置立视图Fig.3 Monitoring sections of crane beam from a backward view

图4 上游岩壁梁监测仪器布置Fig.4 Monitoring instruments for the crane beam from a foreward view

2.3.2 锚索应力监测

主厂房的五个主要监测断面在上下游岩壁吊车梁上、下部岩壁布置的锚索上共安装了20台锚索测力计,该锚索穿过主厂房上、下游岩壁与2-①、2-②洞排水廊道或主变洞之间的围岩,结合相近部位的四点式位移计以及岩壁梁监测仪器,共同对岩壁梁影响区域的整体围岩受力及稳定性进行监测。

2.4 混凝土结构应力监测

岩壁梁自重及其荷载首先由自身钢筋混凝土结构承载,然后再通过岩壁梁锚杆以及附壁柱或附壁墙传递到围岩,因此梁体结构内部应力也是监测设计所关注的内容之一。

岩壁梁混凝土结构内部应力监测仪器包括钢筋计、四向应变计组和无应力计,布置在y4’、y7’、y10’和y14’辅助监测断面上,见图5。

图5 岩壁梁结构应力监测仪器布置Fig.5 Instruments for the stress monitoring of crane beam

2.4.1 结构混凝土

在岩壁梁4个辅助监测断面混凝土中间部位布置四向应变计组和无应力计各一套。应变计组主要观测岩壁梁垂直向、45°、水平(法)向以及纵向混凝土应力应变,每个应变计组对应布置一套无应力计。

2.4.2 结构钢筋

在岩壁梁4个辅助监测断面混凝土四角的纵向主受力钢筋上各布置1支钢筋应力计,共计16支钢筋应力计,对梁体纵向钢筋受力进行监测。

2.5 变形监测

岩壁梁变形主要包括岩壁梁混凝土与围岩结合缝开合以及吊车梁附近围岩深部位移及分布,变形监测仪器为测缝计和四点式位移计,设计布置见图4。

2.5.1 结合缝变形

在每个岩壁吊车梁监测断面混凝土和围岩垂直结合缝的中、上部共布置2支单向测缝计,用于监测岩壁梁混凝土与围岩接触缝的开合情况,见图4。

2.5.2 围岩分层变位

岩壁梁与围岩交界面附近为围岩松动区,结构设计计算和同类工程中围岩松动区范围一般在靠近岩壁0.8~1.5 m处。利用主厂房的五个监测断面在上下游岩壁吊车梁上部岩壁处,由上、下游2-①、2-②洞排水廊道向主厂房钻孔水平安装的四点杆式位移计,以排水廊道的孔口处为相对不动点,对岩壁梁附近围岩松动圈及深部位移及分布情况进行监测,见图4。

3 主要监测成果分析

岩壁梁共布置了14个监测断面,根据观测数据以及地质、结构特点,选取其中有代表性的、靠近断层影响带的、物理量变幅大的监测断面和观测项目进行对比分析。

3.1 支护结构应力

3.1.1 承载锚杆

岩壁梁承载锚杆应力受厂房下卧开挖施工影响明显,应力变幅也较大,尤其在2013年初主厂房洞室群三、四、五层开挖期间应力持续增大,在七层开挖期间应力变幅有所缓和,2014年初开挖基本结束后,锚杆应力基本趋于平稳,但累积的拉应力绝对值偏大状况仍较突出。锚杆应力变化过程见图6。

此外,从历时曲线可以看出,锚杆应力变化过程及趋势与岩壁围岩变位具有高度的相关性,应力调整与围岩变形均贯穿于洞室开挖的全过程,2013

年变化较为剧烈,直至2014年初。

图6 y4断面第二排锚杆应力变化过程线Fig.6 Graphof bolt stressvariationinsecondrowonsection y4

3.1.1.1 锚杆应力特征值

岩壁梁最大锚杆拉应力为559.79 MPa,远大于锚杆最大允许拉应力(400 MPa),发生在y5断面第一排锚杆最深处应力计(ASy5-3)测点;岩壁梁最大锚杆压应力为-203.43 MPa,发生在y11断面第四排受压锚杆应力计(ASy11-8)测点。表3为2014年5月,厂房开挖基本结束后岩壁梁承载锚杆应力测值分布统计,应力超过200 MPa的达42.9%,超过300 MPa的达22.9%,超过400 MPa的占6.7%,相较其他同类工程,岩壁梁承载锚杆应力测值普遍偏大。

3.1.1.2 锚杆应力分布

对于地质条件良好的同类工程地下厂房岩壁梁,其承载锚杆应力测值及分布与岩壁梁结构计算成果一致,即第一、二排锚杆为受拉锚杆,第三水平锚杆处于拉、压过渡区,应力相应在受拉或受压之间转换,第四排下斜锚杆则均为受压锚杆[5]。然而,从溧阳工程岩壁梁承载锚杆应力测值及分布看(见图7、图16、表4),第一、二排锚杆主要表现为拉应力,并且受力基本避开了松动圈,传递至深层围岩的效果较好,符合一般规律和计算成果;第三排水平锚杆全部处于受拉状况,且拉应力值超过200 MPa的断面达到5个(y2、y3、y6、y12、y13);下斜锚杆受拉、受压各占50%,其中下斜锚杆最大拉应力304 MPa,发生在y13断面(ASy13-8),最大压应力-203.43 MPa发生在y11断面(ASy11-8)测点。

3.1.1.3 岩壁梁围岩应力分布

表4为2014年5月厂房开挖结束大部分岩壁

梁锚杆应力趋于稳定后锚杆受力状态统计表。

表3 岩壁梁锚杆应力计测值分布表Table 3 Distributionofthemeasuredstressofboltincranebeam

表4 岩壁梁受拉锚杆统计表Table 4Statisticsoftensionboltofcranebeam

图7 y4、y10断面锚杆应力空间分布Fig.7Spatial distributionofbolt’sstressonsectiony4andy10

图8 岩壁梁围岩应力分区图Fig.8 Partition of the stress of surrounding rock

承载锚杆与围岩实际应力分区状态为图8(a)与(b)各占一半。图8(a)状态与岩壁梁结构计算结果及其他同类工程应力状态相同,有利于接缝的稳定;图8(b)状态中岩壁梁结合面围岩均为拉应力区,对接缝稳定可能会产生不利影响。

3.1.2 锚索荷载

岩壁梁上、下部锚索荷载受厂房开挖施工影响明显,荷载变幅较大,尤其在2013年初主厂房洞室群三、四、五层开挖期间荷载持续增大,在七层开挖期间荷载变幅有所缓和,2014年初开挖基本结束后,锚索荷载基本趋于平稳。锚索荷载变化过程及趋势与锚杆应力变化过程基本同步,均与围岩变形具有高度的相关性,随着厂房开挖施工同步进行变化调整,并贯穿于洞室开挖的全过程。

3.1.2.1 锚索荷载特征值

图9中DPC4-6、DPC4-9、DPC4-10布置在桩号CZ0+143.125 m下游岩壁梁上部2 m、下部3 m、13 m围岩上,DPC4-6(增)为靠近原DPC4-6增设的一台锚索计,岩壁梁上部围岩锚索最大荷载1 848 kN发生在DPC4-6(增),超锚索计量程23.2%。

DPC4-6自2012年6月开始受到边墙和中槽开挖的影响,荷载增速加快,2012年9月初该部位围岩位移持续增大,锚索与锚杆应力增幅明显,2012年9月4日~10月31日,DPC4-6测值增长了307 kN,速率达5.4 kN/d,相应部位围岩变位增幅41.82 mm,速率达0.73 mm/d,该部位围岩存在失稳的可能性。2012年10月,设计在该部位增加了5台对穿锚索等加强支护措施,并对其中靠近原测点DPC4-6的锚索安装一台新增测力计DPC4-6(增)进行监测;此后DPC4-6相继出现了数次荷载损失,但DPC4-6(增)荷载值处于持续增大状态,锚索荷载与围岩变位的增速则大幅降低,目前均已趋于稳定,可见及时加强支护措施对该部位岩体趋稳发挥了主要作用。

3.1.2.2 锚索荷载分布

厂房断面洞壁四周布置的锚索测力计测值显示,岩壁梁上、下部围岩安装的锚索荷载普遍大于厂房拱顶和厂房洞腰锚索荷载,锚索荷载大小主要取决于安装部位围岩变形的状况,围岩稳定则锚索

荷载小,围岩变形大则锚索荷载大。

图9 CZ0+143.125岩壁梁锚索荷载变化过程线Fig.9 Graph of anchor’s load variation of crane beam at CZ0+ 143.125

3.2 混凝土结构应力

3.2.1 混凝土应力应变

岩壁梁混凝土应变变化见图10。目前最大拉应变为356.32 με(Sy7-1),最大压应变为-348.73 με(Sy4-3)。混凝土应变的变化规律与混凝土温度呈正相关关系,应变随混凝土温度升高而增加,随混凝土温度降低而减小,说明岩壁梁混凝土产生的应变主要受温度影响。

图10 岩壁梁y7’断面四向应变计组过程线Fig.10 Graph of measured value by four-direction strain gauge group of crane beam on section y7’

混凝土垂直向为压应变、水平(法)向为拉应变、纵向为压应变,符合岩壁梁结构受力一般规律。

测值显示岩壁梁局部混凝土拉应变值较大,结合现场发现了几条裂缝,说明混凝土温度应力有偏大的情况出现。

岩壁梁荷载试验期间,混凝土各向应变量平稳,目前随岩壁梁混凝土温度呈正弦规律变化。

3.2.2 钢筋应力

岩壁梁纵向钢筋应力变化过程见图11,最大应力为58.7 MPa(Ry7-4),最大压应力为-29.88 MPa(Ry4-1),岩壁梁共布置16支纵向钢筋计,目前12支受压,仅y7、y14断面的两支钢筋计受拉,纵向钢筋总体呈受压状态,与混凝土纵向压应变一致。岩壁梁钢筋应力与混凝土温度呈负相关关系,温度升高时,钢筋应力降低,温度降低时,钢筋应力增加。岩壁梁荷载试验期间,钢筋应力平稳。

3.3 岩壁梁变形监测

3.3.1 结合缝

3.3.1.1 结合缝特征值岩壁梁y13断面结合缝变化过程线详见图12。

图11 岩壁梁y7纵向钢筋应力变化过程线Fig.11 Variation of stress of the longitudinal reinforcing steel of crane beam on section y7

图12 岩壁梁y13断面结合缝变化过程线Fig.12 Variation of joint of crane beam on section y13

在岩壁梁结构混凝土和洞室围岩结合缝上、下各安装测缝计对结合缝的开合情况进行监测。观测成果显示,绝大多数岩壁梁结合缝基本不受厂房开挖施工以及岩壁梁试验荷载的影响,埋设初期主要受混凝土温度应力影响,开挖施工期间呈缓慢张开态势,开合范围一般都在-2.0~1.88 mm之间。仅y12、y13断面在四、五层开挖后结合缝开度有稍明显的增加,其中y13断面最大张开达4 mm。

结合2013年岩壁梁行车运行至y13断面附近出现卡轨、相应承载锚杆应力异常等情况,说明此处结合缝的确存在较大张开情况。

厂房开挖结束后,y13断面结合缝开度仍未见收敛,其他结合缝则保持稳定或收敛。

3.3.1.2 结合缝开合规律

图13为2013年12月主厂房第七层开挖结束后,结合缝开合基本趋于稳定时,上游y4、下游y10、y13断面结合缝开合状态图。

其中y4断面围岩的上部、中间、下斜面均为拉应力,由上至下拉应力呈递减态势,其应力分区见图8(b);y10围岩的上部为拉应力区,中间拐角处为

过渡区,下部为压应力区,其应力分区见图8(a),因此y4断面接缝呈现上部张开稍大、下部张开稍小,y10断面接缝呈现上部闭合稍小、下部闭合稍大,符合一般围岩受力与接缝变形分布规律,并与结构计算成果和同类工程岩壁梁接缝变形规律一致。

图13 岩壁梁y4、y10断面接缝开合分布Fig.13 Distribution of the joints of crane beam on section y4 and y10

除y13断面接缝外,其他断面接缝均呈现y4、y10断面开合规律。

3.3.2 围岩变形

3.3.2.1 围岩变形特征值

图14~15分别为厂房桩号CZ0+065.125、CZ0+ 143.125处(高程-27.000 m)岩壁梁上部围岩分层变形历时曲线。

上游岩壁梁上部围岩最大变形发生在y4断面附近、桩号CZ0+065.125处,正好在F54断层区域。从图14可以看出,从2012年6月开始,在施工开挖影响下四点位移计M4f1-1测值持续增大,并伴有2次跃升;10月9日~10月17日之间,位移增长较快,期间日均变化速率达0.38 mm/d,超出设计警戒值(0.15 mm/d),岩壁目前最大累积位移量值为32.95 mm,超出设计警戒值(30 mm);直到2013年底第七层开挖结束后,围岩变位才趋于收敛。

图14 CZ0+065.125上、下游岩壁四点位移计测值过程线Fig.14 Monitored value by the four-point displacement meter on rock wall at CZ0+065.125

图15 CZ0+143.125上、下游岩壁四点位移计测值过程线Fig.15 Monitored value by the four-point displacement meter on rock wall at CZ0+143.125

下游岩壁梁上部围岩最大变形发生在y8、y9断面之间、桩号CZ0+143.125处,该部位四点位移计M4c4-6测值从2012年9月份开始持续增大。2012年9月、10月两个月份中,围岩变位增幅41.82 mm,最大变形速率达到0.73 mm/d,为设计警戒值0.15 mm/d的4.9倍。之后设计进行了增强支护,后续开挖过程中,位移变化速率在0.14~0.34 mm/d之间波动,直到2013年底第七层开挖结束后,围岩变位才趋于收敛。M4c4-6测得围岩表面目前最大累积位移量为110.28 mm,为设计警戒值30 mm的370%。

从图14~15中还可以看出,上游岩壁深层位移(松动圈)一般比下游小,说明下游岩壁受厂房与主变洞开挖双重影响,可能整体出现一定的变形。开挖结束并进入2014年后,上、下游岩壁梁围岩变形趋于收敛稳定状态。由于上、下游岩壁累计位移绝对值较大,后续仍要密切关注其稳定状态是否保持。

3.3.2.2 围岩变形空间变化分析

图16为2013年12月主厂房第七层开挖结束后,主厂房洞室围岩变形基本趋于稳定时,洞室岩壁变形空间分布状况。从表面变形的空间分布来看:(1)围岩边墙表面变形大于顶拱表面变形,下游边墙表面变形大于上游边墙表面变形,这与地下洞室围岩变形的基本规律相符;(2)岩壁梁部位变形在边墙变形中尤为突出;(3)围岩松动圈普遍达到4 m,局部下游岩壁可能出现了整体错动现象;(4)③~⑥机组围岩变形大于安装间~②机组围岩变形,符合开挖扰动变形规律。

4 异常情况浅析

4.1 围岩应力异常

与其他同类工程地下厂房主要为Ⅱ~Ⅲ类围岩

不同,溧阳地下厂房围岩以Ⅲ2~Ⅳ1类为主,局部Ⅴ类,工程地质条件较差。因此通过采取对地质缺陷部位进行固结灌浆、增设一排水平承载锚杆、增设附壁柱(附壁墙)及锚杆等施工和结构设计加强措施后,仍采用岩壁吊车梁形式。

图16 厂房暨岩壁梁围岩变形空间分布Fig.16 Spatial distribution of the deformation of the rock wall of powerhouse and crane beam

采取以上工程措施后,岩壁梁的结构受力特性与其他同类工程相比发生较大变化,其中最主要变化是岩壁梁下设附壁柱(附壁墙),并和岩壁梁整体浇注,在一定条件下可能产生对岩壁梁向上的顶托作用力。如果岩壁梁上、下方岩壁围岩变形不均匀,通过附壁柱(附壁墙)向上传递作用到岩壁梁的顶托力有可能会大于岩壁梁自重和轮压力之和,在这种情况下岩壁梁下斜面围岩就会产生压应力减小甚至压应力消失直至转化成拉应力的现象,见图7(b),极端情况下还会出现岩壁梁y13断面下斜结合面拉应力大于上部垂直结合面拉应力的应力颠覆现象,见图17。

图17 y13断面锚杆应力分布Fig.17 Distribution of bolt’s stress on section y13

4.2 结合缝异常

前文所述,y13断面出现了三个异常现象:(1)出现下斜锚杆最大拉应力304 MPa,且出现下斜锚杆拉应力大于上部垂直结合面拉应力的应力颠覆现象;(2)结合缝出现上部张开小、下部张开大的情况;(3)接合缝Jy13-1出现最大张开量4 mm,且仍未明显收敛。图18为2013年底y13断面接缝开合分布。

图18 y13断面接缝分布Fig.18 Distribution of joints on section y13

造成这种状况的直接原因在于y13断面岩壁梁承载锚杆应力及围岩应力区出现异常。图17中y13断面岩壁梁下斜锚杆拉应力大于第一~三排锚杆拉应力,即从上至下拉应力呈递增趋势,即应力

分布的最不利状态[6]。

4.3 围岩变形异常

桩号CZ0+143.125 m四点位移计M4c4-6测得岩壁梁上部围岩表面目前最大位移量为110.28 mm;同部位DPC4-6(增)测得岩壁梁部位锚索最大荷载1 848 kN;CZ0+147.500 m出现下游拱座开裂;y9、y10断面第一、二排共12支受拉锚杆应力计,测值超300 MPa为7支,其中3支超400 MPa,最大达497.83 MPa(ASy9-6)。这说明溧阳工程岩壁梁围岩松动圈普遍超过同类工程,局部可能出现围岩整体位移现象。

围岩变形大、松动圈增大的部位均伴随着支护结构锚杆、锚索应力较大的状况,其主要原因为厂房存在较多的可能失稳块体(如F54、F57等)、结构面发育、岩体完整性差,其次是厂房开挖跨度与深度较大,此外厂房与主变洞等开挖后形成相对不稳定的岩柱体,在施工扰动下,相应产生剧烈的应力释放和围岩变形过程,造成局部围岩变形异常。这一过程在开挖与支护施工结束后基本趋于稳定[7]。

5 结语

(1)江苏溧阳抽水蓄能电站地下厂房岩壁吊车梁监测包括围岩变形、结合缝变形、支护锚杆与锚索应力、岩壁梁结构钢筋混凝土应力应变等,监测项目全面,监测重点部位明确,布置合理,符合国家和行业标准要求,监测系统设计满足施工期和运行期安全监测需要。

(2)岩壁梁施工期安全监测成果表明:主厂房围岩岩壁梁附近变形最大、局部结合缝变形较大,目前已基本趋于稳定;岩壁梁承载锚杆应力与锚索应力较大,锚杆应力超量程达6.7%;与国内同类型岩壁梁相比围岩变形与支护结构应力相对较大;岩壁梁钢筋混凝土结构应力应变均在设计范围以内;岩壁梁及围岩变形与应力应变在荷载试验过程中均反应平稳。

(3)安全监测成果较好地反映了岩壁吊车梁施工过程与质量状况,从变形、应力的监测成果可以看出,岩壁梁目前基本处于稳定状态,但由于局部变形、应力较大,且未完全收敛,后期仍需有重点地加强监测。

(4)溧阳工程施工过程中,参建各方高度重视工程安全监测工作,监测系统及时准确发现了厂房及岩壁梁围岩应力与变形等异常情况,立即采取措施,使异常情况得到了及时有效的控制,保证了工程建设安全顺利地进行。 ■

[1]杨弘,刘剑鸣.江苏溧阳抽水蓄能电站安全监测设计专题报告[R].中国电建集团中南勘测设计研究院,2008.

[2]单海年,潘林.江苏溧阳抽水蓄能电站主厂房地下洞室群开挖期间安全监测专题报告(2014年度4月)[R].南京南瑞江苏溧阳抽蓄工程安全监测系统项目部,2014.

[3]陈宁,祁舵,永宁升.溧阳抽水蓄能电站工程解决建设难点的举措[J].水力发电,2013,39(3):1-5.

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This paper introduced the monitoring design and safety monitoring results of crane beam in underground powerhouse of Liyang pumped storage power station,mainly about the structural stress and deformation.The results of monitoring data analysis show that,at present,the stress of crane beam sup⁃porting structure and the deformation of surrounding rock are large but stable;the stress and crack on concrete structure are small;crane beam is in a gradually stable working state.Because of the particular⁃ity and complexity of the engineering geological condition of Liyang pumped storage power station,with regards to the monitoring design of crane beam in underground powerhouse,construction and monitoring data analysis,it is worthy of reference.

Liyang pumped storage power station;underground powerhouse;crane beam;monitoring; design;data analysis

TV698.1

B

1671-1092(2014)05-0035-10

2014-08-08

杨 弘(1964-),男,回族,上海松江人,高级工程师,主要从事大坝安全监测设计、施工及安全评价工作。

Title:Data analysis on crane beam in underground powerhouse during construction of Liyang pumped storage power station//by YANG Hong,XIA Feng,NIE Hui and DENG Wen-jun//PowerChina Zhongnan Engineering Corporation Limited,

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