[水电站地下厂房开挖施工期安全监测] 乌东德水电站7.12事故

　　摘要 施工安全监测其目的是及时掌握地下洞室围岩与开挖边坡在开挖施工过程中产生的变形、支护结构受力等，监控施工过程中存在的安全隐患，指导施工；检验和评价地下洞室群的稳定性，并根据观测成果及时调整开挖方法与施工安全措施，是保证施工过程安全的重要措施之一。
　　关键词 地下厂房；开挖；安全监测
　　中图分类号TV7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）34-0115-02
　　1 监测部位及主要观测项目
　　地下厂房主要洞群的主要监测项目包括：
　　1）一般监测项目：（1）围岩收敛；（2）地下水出水点。
　　2）专项监测项目：（1）爆破振动；（3）围岩松动圈。
　　2 施工安全监测总体原则
　　2.1一般监测项目
　　1）围岩收敛观测断面测点布置形式根据设计与施工规范要求、结构特点及现场实际开挖揭露的地质情况确定，观测断面间距不大于50m。如果围岩表面出现明显变形、裂缝，加密测点和测次；
　　2）支护结构应力与变形、随机支护锚杆与锚索应力、地下水出水点为施工安全监测选测项目，根据现场实际需要确定。
　　2.2专项监测项目
　　1）爆破振动控制标准按规范要求。爆破振动及围岩松动圈观测频次、观测方法、观测资料整理、分析和报告满足相关施工及监测规范要求；
　　2）围岩松动圈测试依据结构特点、地质情况以及现场测试分析成果进行控制。根据现场情况确定测点布置及测点数量。
　　3 安全监测方案
　　3.1地下厂房收敛变形监测
　　施工期变形监测布置图
　　地下厂房施工一般具有规模大、结构类型多，跨度大、断面大，施工干扰大等特点。在开挖初期，拟采用围岩外部变形监测中最常见的收敛监测方法，因其监测仪器结构简单，使用灵活，安装时间快，并十分经济。用适合地下洞室断面测量的多功能全站仪监测。典型监测断面围岩变形测点布置见下施工期变形监测布置图。
　　主厂房监测断面共选择5个横断面和1个纵断面。横断面分别位于1#～4#号机组和安装间中心线，其中1#~4#号机组段向下延伸到主变室，构成上下游对称的观测断面。纵断面布置在厂房中心线位置（详细布置如下）；
　　地下厂房围岩收敛测点布设表
　　3.2爆破振动监测
　　爆破振动监测按设计图纸要求的部位布设测点，每个测点观测3~5次，观测精度优于15%。每次观测完成后及时提供成果分析报告。
　　1）测试目的
　　（1）确定爆破质点振动速度传播规律经验公式V=K（Q1/3/R）α中的K、α值；
　　式中：V为质点振动速度cm/s；
　　Q为单响药量kg；
　　R为测点至爆区距离m；
　　K为与地质、岩性有关的系数；
　　α为衰减系数；
　　（2）按照上述经验公式预报质点振动速度（Q、R为已知数），以控制单响起爆药量；
　　（3）施工中进行跟踪监测，验证并调整有关参数，以确保被防护目标的安全。
　　2）试验方法
　　（1）首先进行单炮测试，测试3炮以上，对测试所得数据进行回归分析，得出适合本标段岩体的K、α值；
　　（2）根据以上试验所得的K、α值以及安全防护目标的距离和防护要求，确定最大单响起爆药量；
　　（3）在安全防护目标布置测点，测定爆破振动速度是否在安全范围内；
　　（4）利用施工中开挖爆破作爆源，进一步在爆破条件下测试爆破振动传播规律的K、α值，以便更有效地指导后续爆破施工。
　　3）测试仪器
　　IDTS2850型爆破振动测试记录仪；SD-1型垂直速度传感器。
　　4）测点布置
　　对单炮试验，测点要求布置在岩石的整体性较好、高差相差不大的岩石上，布置4个测点，前密后疏，测试数据用作k、α值的计算。对防护目标的测定，在防护目标与爆源间合理布置测点即可。
　　5）测试过程
　　在选定的测点上用石膏固定好传感器底座，传感器安装上后，将传感器与记录仪连接好，待采集完成后，与计算机连接，读取储藏数据、波形分析等。
　　6）成果处理
　　（1）整理出各种最大单响装药量下防护目标的振动速度；
　　（2）按爆破地震波最大振动速度衰减规律公式V=k(Q1/3/R)α用最小二乘法计算出k、α值；
　　（3）根据以上推算出的公式计算允许最大单响药量；
　　（4）在现场试验结果未出来前，按下表进行控制。
　　注：爆破区药量分布的几何中心至观测点或防护目标10m时的控制值
　　1）设计边坡上的安全质点振动速度≤10cm/s；
　　2）隧洞基础或壁面上的安全质点振动速度≤10cm/s；
　　3）邻县工厂电器开关的安全质点振动速度0.5cm/s~1.0cm/s，精密控制仪表安全质点振动速度≤0.5cm/s。
　　注：爆破区药量分布的几何中心至观测点或防护目标10m时的控制值
　　3.3围岩松动圈测试
　　1）测试目的
　　根据爆破前后声波波速的变化确定爆破破坏的范围和强弱，确定合理的爆破药量和开挖方案。
　　2）监测方法
　　采用钻孔声波法：即在爆破前后测量其内部同一部位的声波波速，进行对比，按照技术规范标准，判断有无爆破破坏影响。
　　3）仪器选择
　　本次测试选用SYC-2C型非金属超声波测试仪。仪器由接收机和发射机两部分组成，记时数字显示。换能器选用一发双收，用水作耦合介质。
　　4）测点布置
　　在具有代表性的各个工作面钻测试孔，孔深、孔径按设计及规范要求。对洞壁钻孔要求与水平方向成一定的角度，以保证水能充满整个孔。
　　5）测试过程
　　用水或凡士林作耦合剂，将发射换能器和接收换能器置于孔内。沿孔深方向每隔0.2m观测一次。
　　在每个检查孔中采用单孔声波测试，测点距离为20cm，使用一发双收换能器。爆前与爆后的检查孔为同一孔。为防止爆破时将检查孔破坏，在爆前声波测试结束后，在检查孔内填充细砂，爆破后用风管将检查孔内的细砂吹干净，再进行爆后声波测试。
　　6）成果整理
　　测试成果，对波速最大值、最小值、平均值等特征值及爆破后波速降低率进行统计。对比前后观测资料，绘出波速随深度变化关系图，判断有无爆破破坏影响以及破坏范围。
　　3.4地下出水点监测
　　1）布置
　　鉴于地下厂房区地下水的复杂性和渗透性不均一，施工时根据现场地下水的渗漏情况，在集中涌水点根据流量设量水堰监测。
　　2）实施方法
　　（1）根据设计图纸或监理人根据现场地质情况指示确定量水堰安装位置，尽量将量水堰设在排水沟的直线段上；
　　（2）量水堰堰槽段采用矩形断面，其长度应大于堰上最大水头7倍，总长度不小于2m，即堰板上游的堰槽长度不小于1.5m，堰板下游的堰槽长度不小于0.5m。
　　（3）堰槽两侧应平行和铅直，堰板与水流方向垂直；
　　（4）按照设计要求和现场的渗流量情况选购和加工堰板；
　　4结论
　　施工安全监测就是监控施工过程中存在的安全隐患，指导开挖与支护施工；检验和评价地下洞室群的稳定性，并根据观测成果及时调整开挖方法与施工安全支护措施，重视安全检测是保证施工过程安全的重要措施之一。地下厂房开挖期安全检测，是以数据为依据，科学地保证整个开挖、支护施工安全的“火眼金睛”。
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