
小浪底地下发电厂房岩壁梁设计施工与安全监测.pdf
5页r.‘f‘..卜L‘r卜f卜lrL卜f卜卜tL‘一;! 小 浪 底 地 下 发电 厂 房 岩 壁 梁 设 计 施 工 与 安 全 监 测 伍安宝侯断华 ( 水利水电第三工程局施工研究所 陕西安康市 7 2 5 0 1 1 ) 摘要 * * *- A 利 甲 锚 杆 将 钢 筋 混 凝 土 吊 车 梁 锚 固 在 岩 壁 上 的 一 种 结 构 0 . 本 文 介 绍 了 小 浪 底地下发电厂房岩壁梁的 设计、 施工和桥机荷截试验期间的安全监侧, 观侧结果表明岩 璧梁运行是安全的 岩壁梁锚固 荷载试脸监侧 小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市以北4 0 k m的黄河干流上, 是一座以防洪、 防凌、 减 淤 为 主, 兼 顾 发 电 、 灌 降、 供 水 的 大 型 水 利 枢 纽 工 程 枢 纽由 大 坝 、 泄 洪 排 沙 和 水电 站 建 筑 物 组 成 小浪底地下发电 厂房位于左岸“ T " 型山梁交汇处的腹部, 是由 地下主厂房、 安装间、 副 厂 房 三 部 分 组 成 主 厂 房 全 长2 5 1 . 5 m , 最 大 跨 度2 6 . 2 m , 顶 拱 高 程E L 1 6 5 . 访 . , 最 底 设 计 开 挖 高 程E L 1 0 3 . 6 1 m , 主厂 房最大 高度6 1 . 4 4 m 。
自1 9 9 5 年2 月5 日 正式开挖, 到1 9 9 8 年1 0 月1 4 日 基坑混凝土完成, 一期工程宣告结束 2 . 1 岩壁梁的 设计 岩 壁 梁 是 利 用 锚 杆 跨 钢 筋 棍 凝 土 吊 车 梁 锚 固 在 岩 壁 上, 充 分 利 用围 岩自 身 的 承 载 能 力, 可 省去高大的吊车柱, 也可使岩壁吊车及早投人使用 小浪 底地 下 发电厂 房的 岩 壁梁布it在主厂 房上下游 边墙高 程E l l 5 } . 8 一 E L 1 5 4 . 8 3 m的 岩壁 上, 为 悬臂 长1 . 8 5 m , 高么 4 3 m , 总 长2 1 9 m 的 俐筋混 凝 土结构, 靠 三 排0 3 2 高 强 燎 纹钢筋 锚固 在岩 壁上 支排两台5 D O O M 吊 车, 吊 车 轨距2 3 . 5 m , 最大轮压8 0 O k N , 换算单位长度荷载为6 8 5 k N / m o 梁体上部采用两招5 0 0 k N 预应力锚杆, 间距1 . 0 m , 排距0 . 5 m , 长1 5 m , 上下交错布m, 上排 锚 杆 倾 角 为2 5 0 , 下 排 姗濒角 为2 0 0 , 梁 下 部 设 一 排 沙 浆 锚 杆4 1 3 2 C 1 . 5 m , 长8 . 0 m , 上 部 锚 杆 承受拉力, 锚固吊车梁, 下部锚杆不受力, 只 起加固 岩壁作用。
2 . 2 岩壁梁的施工 厂房的岩壁梁设在E L 1 5 6 . O m - E L 1 5 0 . 0 m之间, 此层开挖首先进行约1 6 . 0 m宽的中槽开 挖, 采用深孔抛碴挤压裸破技术, 每循环爆破掘进2 0 . G m , 两冀各保留5 . 0 m左右, 采用光面爆 破、 龟裂爆破等多种控制爆破方法水平掘进, 每循环控制在4 . 0 m内, 确保周边围岩和岩壁梁 保留体的稳定此开挖层完成后, 即进行岩壁梁的施工但在施工前, 又对 E L I 5 0 . 0 m - E L 1 4 4 . O m的边墙进行了光面预裂爆破, 以 减少下部爆破开挖对以 形成岩壁梁的损坏 双 排, I O O预应力锚杆 施工 首先在钢模板上定位, 预埋P V C 管, 以 确保锚杆位置和角 8 6 k. - 1 1 , 一 一 寸 一 度精确厂房每侧岩壁梁分1 7 个仓进行混凝土施工, 单仓长1 3 . 0 m . C 3 0 级混凝土泵送人仓 钢筋制安是在加工厂加工、 安装完成后整体运到现场吊 装上下游各使用两套拼装的大面积 钢模板, 进行跳仓浇筑 完成岩壁梁混凝土施工后, 进行岩壁梁5 O O k N 双层保护预应力锚杆施工。
该钳杆长1 5 . 0 m , 埋人岩石1 2 . 0 m , 内 锚固段6 . 0 m . 锚杆安装后, 范浆强度达到3 0 M P a 后张拉到6 0 0 k N 再减 载锁定到2 5 0 k N , 待厂房全部开挖完成后再次张拉到4 O O k N 锁定为适应岩壁梁的后期变形, 张拉锚杆均留有 1 0 0 0 的安全储备 岩壁梁的监侧仪器分三个断面布置, 分别在桩号K O 十 5 5 . 2 5 m ( 观测C 断面, 位于安装间) 、 劝十 1 2 9 . 2 5 m ( 观侧B 断面, 位于5 号机组) 、 K O + 2 3 5 . 2 5 m ( 观测A 断面, 位于1 号机组) 布设 有锚杆应力观侧、 岩体位移观测、 混凝土吊 车梁与岩壁接缝的开合度观测、 吊车梁变位观侧等 3 . 1 锚杆应力观侧 每 一观 侧断 面的三 根 铭 南 二上各 设 有三支 钢筋 计( R ) 口 两根 受拉锚杆上的三 支钢筋 计分别 在 岩面内0 . 5 m , 5 . 5 m和8 . 0 m 一根受压 锚杆上的 三支钢筋 计分另 依 岩面内一 . 5 m , 0 . 5 m和2 . 0 m , 3 . 2 岩体位移观测 每一观 侧断面 设有一支6 点 式位移计( B X ) , 侧点 埋深分别为1 , 2 , 4 , 8 , 1 5 , 2 5 ( m ) . 3 . 3 混凝土吊车梁与岩壁接缝的 开合度观测 侮一观测断面的混凝土吊车梁与岩壁接缝处设有四 支侧缝计( J ) o 3 . 4 岩 壁梁变位观侧 果甩双向引张线法观侧吊车梁的水平、 竖直方向的变位, 每个机组段设一个锐点, 安装场 段设两个侧点, 共八个测点。
引张线沿上游岩壁梁平行引伸由于引张线为相对变形t侧, 故 在引张线的两个端点各布设有两支埋深为3 0 m的 单点位移计, 校核两个端点变位 全部 仅器已 在1 9 9 6 年 安装完毕, 典型 断面 仪器 布里见图1 0 几 1 6 6 . 肠 皿 1 o-3 . 3 2 . 6 1 1 1 0 - 6 . 3 5 . 6 4 R 1 0 - 1 5 . M 肚0 3, 3 4 . 6 3 吸 吐 0 - 1 毛 4 3 R 1 0 - 1幻. 印 R 1 0 刁. 朋. R I D - 1 长4 7 R l o-i s , 棍 图1 观洲仪答典型布t目( 图左: 上游侧) 巷 . 、、 , 、 厂 11 牙 .” 4 . 1 监侧概况 为 检验岩 壁梁在桥雄荷载作用下的 应力应变情况, 按照《 地下厂 房桥机负荷试验大纲》 确定的试验项目 和步骤, 观侧从单桥机1 0 0 % n ( S O O T )静载开始, 至并车 〔 双桥机)1 1 0 % 荷 载, 1 2 5 9 6 静载只 在安 装间 试脸断面 进行侧 量为 确保 试验期间 获得岩壁梁的 全部观 测资料, 我们在中国 航空技术进出口 深圳公司、北美仪器咨询有限公司的协助下, 使用美国C . 扣 砚 , “ 朋 ( 基美星) 公司的2 3 8 0 监控系统对岩壁梁的观侧仪器实施自 动化采集。
布里的临时采集 系 统共使用了 六台2 3 8 0 11I C U( 其中3 台为2 3 8 0 / 2 0 型, 3 台为2 3 8 0 / 8 0 型) , 连接的观侧仪器 有1 0 0 支共计1 8 1 个传感 器 ( 包括温度侧 量) , 各M C U 间 采用有线连接, 引到 设在副厂房的 临时中 控站 M C L 〕 均放置在岩壁梁上,中控站配置一台微机2 4 h 不间断工作M C U网络连 接如图2 所示 由 于双向引张线法观铡设备尚 未施工, 此次采用单点 观侧, 既对每一观侧断面都布设观侧目 标, 进行水平和垂 直 两个方向 变化观 测 水平 方向的 观测采用小角法, 垂直 方向则采用常 规的 悬挂钢尺用水准直接观侧 采集系统的安装从1 9 9 8 年1 2 月1 4日 下午开始, 边安 装边调试, 至1 7 日 连同通讯电缆和供电线路的铺设全部 完成其间就国 产D W G 一 4 0 多点位移计的采集与供电我 们 作了专 项研究, 比 较圆满地解决了2 3 8 0 系统连接该类 仪器的问题1 2 月1 8 日 对所有连接的仪器侧值作了全面 核对, 所有侧值与人工侧读值基本一致, 采集系统开始正 常 观侧。
设定侧次为每3 h 一次, 中控站徽机2 4 b 工作 在以后的数据采集期间. 白天设定每小时采集一次试验 图2 M C C 网络连接示意田 时规定桥机在每一观测断面的上下游侧各停留1 O m i n , 数据读取采用人工控制, 实施强制采 集 4 . 2 试验时观测替戒值 在桥机负荷试验期间, 对岩壁梁的各观测仪器侧值设计规定的限值如下: ( 1 ) 预应力锚杆测力计和钢筋计测值S O O k N ; ( 2 ) 加载前后岩壁梁与岩面间的 测缝计读数差0 . 0 8 m m ; ( 3 ) 加载前后上、 下游岩壁梁的收敛变形读数差4 m m o 4 . 3 详细试验 及观测程序 ( 1 ) 1 2 月2 0 日: 做单桥机7 5 % 荷载居中 全程试验 ( 2 ) 1 2 月2 0 日: 做双桥机并车7 5 % 荷载居中全程试验 ( 3 ) 1 2 月2 2 日: 做双桥机并车1 0 0 % 荷载全程试验 荷载位于上下游侧各观侧一次 ( 4 ) 1 2 月2 3 日: 做双桥机并车1 1 0 %荷载全程试验荷载位于 上下游侧各观测一次 ( 5 ) 1 2 月2 4 日: 做双桥机并车1 2 5 %静载试验。
此试验仅在安装间 进行 s 观刹成果分析 试验期间岩壁梁典型断面观测 成果如图3 ~ 图4 最大变化结果见表1 , 朋 l } ——一寸— 丁 一r 理堆 甘 峨rf‘‘硬‘甩....R‘‘住.巨胜‘‘诬.篮‘..‘..哥....硬‘‘‘.‘‘‘....‘怪‘吐..皿.‘健‘r....rt..卜.‘百且卜‘目‘‘tL卜.盆飞‘r卜雀卜‘r‘卜肥.‘“下即留‘户1饭里r心”‘‘创才‘‘昏 几 一 人颐面 }J I o-E一 十 -J 1 0 - 7 -1 1 0 - 8 aoe姗姗姗伟城姗 ︹.︶侧嗽, 0 . 0 21 2 / 1 1挂/ 2 o 圈 3 1 2 / 2 1 1 2 / 2 2 1 2 / 2 7 1 2 / 2 4 ( 日翻) 侧缝计观侧过程线 几 一 A断面 月 刁 刃卜 ( 洲 】 弓 7 瓜 加 I,- . - R I O - 1 3奉 8 1 0 - 1 4一 8 1 n - 1 5} 创肠卜卜月闷回.口..巨一-一- 0 0 L-12 / 18 1 2 / 1 9 1 2 / 2 0 1 2 / 2 1 1 2 / 2 2 1 2 / 2 3 1 2 / 2 4 ( 日胭) 图4 俐筋计观侧过程线 桥机荷狡试玲岩盈梁观到最大变化结果跳计衰表 1 萄 级 级 别理 侧 断 面 侧缝计 俐筋计一}侧力计 缝开度( 二 )钻杆应力( k N ) 荷软变化( k N ) 开合拉压 单 桥机( 7 5 %) K 0+ 1 2 9 . 2 5 } 。
I} 2. 5 } 劝 十 刀,25 } 一} I 1 } 双桥机〔 7 5 %) 扔 . 1 2 9 , 2 500370 劝 +2 3 5 . 2 5 一} }一 1 双 桥机( . 田马) .。
