麥錦鋒，李端有，黃　祥，劉寶樂

(長江科學(xué)院 工程安全與災(zāi)害防治研究所，武漢　430010)

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烏東德水電站右岸地下廠房施工期圍巖穩(wěn)定分析

麥錦鋒，李端有，黃祥，劉寶樂

(長江科學(xué)院 工程安全與災(zāi)害防治研究所，武漢430010)

摘要：安全監(jiān)測是地下洞室圍巖穩(wěn)定安全評價(jià)的重要手段。烏東德水電站右岸地下廠房規(guī)模巨大，主廠房、主變洞、調(diào)壓室三大洞室平行布置。為確保施工期圍巖的安全穩(wěn)定，通過使用多點(diǎn)位移計(jì)、錨桿應(yīng)力計(jì)、錨索測力計(jì)、錨桿測力計(jì)、測縫計(jì)等監(jiān)測儀器，對圍巖表面和深部的變形進(jìn)行監(jiān)測，分析了地下廠房三大洞室第Ⅰ—第Ⅲ層開挖的位移特性與變形規(guī)律。監(jiān)測結(jié)果表明：開挖引起的上層圍巖變形較小，且主要集中在淺表層；三大洞室?guī)r錨梁高程以上最大變形為16.43 mm，主廠房頂拱、上游側(cè)巖錨梁和尾水調(diào)壓室上游邊墻圍巖變形較大；爆破開挖擾動、開挖引起的空間效應(yīng)以及較差的地質(zhì)條件是圍巖變形增長較快的主要影響因素；通過采用加強(qiáng)支護(hù)等措施，能有效控制圍巖變形的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：烏東德水電站；地下廠房；圍巖變形；安全監(jiān)測；溶蝕裂隙

1研究背景

對水電站地下廠房洞室群開挖過程中的圍巖變形和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力進(jìn)行監(jiān)測與分析，并對圍巖穩(wěn)定進(jìn)行安全評價(jià)，是大型地下洞室普遍采用的安全保障措施。安全監(jiān)測在三峽、龍灘、錦屏、官地、溪洛渡、向家壩等大型水電站地下廠房的建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，在施工過程中及時(shí)埋設(shè)監(jiān)測儀器、及時(shí)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，為指導(dǎo)圍巖變形控制和保持圍巖穩(wěn)定提供了最基本的科學(xué)依據(jù)[1]。

烏東德水電站右岸地下廠房工程地質(zhì)條件復(fù)雜，且局部存在較嚴(yán)重的地質(zhì)缺陷，其開挖過程中的圍巖變形與圍巖穩(wěn)定是工程建設(shè)需要關(guān)注的重中之重。施工過程中圍巖穩(wěn)定的控制措施極具挑戰(zhàn)性，利用好前期科學(xué)研究成果，有效控制巖體損傷范圍并及時(shí)跟進(jìn)支護(hù)，適時(shí)分析監(jiān)測數(shù)據(jù)并反饋設(shè)計(jì)、施工，對圍巖穩(wěn)定具有重大意義[2]。

2工程概況

烏東德水電站位于金沙江下游河段4個(gè)水電梯級電站——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩中的最上游一級，電站大壩為混凝土雙曲拱壩，最大壩高為265 m。水庫正常蓄水位為975 m，總庫容約為74.08億m3，電站總裝機(jī)容量為10 200 MW。烏東德電站建筑物分兩岸布置，分別安裝6臺850 MW混流式水輪發(fā)電機(jī)組，引水系統(tǒng)采用單機(jī)單洞，尾水系統(tǒng)采用兩機(jī)一洞。烏東德水電站地下廠房洞室群主要由進(jìn)水口、引水隧洞、主廠房、母線洞、主變洞、尾水調(diào)壓室和尾水隧洞等組成。主廠房、主變洞、調(diào)壓室三大洞室平行布置。右岸洞軸線方向?yàn)镹E65°，主廠房位于右壩肩下游，距壩肩最小距離約69.00 m(855.00 m高程處)，最大開挖尺寸為333.00 m×30.50 m(32.50 m)×89.80 m(長×寬×高)，主變室開挖尺寸為272.00 m×18.80 m×35.00 m(長×寬×高)，尾水調(diào)壓室采用下部獨(dú)立、上部連通的圓筒式布置型式，最大開挖尺寸為53.00 m×40.00 m×113.50 m(長×寬×高)。

3地質(zhì)條件與開挖支護(hù)

烏東德水電站地下廠房洞室群規(guī)模巨大，洞室跨度大，邊墻高，且洞室群縱橫交錯(cuò)復(fù)雜(見圖1)，巖層陡傾，走向與廠房軸線小夾角相交，且存在較為軟弱的巖體，在開挖卸荷的作用下，容易對地下廠房洞室群圍巖的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

圖1　右岸地下電站三維效果Fig.1　Three-dimensional rendering of right bankunderground power station

3.1地質(zhì)條件

烏東德水電站地下廠房地質(zhì)條件較為復(fù)雜。右岸地下廠房圍巖為落雪組第三段(Pt213-2—Pt213-4)厚層、巨厚層變質(zhì)灰?guī)r、大理巖，局部為薄層、中厚層變質(zhì)灰?guī)r、大理巖，巖層陡傾，廠房區(qū)域Pt214-1巖層巖體力學(xué)參數(shù)低且層內(nèi)軟弱面發(fā)育。地下廠房區(qū)域地應(yīng)力以垂直地應(yīng)力為主，最大主應(yīng)力在7.0～13.5 MPa之間[3]，最大與最小主應(yīng)力量值差值不大，地下廠房區(qū)域?qū)僦械鹊貞?yīng)力場，最大水平主應(yīng)力方向大致為NE65°。

3.2開挖支護(hù)情況

3.2.1洞室群開挖方案

實(shí)際開挖施工采用了可行性研究階段的推薦方案，即主廠房和主變洞先開挖，然后再開挖調(diào)壓室。分析表明，相比主廠房、主變洞和調(diào)壓室同時(shí)開挖方案，推薦方案的圍巖拉應(yīng)力區(qū)和拉應(yīng)力量值較小，塑性區(qū)體積和深度也較小，對圍巖擾動較小，有利于洞室圍巖穩(wěn)定的控制[3]。截止至2014年11月，主廠房和主變洞開挖進(jìn)度如圖2所示，調(diào)壓室目前正進(jìn)行穹頂及上層閘門廊道開挖。

圖2　右岸地下廠房洞室分層開挖示意圖Fig.2　Scheme of stratified excavation of right bankunderground powerhouse

3大洞室在施工過程中堅(jiān)持“超前預(yù)測、超前支護(hù)、短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動、早封閉、強(qiáng)支護(hù)、勤量測”[4]的原則，及時(shí)跟進(jìn)錨噴支護(hù)工作。

3.2.2支護(hù)方案

類比已建相似工程，針對烏東德廠房工程地質(zhì)條件，采用錨桿+噴層+錨索支護(hù)方案。選定砂漿錨桿和張拉錨桿為系統(tǒng)錨桿，砂漿錨桿長度為6 m，張拉錨桿長度為9 m，錨桿直徑為32 mm，在局部地質(zhì)缺陷區(qū)(如結(jié)構(gòu)面、裂隙和不穩(wěn)定塊體等)采用9 m長砂漿錨桿和張拉錨桿，個(gè)別錨桿長度為12 m，用于錨固深部結(jié)構(gòu)面；掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土或噴鋼纖維混凝土，厚度為10～20 cm；預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)值為1 500 kN和2 000 kN。

4監(jiān)測布置

右岸地下廠房布置了8個(gè)監(jiān)測斷面，即：副安裝場中心剖面、7#—12#機(jī)中心剖面以及主安裝場中心剖面各1個(gè)監(jiān)測斷面。此外，為了動態(tài)優(yōu)化支護(hù)設(shè)計(jì)，在其他部位也布置了部分監(jiān)測儀器。根據(jù)右岸地下電站主廠房、主變洞頂層及調(diào)壓室頂部環(huán)形導(dǎo)洞開挖所揭露出來的實(shí)際地質(zhì)情況，在頂拱部位增設(shè)部分多點(diǎn)位移計(jì)，以加強(qiáng)右岸地下洞室群圍巖深部變形監(jiān)測。同時(shí)，對主廠房、主變洞和調(diào)壓室頂拱部分塊體、巖層小夾角洞段、局部緩傾角裂隙相對較發(fā)育區(qū)、小夾角長大結(jié)構(gòu)面、較長大緩傾角裂隙等地質(zhì)缺陷部位增加了錨桿應(yīng)力計(jì)和錨索測力計(jì)。新增的多點(diǎn)位移計(jì)均為3點(diǎn)式，大部分在洞室開挖后安裝，測點(diǎn)最大深度在10～30 m之間；新增的錨桿應(yīng)力計(jì)均安裝在9 m砂漿錨桿或張拉錨桿正中間，為單點(diǎn)式；新增錨索測力計(jì)有1 500 kN和2 000 kN兩種設(shè)計(jì)值。廠房開始開挖到目前23個(gè)月，儀器設(shè)備緊密配合洞室的開挖過程，及時(shí)埋設(shè)、監(jiān)測并及時(shí)分析整理資料數(shù)據(jù)。

根據(jù)監(jiān)測設(shè)計(jì)與土建施工進(jìn)度，目前已在右岸地下廠房三大洞室布置了105套的多點(diǎn)位移計(jì)、82支錨桿應(yīng)力計(jì)、55臺錨索測力計(jì)、14支錨桿測力計(jì)和14支測縫計(jì)，其中多點(diǎn)位移計(jì)完成率已超過80%。監(jiān)測儀器分別布置于各監(jiān)測斷面的頂拱、拱肩、拱座、巖錨梁、邊墻，以及開挖揭露出來的地質(zhì)缺陷區(qū)等部位。

為獲取測點(diǎn)處完整的圍巖位移信息，原設(shè)計(jì)8個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測斷面的多點(diǎn)位移計(jì)(見圖3)均為預(yù)埋式，但由于排水廊道開挖進(jìn)度較慢，部分位移計(jì)在廠房開挖后才進(jìn)行埋設(shè)，丟失了前期位移信息。目前開挖前預(yù)埋的多點(diǎn)位移計(jì)有：主廠房上游巖錨梁的8套(各機(jī)組及安裝場斷面)、主變洞下游拱座各機(jī)組斷面的6套、以及調(diào)壓室上下游邊墻的6套。其余均為開挖后埋設(shè)。

圖3　右岸地下廠房三大洞室多點(diǎn)位移計(jì)平面布置圖Fig.3　Arrangement plan of multi-point displacementmeters in three large caverns of right-bankunderground powerhouse

(a) 2-2斷面

(b) 7-7斷面

5監(jiān)測成果

截止2014年11月，三大洞室第Ⅰ—第Ⅲ層開挖監(jiān)測儀器已安裝完畢并取得監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中，廊道中超前預(yù)埋的多點(diǎn)位移計(jì)取得了完整的圍巖變形值；頂拱的多點(diǎn)位移計(jì)在中導(dǎo)洞開挖完成后埋設(shè)，取得了中導(dǎo)洞擴(kuò)挖及之后的下層開挖引起的圍巖變形值；拱座非開挖前預(yù)埋的位移計(jì)在I層開挖后埋設(shè)，取得下層開挖引起的圍巖變形值；地質(zhì)缺陷區(qū)的位移計(jì)在開挖揭露后埋設(shè)，取得加強(qiáng)支護(hù)后及下層開挖引起的圍巖變形值。典型監(jiān)測斷面(7#和12#機(jī)斷面)圍巖變形監(jiān)測成果分別如圖4所示。

5.1主廠房圍巖變形分析

右岸主廠房圍巖變形主要發(fā)生在中導(dǎo)洞擴(kuò)挖和第III層開挖期間。主廠房圍巖變形主要呈現(xiàn)以下特征：

(1) 頂拱圍巖變形在開挖前期增長較快，隨著下挖的進(jìn)行，頂拱變形增長趨緩，至今測得的頂拱最大圍巖變形量為12.73 mm，發(fā)生在12#機(jī)中心線頂拱。盡管前期受爆破開挖影響明顯，但由于支護(hù)及時(shí)跟進(jìn)，變形曲線呈一次跳躍后即趨于穩(wěn)定。在廠房的開挖階段這一類變形曲線占頂拱位移計(jì)總量的50%。12#機(jī)頂拱變形-時(shí)間曲線見圖5。圖5中7 m代表距孔口7 m深度處， 15 m代表距孔口15 m深度處，以下的圖類似。

圖5　12#機(jī)頂拱變形曲線(測點(diǎn)編號：M01Y12)Fig.5　Displacement curves of the roof at power unitNo.12(monitoring point M01Y12)

(2) 隨著第III層的開挖，邊墻及拱座變形速率有所增長，拱座最大變形速率為0.05 mm/d，出現(xiàn)在7#機(jī)上游拱座，邊墻最大變形速率為0.12 mm/d，出現(xiàn)在11#機(jī)上游巖錨梁，孔口最大累計(jì)變形量為16.43 mm，出現(xiàn)在12#機(jī)上游巖錨梁高程部位。這些部位的圍巖變形受空間效應(yīng)的影響明顯。圖6是11#機(jī)上游邊墻巖錨梁高程圍巖變形過程曲線。

圖6　11#機(jī)上游邊墻巖錨梁高程部位的變形曲線(測點(diǎn)編號：M06Y11)Fig.6　Displacement curves of the upstream sidewallof power unit No.11 (monitoring point M06Y11)

(3) 在主廠房地質(zhì)缺陷區(qū)，目前已埋設(shè)了14套多點(diǎn)位移計(jì)，孔口變形量為-0.08～11.34 mm。這些部位地質(zhì)條件較差，圍巖變形主要發(fā)生在第Ⅰ，第Ⅱ?qū)娱_挖過程中。因多點(diǎn)位移計(jì)是在開挖完成后埋設(shè)，圍巖前期變形無法捕捉到。從目前已掌握的監(jiān)測資料來看，圍巖變形隨時(shí)間增長較為緩慢，但受第Ⅲ層開挖施工影響比較明顯。

5.2主變洞、調(diào)壓室圍巖變形分析

目前右岸主變洞正進(jìn)行第Ⅲ層開挖，開挖至833.20 m高程，在主變洞相應(yīng)的6個(gè)機(jī)組和副安裝場斷面的上下游拱座共布置了13套多點(diǎn)位移計(jì)。

右岸尾水調(diào)壓室目前正進(jìn)行球冠穹頂部位開挖，已開挖至865.60 m高程。右岸尾水調(diào)壓室主要由3大并列的筒式洞室及連通這3個(gè)洞室的上部閘門廊道組成，目前已分別在4#，5#，6#尾水調(diào)壓室的穹頂和上、下游邊墻埋設(shè)了22套多點(diǎn)位移計(jì)，其中有6套多點(diǎn)位移計(jì)為預(yù)埋式。

右岸主變洞和尾水調(diào)壓室圍巖變形主要呈現(xiàn)以下特征：

(1) 主變洞拱座圍巖變形較小，各測點(diǎn)累積位移均在5 mm以內(nèi)，圍巖變形隨時(shí)間呈緩慢增長的趨勢。拱座圍巖變形受下部開挖的影響，下部開挖時(shí)會出現(xiàn)突變，但突變幅度不大。拱座圍巖變形典型過程曲線見圖7，這類曲線占比為61%。

圖7　主變洞拱座圍巖變形曲線(測點(diǎn)編號：M02Y10)Fig.7　Displacement curves of the surrounding rock ofmain transformer room’s abutment(monitoring point M02Y10)

(2) 調(diào)壓室上游邊墻預(yù)埋的多點(diǎn)位移計(jì)測得的圍巖變形較大，且受開挖影響明顯，變形過程曲線呈臺階狀，如圖8所示；下游邊墻由于還沒有開挖至測點(diǎn)高程，此處實(shí)測圍巖變形量較小。

圖8　調(diào)壓室上游邊墻變形曲線(測點(diǎn)編號：M06Y07)Fig.8　Displacement curves of the upstream sidewallof surge chamber (monitoring point M06Y07)

(3) 尾水調(diào)壓室穹頂圍巖累積位移較小，基本在3 mm以內(nèi)，下部開挖對穹頂圍巖位移的影響較小。由于穹頂部位的多點(diǎn)位移計(jì)只能在開挖后埋設(shè)，因此穹頂在開挖初期的圍巖變形量無法捕捉到。

5.3局部穩(wěn)定控制

根據(jù)開挖揭露的地質(zhì)條件和監(jiān)測成果，對局部地質(zhì)條件較差和圍巖松弛變形較大的部位進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)。

5.3.1右岸主廠房下游側(cè)溶蝕裂隙影響區(qū)域

5.3.1.1穩(wěn)定問題及處理加固措施

9號機(jī)組下游側(cè)(樁號YC=1+205至1+225，高程840.0～850.0 m)存在溶蝕裂隙YKTl(見圖9)。隨后的地質(zhì)編錄成果和補(bǔ)充勘探資料以及監(jiān)測成果均反映：在裂隙影響范圍內(nèi)，圍巖變形受開挖影響較大，圍巖卸荷時(shí)間較長，塑性區(qū)深度較大，局部圍巖穩(wěn)定問題突出。

圖9　右岸主廠房YKT1裂隙影響區(qū)和弱溶蝕風(fēng)化段Fig.9　Fracture (YKT1) affected zone and weakcorrosion weathered segment in the rightbank main powerhouse

為保證洞室施工及運(yùn)行期的整體穩(wěn)定性，對溶蝕裂隙YKT1影響區(qū)域進(jìn)行了局部回填置換，并加強(qiáng)了支護(hù)，樁號1+222.0至1+240.0間增加3排預(yù)應(yīng)力錨索；拱座以上溶蝕裂隙影響區(qū)域局部增加了張拉錨桿。在1+222樁號的848.6 m和842.3 m高程埋設(shè)了2套多點(diǎn)位移計(jì)和2支錨桿應(yīng)力計(jì)。

圖10　溶蝕裂隙鉆孔錄像(編號：M02YCLX)Fig.10　Video of the drillingof corrosion fissure(monitoring pointM02YCLX)

5.3.1.2監(jiān)測成果

監(jiān)測結(jié)果表明，848.6 m高程處圍巖變形和錨桿應(yīng)力等均無明顯變化，而842.3 m高程(拱腳)處圍巖變形和錨桿應(yīng)力有較大變化，孔口最大位移值為3.22 mm，錨桿應(yīng)力最大值為94.4 MPa。該部位的鉆孔錄像如圖10所示，在距孔口3.6 m處發(fā)現(xiàn)厚度約5 cm的斷層，內(nèi)有泥鈣質(zhì)填充，判斷應(yīng)為溶蝕裂隙YKT1。

結(jié)合圖11及其他監(jiān)測結(jié)果可知，YKT1溶蝕裂隙圍巖變形主要呈現(xiàn)以下3個(gè)特征：①圍巖變形總體不大，孔口變形增長大致呈臺階狀；②圍巖變形主要發(fā)生在距臨空面0～5 m范圍巖體內(nèi)，屬淺表變形；③圍巖變形受開挖影響明顯，但由于支護(hù)及時(shí)(開挖第Ⅱ?qū)忧耙淹瓿杉訌?qiáng)支護(hù))，累計(jì)位移保持在較低的水平，后期開挖對圍巖變形影響有限，且趨于穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)較大幅度的劇變。

圖11　存在溶蝕裂隙的圍巖變形曲線

5.3.2右岸主廠房上游邊墻的弱溶蝕風(fēng)化段影響區(qū)域

5.3.2.1穩(wěn)定問題及處理加固措施

根據(jù)右岸主廠房第Ⅱ及第Ⅲ層開挖后揭露的地質(zhì)條件，該處屬于上游邊墻(樁號YC=1+187至1+207，高程約840.0 m)薄層小夾角層面洞段，巖性為薄層夾互層灰?guī)r，呈弱溶蝕風(fēng)化狀，巖層走向與洞軸向夾角≤20°(見圖10)。因此，在2種不利地質(zhì)條件共同影響下，巖性條件較差，圍巖類別為Ⅲ和Ⅳ類，需加強(qiáng)支護(hù)并增加監(jiān)測設(shè)施。在原有系統(tǒng)砂漿錨桿的基礎(chǔ)上，先后2次增加了張拉錨桿，其規(guī)格為：張拉力T=50 kN，直徑=32 mm，錨桿長度L=9 m，并且使錨桿間距縮小至0.75 m，加強(qiáng)了錨固效果；同時(shí)于2014年5月28日補(bǔ)充埋設(shè)了1套四點(diǎn)位移計(jì)。

圖12　弱溶蝕風(fēng)化段變形曲線(編號：M12YCLX)Fig.12　Displacement curves of weak corrosionweathered segment (monitoring point M12YCLX)

5.3.2.2監(jiān)測成果

圖12為弱溶蝕風(fēng)化段變形曲線。監(jiān)測結(jié)果顯

示，主廠房第Ⅳ層拉槽完成后孔口累計(jì)位移達(dá)13.4 mm，存在突變點(diǎn)，其與周圍巖體開挖爆破關(guān)系密切，累計(jì)位移絕大部分由開挖爆破引起，開挖間歇時(shí)位移增量小，巖體卸荷量值很小。圍巖變形主要集中在淺表層，圍巖內(nèi)部變形量遠(yuǎn)小于開挖臨空面，表明圍巖松動圈深度較淺，加強(qiáng)支護(hù)方案效果明顯。

6結(jié)論與建議

(1) 烏東德水電站右岸地下廠房洞室群跨度大、邊墻高、地質(zhì)條件復(fù)雜，容易產(chǎn)生圍巖穩(wěn)定問題。從目前開挖情況與監(jiān)測成果來看，圍巖總體變形較小，加強(qiáng)支護(hù)措施有效地控制了變形的發(fā)展，為下層開挖奠定了良好的基礎(chǔ)。

(2) 目前變形較大部位主要為主廠房頂拱、主廠房上游邊墻和調(diào)壓室上游邊墻，測點(diǎn)所在層及下層開挖是引起圍巖變形和錨桿應(yīng)力增長的主要因素。

(3) 圍巖變形總體上呈現(xiàn)“空間效應(yīng)強(qiáng)，時(shí)間效應(yīng)弱”的特點(diǎn)。頂拱及拱座部位的圍巖變形在第Ⅱ?qū)右韵麻_挖過程中的變化量較小，大部分區(qū)域的圍巖變形在第Ⅰ層開挖產(chǎn)生突變后一直保持較為平穩(wěn)的趨勢，甚至呈現(xiàn)微量壓縮。邊墻的圍巖變形在第Ⅱ?qū)右韵麻_挖過程中的變化量較大。

(4) 圍巖變形與地質(zhì)構(gòu)造、巖性關(guān)系密切。局部巖石破碎、層間錯(cuò)動帶、緩傾角巖層、節(jié)理裂隙發(fā)育等較差的地質(zhì)條件也是局部巖體變形增長較快的重要因素，其中f42,f1斷層以及YKT1溶蝕裂隙、弱溶蝕風(fēng)化段等軟弱構(gòu)造對圍巖穩(wěn)定影響顯著。

(5) 圍巖變形主要發(fā)生在開挖面淺表層5 m范圍內(nèi)，少數(shù)地方因地質(zhì)缺陷原因其影響范圍達(dá)到10～15 m，說明巖石松動圈約為5 m。

(6) 隨著三大洞室的下挖與下層新洞室(母線洞等)的開挖，高邊墻與新舊洞室相互貫通將會產(chǎn)生新的空間效應(yīng)，而不穩(wěn)定的地質(zhì)缺陷部位伴隨著開挖而不斷揭露。建議在后續(xù)開挖過程中及時(shí)支護(hù)，并結(jié)合實(shí)際地質(zhì)條件和監(jiān)測成果及時(shí)調(diào)整、優(yōu)化支護(hù)參數(shù)；建議施工方加快排水廊道的施工進(jìn)度，為監(jiān)測儀器預(yù)埋設(shè)創(chuàng)造必要的條件；建議加強(qiáng)監(jiān)測分析工作，為設(shè)計(jì)和施工提供及時(shí)的圍巖穩(wěn)定動態(tài)信息。

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(編輯：占學(xué)軍)

Rock Stability of the Right Bank Underground Powerhouse ofWudongde Hydropower Station During Construction

MAI Jin-feng, LI Duan-you, HUANG Xiang, LIU Bao-le

(Engineering Safety and Disaster Prevention Department, Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan430010, China)

Abstract:Safety monitoring is an important means to assess the stability safety of surrounding rock. The right bank underground powerhouse of Wudongde hydropower station is huge with three large caverns (main powerhouse, main transformer cavern, and surge chamber) parallel to each other. In order to ensure the safety stability of surrounding rock during construction, we monitored the surface and deep deformations of surrounding rock by using multi-point displacement meter, anchor stress gauge, anchor dynamometer, and joint meter. We also analyzed the displacement characteristics and deformation regularity of the three large caverns. Monitoring results show that the deformation caused by excavation is small, mainly concentrating in the shallow surface; maximum deformation of surrounding rock above the height of rock anchor beam in the three caverns is 16.43 mm. Large deformation appears at the top of the main power house, upstream side rock anchor beam and upstream side wall of tail-water chamber room. Moreover, the rapid development of deformation is greatly influenced by blasting disturbance, space effect caused by excavation, and weak geologic condition. Timely and strong support measures could limit the development of deformation.

Key words:Wudongde Hydropower Station; underground powerhouse; deformation of surrounding rock; safety monitoring;corrosion fissure

中圖分類號：TU454

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-5485(2016)05-0042-06

doi:10.11988/ckyyb.201500752016,33(05):42-47

作者簡介：麥錦鋒(1988-)，男，廣東中山人，碩士，主要從事巖土工程穩(wěn)定性分析的研究工作，(電話)18825026898(電子信箱)mjf200812@163.com。

收稿日期：2015-01-20 ；修回日期：2015-02-02