缅甸密松其培电源电站坝区施工期安全监测技术

张军

（中国葛洲坝集团国际工程有限公司，北京 100025）

1 工程概况

缅甸密松其培电源电站为引水式水电站，工程由重力式大坝、发电引水系统和电站厂房等组成。大坝正常蓄水位740 m，最大坝高47.5 m，坝址多年平均流量40.1 m3/s，电站装机容量99 MW。

坝址区两岸山体宽厚，地形陡峻，坡度约30°～50°，左、右岸坡顶高程大于1 000 m，相对高差大于300 m，呈“V”型河谷，大小冲沟发育。坝址区岩体受河流切割影响，卸荷裂隙发育，育有4处危岩体。

导流洞布置在左岸，洞长264.42 m，断面型式为城门洞形，断面尺寸为4 m×5 m（宽×高），主要为三类围岩。导流洞进口处育有2号危岩体。

引水洞布置在左岸，洞长约11.22 km，断面型式为马蹄形，断面尺寸4.15 m×3.90 m～5.3 m×5.2 m（高×宽），主要为三类围岩。

本项目监测包括施工期安全监测和永久监测。施工期安全监测重点部位主要包括大坝边坡变形监测，导流洞、引水洞洞室收敛变形监测，导流洞进口2号危岩体收敛变形监测，具体监测项目及工程量见表1。

2 监测仪器的埋设及监测方法

2.1 大坝边坡变形监测仪器的埋设及监测方法

大坝左右岸边坡变形监测共埋设7个监测墩，J1-J4布置在右岸 El.783，El.793，El.803，El.813 m各级马道，J5-J7布置在左岸El.805，El.790，El.775 m各级马道。

表1 施工期监测项目及工程量表

JB1,JB2基准监测墩布置在管理营地及左岸上坝公路。

平面控制基准点、工作基准点建造具有强制归心标盘的混凝土标墩，墩顶部均埋设不锈钢标盘。

监测基点进行校测后，采用边角前方交会，用监测基点对监测点进行监测，角度监测六个测回，距离正倒镜各监测2次，然后根据规范，记录各次监测值，分析监测点位移趋势以及位移量。

监测周期：1次/10 d～1次/1月，汛期应适当加密监测。

2.2 引水洞、导流洞洞室及2号危岩体仪器的埋设及监测方法

根据引水洞洞身围岩的分类及围岩的实际分布情况，开挖时布置了16个监测断面，桩号分别为 0+20.00，0+70.00，0+150.00，0+200.00，0+250.00，0+300.00、0+400.00，0+500.00，0+610.00，0+700.00，0+800.00，0+900.00，0+1000.00，0+1100.00，0+1200.00，0+1230.00 m。

根据导流洞洞身围岩的分类及围岩的实际分布情况，开挖时布置了3个变形监测断面，桩号分别为0+050.00、0+285.00、0+272.00 m。

引水洞、导流洞洞室变形监测埋设方法见图1。

图1 轴对称三角形测点位移计算图

引水洞、导流洞洞室变形监测计算方法如下：

式中：△A，△B，△C——A，B，C测点的位移，mm；a，at——B，C两测点基线初始长度的基准值和t时刻的测值，mm；b，bt——A，C两测点基线初始长度的基准值和t时刻的测值，mm；c，ct——A，B两测点基线初始长度的基准值和t时刻的测值，mm；Lb——B，D两点初始长度值，mm；Lbt——Bt，D两点 t时刻的长度值，mm；Lc——C，D两点初始长度值，mm；Lct——Ct，D两点t时刻的长度值，mm；h——A，D两点初始长度值，mm；ht——At，D两点t时刻的长度值，mm。

收敛变形监测使用仪器为JSSA30型数显收敛计。收敛值主要由收敛桩及收敛钢尺联合进行监测。收敛桩为铁制金属膨胀钩，布置在围岩上，待水泥砂浆达到强度后，进行原始数据采集作为该断面收敛监测的初始值，随后按频次监测要求进行正常监测。

导流洞进口EL747 m以上正面边坡布置1个监测断面，桩号0+029.50，EL.760.202 m；左侧边坡2号危岩体布置了3个监测断面，分别为桩号0+009.22，EL.750.293 m，桩号 0+028.40，EL.764.507 m，桩号0+029.10，EL.770.435 m。边坡及2号危岩体采用相对位移法进行变形监测。

3 监测与成果分析

3.1 大坝边坡变形监测与成果分析

自2009年06月12日来，项目部对左右岸边坡5个变形监测点按照相关技术要求进行了监测，各点变化趋势图均已得出，以J4点为例，形变如图2。

图2 大坝边坡形变监测曲线图（J4点，单位mm）

图2中，X值方向为坝轴线方向，Y值方向为垂直与坝轴线方向，Z表示高程。2009年6月12日X，Y，Z对应的刻度值5，10，15表示3个量的初始值，后续每个监测日X，Y，Z对应的刻度值与初始值比较得出形变量。

由J1～J5数据形变量趋势分析，各点平面位置相对初始值最大校差为5 mm；各点高程位置相对初始值最大校差为4.6 mm。大坝所有监测数据最大校差小于5 mm，其校差可视为监测误差，各监测点较为稳定，无形变趋势。

3.2 引水洞、导流洞洞室及2号危岩体变形监测与成果分析

3.2.1 进口边坡及2号危岩体

自2009年3月至2009年5月，项目部对导流洞进口EL.747 m以上正面边坡1个断面，按照相关技术要求进行了监测，监测断面显示岩体最大变化量在0.03 mm，在允许的范围内，说明导流洞进口及洞室开挖爆破时对岩体的扰动较小。自2009年2—6月，项目部对导流洞进口左侧边坡2号危岩体3个监测断面按照要求进行了监测，监测断面显示岩体变形分别为0.14，0.07，0.10 mm，也在允许的范围内。

3.2.2 导流洞洞室

自2009年2—4月，项目部对导流洞洞室共3个断面进行了监测，现以1断面0+50 m为例，位移变形关系如图3，位移变形速率如图4。

图3 导流洞断面位移变形关系曲线（1断面0+50 m，单位mm）

图4 导流洞断面位移变形率曲线（1断面0+50 m，单位mm）

通过导流洞洞室3个监测断面监测资料分析，前期洞室变形速率最大值为0.09 mm/d，后期变形基本平稳,最大位移量为0.08 mm/d，经支护后的围岩稳定性较好，满足洞室施工要求。正值表示收敛，监测时出现负值的原因是由于监测误差及计算公式假定条件引起。

3.2.3 引水洞洞室

自2009年2—4月，项目部对引水洞洞室进行了监测，断面位移变形关系曲线、断面位移变形率曲线与导流洞洞室监测图类似。

引水洞洞室16个监测断面监测成果表明，收敛量均在规范要求以内，顶拱最大变形值出现在0+20.0 m（1断面），变形值为0.77 mm，后期测值平稳，变形速率最大值为0.08 mm/d；左边最大变形值出现在0+200 m（4断面），变形值为0.44 mm，变形速率最大值为0.07 mm/d；右边最大变形值出现在0+70 m（2断面），变形值为0.94 mm，变形速率最大值为0.11 mm/d。前期围岩变形主要是因爆破过程中岩石被扰动所造成的。

4 结语

水电工程大部分位于深山峡谷中，工程的特殊地理位置、复杂程度决定了其施工中具有较大的危险性，国家规程将安全施工设为水电工程质量评定的重要指标，因此，认真落实各项安全措施、签订安全生产责任制是各单位每年的重点工作任务。

施工期安全监测是保证现场安全生产的重要措施之一，如何根据工程特性做好施工期安全监测规划，做到有的放矢、精准控制，确保安全同时又节约成本，是项目应该思考的课题。

在缅甸密松其培电源电站施工中，首先根据项目的特点、施工时段在诸多危险区（如还有其它的1号、3号、4号危岩体等）中选择需要重点监控的部位，大坝边坡、导流洞、2号危岩体及引水洞，然后根据这些部位的地形地质条件、施工影响及永久监测的需要综合规划布设施工期监测网，选择重要部位的危险区埋设监测点，对施工期主要危险源进行状态控制，在保证安全生产的前提下降低了施工成本，可供类似的山区径流式电站施工安全监测参考借鉴。