台山核电站取水隧洞工程监测方案

1、台山核电站取水隧洞工程一二期钻爆法施工基坑及钻爆法隧洞监测方案1、编制依据1）台山核电站取水隧洞工程钻爆法施工设计图2）台山核电站一二期取水隧洞工程施工组织设计3）工程测量规范4）建筑变形测量规程5）建筑工程施工测量规程6）建筑基坑支护技术规程7）建筑基坑规程技术规范2、工程概况台山核电厂位于广东省台山市赤溪镇腰鼓村，距离台山市区约44.5Km，厂 址位于珠江口西侧近出海口，东临黄茅海；厂址地形开阔，三面环山，东临大海, 中部为堆积平原；厂址地理位置为东经112o16,北纬21o43。本工程位于马峰山和大襟岛一带，为台山核电站1、2号机组海域工程取水隧 洞。1号、2号机组取水隧洞平面轴线均为直

2、线，北西南东向平行展布。穿越陆 域腰古咀至大襟岛之间的海域，工程地理位置图如图2-1所示。图2-1工程平面图工程主要项目为核电站1、2号机组海域工程取水隧洞工程，包括：一期、二期陆域侧及大襟岛侧取水构筑物、连接一期两侧构筑物的1、2号取水隧洞（包括矿山法隧洞和盾构法隧洞）工程。盾构区间隧道总长 8119 单线米：其中1 号隧道4061m米，2号隧道4058米。表 2-1 核电站 1、2 号机组海域工程钻爆法施工监测范围表项目里程长度（m）陆域侧取水井DK0+000DK0+03030陆域侧暗挖矿山法段1 号隧洞 DK0+030DK0+1591292 号隧洞 DK0+030DK0+207177大襟

3、岛侧暗挖矿山法段1 号隧洞 DK4+220DK4+360.6140.62 号隧洞 DK4+265DK4+360.695.6大襟岛侧取水井DK4+360.6DK4+423.6633、监测目的在基坑、隧洞施工过程中，只有对基坑、隧洞开挖、支护结构的安全性进行 观测。以确保工程的顺利进行，在出现异常情况时及时反馈信息，并采取必要的 工程应急措施，甚至调整施工工艺及设计参数。监测的目的如下：（1）检验基坑、隧洞设计所采用的各种假设及设计参数的正确性。（2）指导基坑、隧洞开挖及支护结构的施工。（3）确保开挖作业的安全。（4）积累工程经验，为提高支护设计及支护施工水平提供依据4、监测项目基坑监测项目1）围

4、岩及支护状态观察；2）基坑四周沉降及位移；3）基坑支护位移；隧洞监测项目1）围岩及支护状态观察；2）隧洞拱顶下沉观测；3）洞身周边位移及收敛；5、监测方案5.1 主要监测仪器设备表设备名称设备型号使用部位水准仪SOKIA C30 II基坑四周沉降观测全站仪Topcon位移测量收敛仪XB-200型钢尺收敛仪隧洞洞身5.2 基准点布点原则基准点必须坚固稳定且便于长期保存，位置在基坑较远的视野开阔地，变形 影响范围以外的地方。拟在距基坑较远的视野开阔地 50米外，变形影响范围以 外便于长期保存的稳定位置，至少做 2 个永久性的标志。5.3 基准点的埋设根据国家标准建筑变形测量规程（JGJ/T8-97

5、）,并结合本工程周边建筑物分布情况，在工程影响范围以外预先合理埋设至少两个永久性测量基准点BM1BM2,组成该工程沉降观测的基准点。每隔一个月对以上各点进行联测图5-1图5-1基点埋设方法示意图（单位:cm）检核。5.4基坑监测1）基坑监测布点图图 5-2 基坑监测布点图基坑四周沉降及位移监测监测仪器精密水准仪，全站仪。监测实施方法a、沉降测点埋设：在地面凿成一个圆孔，并用混凝土进行周边防护，用冲 击钻在孔底钻孔，然后放入钢管，钢管内再放入长200300mm，直径2030mm 的圆头钢筋，钢管底用水泥砂浆填实，上部保证钢管和钢筋头有一定间隙。每个 测点间距为5米。预制盖板图5-3地面沉降观测点

6、结构图b、监测频率：开挖前，对设置的监测点进行三次测量取其相近两个数据的平均值做为观测 的初始值。基坑开挖期间每天观测一次，且时间定在每天下午，基坑开挖至槽底 7 天后，每 3 天观测一次；基坑开挖至槽底 15 天后，每 7 天观测一次；基坑 开挖至槽底 30 天后，每 15 天观测一次直至二衬施工结束数据分析与处理地表沉降量测随施工进度进行，根据开挖部位、步骤及时监测，并将各沉降 测点沉降值绘制成沉降变化曲线图、沉降变化速度、加速度曲线图。3）支护结构位移监测仪器全站仪、反光棱镜、反射膜片监测实施方法a、沉降测点埋设：采用300mm长钢筋头随初支一次埋入喷射混凝土内。井 壁每个平面按每 5米

7、设一次点。b、在每环初支喷锚后5天观测值作为初始值，以后每3天观测一次，直至 二衬浇筑完成。数据分析与处理支护结构位移量测随施工进度进行，根据开挖进尺进行布点监测，将各点位 变形值绘制成变化曲线图、变化速率图。4）锚索内应力监测为保证锚索在基坑开挖过程中锚索内力不超过设计值，故必须进行锚索内力 变化监测，以确保井壁开挖面的安全。监测仪器MGH-500 型测力传感器、振弦式读数仪监测实施方法锚索张拉前，在腰梁处安装锚索应力传感器，然后在锚索应力传感器外再安 装锚具进行张拉锁定。每个井壁平面取2处，共16处。锚索张拉锁定后10 天内每天测读一次，以后每2 天监测1 次，第11 天至第 30 天每1

8、0 天测读1 次，第31 天至二衬施工完前每30 天测读1 次。下层锚索张 拉前后各测一次。特殊情况下（大雨、地面荷载突然增加等）应连续3 天每天监 测1 次。图 5-4 锚索监测图数据分析与处理锚杆预应力变化主要发生在加荷后的2 个月内，变化值为锚杆轴向拉力设 计值的10%，如果锚杆预应力变化超过此值，则需采取重复张拉或适当放松以 控制预应力变化。5）爆破震动监测 通过爆破震动监测结果，分析和掌握爆破地震波的传播速度、特征及规律， 判定地面建（构）筑物的安全状态，并根据量测结果及时调整爆破参数和施工方 法， 从而将爆破震动速度和位移控制在规范允许的安全范围（本工程选择 3cm/s ）内，以避

9、免对爆区附近的既有已成型边坡、道路等周边设施或构筑物造 成破坏，保证既有已成型边坡的稳定和安全，并减小爆破作业对周边环境的影响。通过爆破震动监测，按公式V = K （Ql/3/R）a进行曲线拟合，计算出符合特定条件下的K、a值，以合理调整爆破设计参数，确保爆破震动安全。监测仪器a、拾震器（传感器）本工程采用 CD-1 型磁电式拾震器（即传感器），其特点是结构简单、低频特性好、测量震幅大、灵敏度高。b、放大器本工程采用 62000 电荷放大器，属便携式小型电荷放大器，其功能是将高阻 抗电荷信号转换为低阻抗输出的电压信号。C、记录器本工程采用 TOPBOX 爆破震动自动记录仪，其特点是体积小、轻便

10、、不需现 场布线，操作简单，可多台多点独立操作，同步或异步触发，自动完成数据采集 和贮存。d、信号处理仪本工程采用 DXC-TY 动态信号处理仪，包括专用计算机及分析软件、数据采 集器、打印/绘图仪等几部分。其特点是体积小、携带方便、适用于现场操作。监测实施方法 爆破前在需要进行震动监测的建（构）筑物的指定部位按照要求安放拾震器 （传感器）、放大器、记录器等监测仪器，爆破时产生的震动波通过传感器转换 成电流信号输出，电流信号再经过放大器放大后显示出来，并由记录器将信号准 确地记录下来，最后经过计算机处理后得出需要的数据资料。爆破震动监测工作 程序见下图。图 5-5 爆破震动监测工作流程图数据分

11、析与处理根据量测数据结果，分析并判定既有建（构）筑物等设施的安全状态。如果 已经超出规范允许的质点安全震动速度，则及时调整爆破参数（如炸药单耗、最 大段装药量、孔网布置等）和修正爆破方案，并进行反复试验，调整药量，一直 到实测值小于或等于既有建（构）筑物等设施的安全值为止。5.5 隧洞监测1）隧道监测布点图Ina-Ina-2）各监测项目测量方法监测项目监测仪器设备测点布设要求量测要求数据处理围岩及支护状态观察每次开挖后每次开挖后和作初支后发现与设计不符立 即向监理、业主汇 报拱顶下沉水准 仪、水准尺III类每 50米一个 断面，IV 类20米 一个断面1-15天16天-1月1月-3月3月以后累

12、计下沉量超过40mm或每天下沉量 量超过10mm时应 停止施工，分析原 因，并作好加固1-2次/天1次/天1-2 次/周1-3 次/月周边位移及收敛数显收敛仪同上同上同上同上同上每天收敛速率大于10mm时应分析原因，作好加固围岩及支护间 接触应 力土压力 盒、振 弦式读 数仪每10米一个断 面，每个断面15个1-15天16天-1月1月-3月3月以后效检支护结构受力情况（内力、位移）1次/天1次/天1-3 次/周1-3 次/月支护结构应力状态钢筋 计、电 阻应变 计同上1次/天1次/天1-2 次/周1-3 次/月进行数据收集后反 分析程序得出初支 状态并针对不利情 况调整支护参数6、监测控制标准

13、、警戒值6.1 监测控制标准 监控量测管理基准值是根据有关规范、规程、计算资料及类似工程经验制定 的。对于不同的监测对象和不同的监测内容有不同的监测控制标准，分别采用如 下标准：（1）地表沉降控制标准地面最大沉降为 40mm。（2）支护结构侧向位移支护结构侧向位移最大为0.002倍开挖深度，且= 30mmo（3）拱顶下沉隧洞拱顶下沉累计最大为50mm，且每天应小于10mm。（4）洞内收敛洞内收敛累计最大值定为50mm，每天应小于10mm。（5）洞身支护结构及围岩与支护间应力应力监测由变化率结合变形进行双检，最终判断支护是否处于安全状态。为了尽快了解本工程隧道最终稳定的位移值，在施工初期，选择有

14、代表性的 断面进行持续量测。对量测结果作回归分析，求出回归方程，进行相关分析和预 测，推算出最终位移值，并与规范允许值相比较，然后根据设计要求确定本工程 的监控量测控制值。6.2警戒值当监测数据达到管理基准值的70%时，定为警戒值，应加强监测频率。当监 测数据达到或超过管理基准值时，应停止施工，修正支护参数后方能继续施工。在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对 象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。见表6.1。表6.2 监测管理表管理等级管理位移施工状态IIIU0VUn/3可正常施工IIUn/3WU0WUn2/3应注意，并加强监测IU0Un2/3应采取加强支护等

15、扌曰施注：U0实测位移值；Un允许位移值Un的取值，即监测控制标准。位移管理基准值在地下工程安全监控中有广泛应用，但需要补充说明的是对 地下工程而言，位移指标本身的物理意义不够明确，主要是位移指标与洞径、埋 深、支护、施工等影响因素关系未能很好解决，这方面的研究成果也不多见，因 而位移控制指标的制定和应用必须同时考虑以上各种因素，并尽可能同时配合使 用位移速率控制指标。与位移相比，位移速率控制指标有明确的物理意义，它反映了地层随时间变 化的变形效应，在位移v=o条件下，洞室围岩趋于稳定，反之，V=C (常数)或 不断增大，则说明地层处于等速或加速流变状态，洞室是不稳定的，因此位移速 率控制指标

16、是洞室失稳的充分条件，在安全预报中，较位移指标有更直观和明确 的控制意义。7、监控量测数据处理及信息反馈监控量测资料均由计算机进行处理与管理，当取得各种监测资料后，能及时 进行处理，绘制各种类型的表格及曲线图，对监测结果进行回归分析，预测最终 位移值，预测结构物的安全性，确定工程技术措施。因此，对每一测点的监测结 果要根据管理基准和位移变化速率 (mm)/d 等综合判断结构和建筑物的安全状 况，并编写周、月汇总报表，及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快 速、高效施工之目的。取得各种监测资料后，需及时进行处理，排除仪器、读数等操作过程中的失 误，剔除和识别各种粗大、偶然和系统误差，避免漏

17、测和错测，保证监测数据的 可靠性和完整性，采用计算机进行监控量测资料的整理和初步定性分析工作。数 据处理方法为：数据整理把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序用频率分布的形式把一组数据 分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍。插值法在实测数据的基础上，采用函数近似的方法，求得符合测量规律而又未实测 到的数据。采用统计分析方法对监测结果进行回归分析寻找一种能够较好反映监测数据变化规律和趋势的函数关系式，对下一阶段 的监测物理量进行预测，防患于未然。如预测最终位移值，预测结构物的安全性， 并据此确定工程技术措施等。因此，对每一测点的监测结果要根据管理基准和位 移变化速率(mm)/d等综合判断结构和建筑物的安全状况，并编写周、月汇总报 表，及时反馈指导施工，调整施工参数，达到安全、快速、高效施工之目的。 主要测量整理表格有：测量成果表2）时间、变化量曲线图3）汇总分析表根据我单位施工监测经验，将允许值的三分之二作为警告值，允许值的三分 之一作为基准值，将警告值和允许值之间称为警告范围，实测值落在此范围，应 提出警告，说明需商讨和采取施工对策，预防最终位移值超限，警告值和基准值 之间称为注意范围，实测值落