Контроль за деформациями закрепленных выработок в скальных породах производили с помощью различных приборов, сопоставление данных которых показало, что достаточно надежными являются индикаторные и реостатные штанговые датчики, репера конструкции СибЦНИИС, индикаторные штанги и глубинные тензометры конструкции института Оргэнергостроя, деформометры конструкции ЦНИИС и некоторые другие приборы.

Вставляемая в шпур, заполненный цементным раствором, индикаторная штанга, как упоминалось выше, с наклеенными на нее на различных расстояниях тензодатчиками работает как железобетонный анкер.

Глубинные тензометры выполнены в виде гетинаксовых цилиндров, внутри которых находится проволочный тензодатчик. Тензометры, устанавливаемые на различной глубине в шпуры, заполненные цементным раствором, определяют радиальные деформации, возникающие в закрепленном массиве.

Индикаторные и реостатные штанговые датчики для определения подвижек и смещения кровли и стен выработки устанавливают на обычный клиновой анкер и подвижной втулкой опирают о породу. Перемещения породы на контуре выработки замеряют стрелочным индикатором или потенциометром, при этом замок анкера считается неподвижным.

Деформометры предназначены для измерения расстояния между двумя заанкеренными в породу маяками. База деформометров 600 мм, цена деления индикаторной головки 10 мк. Такие деформометры применяли для определения величины закрытия или раскрытия трещин в породе по контуру выработки.

Кроме этих приборов использовали цементные маяки по трещинам для выявления значительных подвижек, развития их во времени и предотвращения вывалов, а также использовали результаты маркшейдерских замеров по выборочным анкерам за осадкой кровли.

Наиболее детальные исследования были проведены в скальных породах в туннелях Токтогульской ГЭС (строительный и подходные туннели), Нурекской ГЭС (камерный участок II строительного туннеля, III транспортный туннель), Чарвакской ГЭС (напорные водоводы, подходные выработки к ним). Эти исследования показали, что просадка кровли, закрепленной анкерами, по абсолютной величине не превышает нескольких миллиметров и так же, со временем стабилизируется.

Высота туннеля 7,7 м, ширина 12,8 м, залегает он в песчаниках и алевролитах. Замеры проведены на участке, находящемся на расстоянии от 160 до 180 м от портала. При сравнении абсолютных деформаций породы в закрепленной анкерами и незакрепленной частях туннеля можно сделать вывод, что при использовании анкерной крепи деформации уменьшаются на 30—50%. При определении деформаций на контуре выработки с покрытием из набрызгбетона установлено, что деформации стабилизируются в первый период после вскрытия выработки, в то же время появление деформаций в набрызгбетоне свидетельствует о том, что покрытие включилось в статическую работу совместно с породой.

Натурные исследования проводили при различных видах временной крепи (анкерная, набрызгбетонная, металлическая арочная), установленной в одних и тех же условиях. Существенной разницы в деформациях породы, закрепленной анкерами или арками, установить не удалось; перемещения породы оказались незначительными, что позволяет сделать вывод о достаточной эффективности анкерной крепи в исследуемых туннелях.

Существует определенная взаимосвязь между величинами деформаций, временем и этапами разработки выработки. Кроме того, можно заметить, что при правильно выбранной крепи через определенный промежуток кривые деформация — время выполаживаются, смещение породы прекращается, выработка оказывается в устойчивом равновесном состоянии. Аналитически вряд ли возможно и правомерно установить все эти зависимости, учитывая различие в формах и размерах выработки, инженерно-геологических условиях и существенное влияние многих других факторов. Вместе с тем полезно определить предельно допустимые величины деформаций, при которых применяемый вид крепи может считаться безопасным и существующая система проходки выработки не нуждается в коррективах.

Подобная работа, применительно к выработкам большого сечения (высота стен до 40 м, пролет до 30 м), разрабатываемых в скальных породах при глубине залегания до 500 м и закрепленных анкерной крепью, была выполнена в институте Оргэнергострой.

При статистической обработке результатов многочисленных наблюдений получены приближенные эмпирические зависимости для определения величин допустимых деформаций контура выработок (в местах возникновения максимальных деформаций): для средней части свода выработки.

Облако