產(chǎn)品倉地下結(jié)構(gòu)逆作法施工技術(shù)

蘇永平

(山西西山晉興能源有限責(zé)任公司，山西太原 030053)

1 概述

近年來我國大型煤炭基地建設(shè)速度大大加快，一種儲量大、占地面積小且符合國家低碳節(jié)能環(huán)保政策的產(chǎn)品儲煤槽倉在煤礦選煤廠得到應(yīng)用。該類槽倉工程體量大，基坑深，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大。

國家“十一五”千萬噸斜溝煤礦及配套選煤廠新建產(chǎn)品倉工程為半地下式結(jié)構(gòu)，其軸線間長175 m，寬48 m，主倉平面占地為149 m×48 m，倉容量為12萬t，地下埋深23 m，屬深基坑地下結(jié)構(gòu)。施工中采用逆作法原理，通過多項(xiàng)新技術(shù)的綜合應(yīng)用、合理安排施工工序和勞動力組織，確保了施工質(zhì)量和安全，大幅縮短了工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該產(chǎn)品倉自試生產(chǎn)使用三年多來，未出現(xiàn)任何質(zhì)量問題。

我公司組織相關(guān)設(shè)計、施工、監(jiān)理專題研究施工方案，通過研究實(shí)驗(yàn)論證，采用“逆作法”施工原理，通過復(fù)合土釘墻、高性能混凝土、樁基后注漿、樁基自平衡檢測等技術(shù)的綜合應(yīng)用，工序銜接、勞動力的合理安排，利用永久性倉壁作為下部結(jié)構(gòu)施工支護(hù)，同時實(shí)現(xiàn)返煤暗道頂板上下雙向施工，大大縮短了工期，降低了施工成本。

2 施工技術(shù)特點(diǎn)

1)采用“逆作法”施工，前期無須開挖返煤暗道土方，降低了土方開挖深度和基坑支護(hù)難度。2)返煤暗道頂板以下為逆作法施工，極大地減少了土方開挖面積和土方工程量，節(jié)約用地，縮短工期，降低了工程造價。3)土釘墻護(hù)壁采用噴射鋼纖維混凝土耐磨層作為永久性倉壁，支護(hù)和倉壁合一。4)工程樁兼作暗道墻壁和工程支護(hù)，樁、墻及工程支護(hù)合一，減少支護(hù)結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)。5)在返煤暗道頂板施工完成后，實(shí)現(xiàn)返煤暗道和槽倉上部結(jié)構(gòu)雙向同時施工，顯著縮短施工工期。

3 適用范圍

本工法適用于地下及半地下式大型儲煤倉逆作法施工。

4 施工技術(shù)原理

產(chǎn)品倉地下結(jié)構(gòu)逆作法施工原理，就是利用永久性結(jié)構(gòu)作為下部結(jié)構(gòu)施工的支撐，達(dá)到由上向下施工的目的，首先施工土方及土釘墻，分層開挖土方，分層施工土釘墻，土釘墻既作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時又作為槽倉的倉壁;然后進(jìn)行工程樁施工，工程樁形成暗道頂板支承結(jié)構(gòu)，樁基施工完成后施工返煤暗道頂板，返煤暗道頂板施工完成后，為槽倉上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，此時返煤暗道和上部結(jié)構(gòu)可同時施工，直至工程結(jié)束。

5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

5．1 主要工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 主要工藝流程圖

5．2 操作要點(diǎn)

5．2．1 土釘墻施工

1)土釘墻支護(hù)應(yīng)分層開挖深度按作業(yè)順序施工，在完成上層作業(yè)面的土釘與噴射混凝土以前，不得進(jìn)行下一層深度的開挖。

2)當(dāng)用機(jī)械進(jìn)行土方作業(yè)時，嚴(yán)禁邊壁出現(xiàn)超挖或造成邊壁土體松動，當(dāng)基坑邊線較長，可分段開挖，開挖長度10 m～20 m。

3)支護(hù)分層開挖深度和施工的作業(yè)順序應(yīng)保證修整后的裸露邊坡能在規(guī)定的時間內(nèi)保持自立并在限定的時間內(nèi)完成支護(hù)。

4)為防止基坑邊坡的裸露土體發(fā)生塌陷，對于易坍塌的土體因地制宜采用相應(yīng)措施。

5)開挖過程中如遇到土質(zhì)與原設(shè)計有異常情況時應(yīng)及時進(jìn)行反饋設(shè)計。

6)清理邊坡?；娱_挖后，基坑的邊壁宜采用小型機(jī)具或鏟鍬進(jìn)行切削清坡，以達(dá)設(shè)計規(guī)定的坡度。

7)孔位布點(diǎn)。土釘成孔前，應(yīng)按設(shè)計要求定出孔位并作出標(biāo)記編號。孔位的允許偏差不大于150 mm。

8)成孔。一般采用人工洛陽鏟成孔，孔徑、孔深、孔距、傾角必須滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。成孔過程中如遇障礙物需調(diào)整孔位時，不得影響支護(hù)安全，成孔后要進(jìn)行清孔檢查，對塌孔處應(yīng)及時處理。

9)注漿、噴射混凝土。

5．2．2 混凝土灌注樁施工

1)施工工藝程序是:場地平整→樁位放線、開挖漿池、漿溝→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位、孔位校正→沖擊造孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣→清孔換漿→終孔驗(yàn)收→下鋼筋籠和鋼導(dǎo)管→灌注水下混凝土→成樁養(yǎng)護(hù)。

2)鉆進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況、孔徑、孔深和供水、供漿量的大小確定，在淤泥和淤泥質(zhì)粘土中不宜大于1 m/min，在較硬的土層中以鉆機(jī)無跳動、電機(jī)不超荷為準(zhǔn)。

3)成孔后應(yīng)立即放入鋼筋籠，鋼筋籠下完并檢查無誤后應(yīng)立即澆筑混凝土，間隔時間不應(yīng)超過4 h，以防泥漿沉淀和塌孔?；炷翝仓话悴捎脤?dǎo)管法在水中澆筑。

4)在樁基混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后采用小應(yīng)變法進(jìn)行樁基承載力檢測。

5．2．3 暗道頂板施工

1)工藝流程?；炷撂ツな┕ぁ克⒏綦x劑→測量放線→鋼筋施工→模板工程→澆筑混凝土→平倉→三抹三壓→測溫、養(yǎng)護(hù)。

2)操作要點(diǎn)。a．混凝土胎膜施工嚴(yán)格控制標(biāo)高，胎膜表面平整并壓光，隔離劑涂刷飽滿均勻，方便后期胎膜的拆除。b．對混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，選用低水化熱的水泥，添加粉煤灰和外加劑以減少水泥用量，降低混凝土水化熱。c．混凝土澆筑應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑量、生產(chǎn)能力、運(yùn)輸能力、混凝土初凝時間進(jìn)行控制，保證每一處混凝土在初凝前都能被上一層混凝土覆蓋并振搗完畢。d．混凝土澆筑完成后，對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不少于14 d，根據(jù)測溫數(shù)據(jù)及時采取有效措施控制內(nèi)外溫差，內(nèi)外溫差必須控制在25℃以內(nèi)。

5．2．4 地下結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)施工

地下結(jié)構(gòu)返煤暗道和上部結(jié)構(gòu)可以同時施工。施工要點(diǎn)如下:

1)地下結(jié)構(gòu)施工工藝流程。施工準(zhǔn)備→工作面開挖→順序推進(jìn)→土方外運(yùn)→人工清底、修邊→土釘施工→底板施工→完成。

操作要點(diǎn):地下暗道的施工主要分為以下幾個部分:導(dǎo)墻施工、鋼筋籠制作、泥漿制作、成槽放樣、成槽、下鎖口管、鋼筋籠吊放和下鋼筋籠、下拔混凝土導(dǎo)管澆筑混凝土、拔鎖口管。

導(dǎo)墻是地下結(jié)構(gòu)施工的第一步，它的作用是擋土墻，建造地下連續(xù)墻施工測量的基準(zhǔn)、儲存泥漿，它對挖槽起重大作用。鋼筋的制作是地下結(jié)構(gòu)暗道施工的一個重要環(huán)節(jié)，在施工過程中，要保證鋼筋焊接質(zhì)量。

2)上部結(jié)構(gòu)可按正常常規(guī)施工。施工要點(diǎn)如下:

a．模板操作要點(diǎn):模板及其支架應(yīng)根據(jù)工程結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、地基土類別、施工設(shè)備和材料供應(yīng)等條件進(jìn)行設(shè)計。模板及其支架應(yīng)具有足夠的承載能力、剛度和穩(wěn)定性，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側(cè)壓力以及施工荷載。擋煤墻和附屬間采用竹膠大模板施工，以達(dá)到清水混凝土效果。

在澆筑混凝土之前，應(yīng)對模板工程進(jìn)行驗(yàn)收。模板安裝和澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)對模板及其支架進(jìn)行觀察和維護(hù)。發(fā)生異常情況時，應(yīng)按施工技術(shù)方案及時進(jìn)行處理。

b．混凝土操作要點(diǎn):加筋土擋墻預(yù)制鋼纖維混凝土耐磨板提前預(yù)制，分規(guī)格型號堆放、按要求安裝。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GBJ107混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定分批檢驗(yàn)評定。高性能混凝土的配料應(yīng)嚴(yán)格控制配制高性能混凝土原材料的質(zhì)量，包括對原材料供應(yīng)源的調(diào)查和預(yù)先的抽樣檢測以及原材料進(jìn)場后的抽樣檢測，如水泥不僅應(yīng)抽樣復(fù)試，而且應(yīng)該做快測強(qiáng)度以及凝結(jié)時間的試驗(yàn)。還應(yīng)確立合理的骨料、水泥、外摻粉、外加劑的貯運(yùn)方式，保證使用過程先進(jìn)先出，材質(zhì)均勻，便于修正。

6 結(jié)語

1)采用本施工技術(shù)，支護(hù)結(jié)構(gòu)和工程樁得到了充分的利用，在暗道頂板施工完成后，上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙向同時施工，加快了施工速度，縮短了工期。

2)本施工技術(shù)減少了土方工程量，有利于文明施工和環(huán)境保護(hù)。

3)本施工技術(shù)復(fù)合土釘墻、高性能混凝土、樁基后注漿、樁基自平衡檢測、大型鋼結(jié)構(gòu)整體空中滑移吊裝等多項(xiàng)建筑業(yè)新技術(shù)的綜合應(yīng)用、工序銜接及勞動力的合理安排，提高了整體施工技術(shù)水平和勞動生產(chǎn)率，同時取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

［1］JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］．

［2］CECS 96:97，基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］．

［3］JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］．

［4］GB 50204-2002，混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］．

［5］《建筑施工手冊》編寫組．建筑施工手冊［M］．第3版．北京:中國建筑工業(yè)出版社，1997．