產品倉地下結構逆作法施工技術

蘇永平

(山西西山晉興能源有限責任公司，山西太原 030053)

1 概述

近年來我國大型煤炭基地建設速度大大加快，一種儲量大、占地面積小且符合國家低碳節能環保政策的產品儲煤槽倉在煤礦選煤廠得到應用。該類槽倉工程體量大，基坑深，結構復雜，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品倉工程為半地下式結構，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，屬深基坑地下結構。施工中采用逆作法原理，通過多項新技術的綜合應用、合理安排施工工序和勞動力組織，確保了施工質量和安全，大幅縮短了工期，取得了良好的經濟效益和社會效益。該產品倉自試生產使用三年多來，未出現任何質量問題。

我公司組織相關設計、施工、監理專題研究施工方案，通過研究實驗論證，采用“逆作法”施工原理，通過復合土釘墻、高性能混凝土、樁基后注漿、樁基自平衡檢測等技術的綜合應用，工序銜接、勞動力的合理安排，利用永久性倉壁作為下部結構施工支護，同時實現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 施工技術特點

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，節約用地，縮短工期，降低了工程造價。3)土釘墻護壁采用噴射鋼纖維混凝土耐磨層作為永久性倉壁，支護和倉壁合一。4)工程樁兼作暗道墻壁和工程支護，樁、墻及工程支護合一，減少支護結構施工環節。5)在返煤暗道頂板施工完成后，實現返煤暗道和槽倉上部結構雙向同時施工，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 施工技術原理

產品倉地下結構逆作法施工原理，就是利用永久性結構作為下部結構施工的支撐，達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，土釘墻既作為支護結構，同時又作為槽倉的倉壁;然后進行工程樁施工，工程樁形成暗道頂板支承結構，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，為槽倉上部結構施工創造了條件，此時返煤暗道和上部結構可同時施工，直至工程結束。

5 施工工藝流程及操作要點

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

5．2．1 土釘墻施工

1)土釘墻支護應分層開挖深度按作業順序施工，在完成上層作業面的土釘與噴射混凝土以前，不得進行下一層深度的開挖。

2)當用機械進行土方作業時，嚴禁邊壁出現超挖或造成邊壁土體松動，當基坑邊線較長，可分段開挖，開挖長度10 m～20 m。

3)支護分層開挖深度和施工的作業順序應保證修整后的裸露邊坡能在規定的時間內保持自立并在限定的時間內完成支護。

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

5)開挖過程中如遇到土質與原設計有異常情況時應及時進行反饋設計。

6)清理邊坡。基坑開挖后，基坑的邊壁宜采用小型機具或鏟鍬進行切削清坡，以達設計規定的坡度。

7)孔位布點。土釘成孔前，應按設計要求定出孔位并作出標記編號。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、傾角必須滿足設計標準。成孔過程中如遇障礙物需調整孔位時，不得影響支護安全，成孔后要進行清孔檢查，對塌孔處應及時處理。

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→護筒埋設→鉆機就位、孔位校正→沖擊造孔、泥漿循環、清除廢漿、泥渣→清孔換漿→終孔驗收→下鋼筋籠和鋼導管→灌注水下混凝土→成樁養護。

2)鉆進速度應根據土質情況、孔徑、孔深和供水、供漿量的大小確定，在淤泥和淤泥質粘土中不宜大于1 m/min，在較硬的土層中以鉆機無跳動、電機不超荷為準。

3)成孔后應立即放入鋼筋籠，鋼筋籠下完并檢查無誤后應立即澆筑混凝土，間隔時間不應超過4 h，以防泥漿沉淀和塌孔。混凝土澆筑一般采用導管法在水中澆筑。

4)在樁基混凝土達到設計強度后采用小應變法進行樁基承載力檢測。

5．2．3 暗道頂板施工

1)工藝流程。混凝土胎膜施工→涂刷隔離劑→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、養護。

2)操作要點。a．混凝土胎膜施工嚴格控制標高，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．對混凝土配合比進行優化設計，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．混凝土澆筑應根據混凝土澆筑量、生產能力、運輸能力、混凝土初凝時間進行控制，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，對混凝土進行養護，不少于14 d，根據測溫數據及時采取有效措施控制內外溫差，內外溫差必須控制在25℃以內。

5．2．4 地下結構和上部結構施工

地下結構返煤暗道和上部結構可以同時施工。施工要點如下:

1)地下結構施工工藝流程。施工準備→工作面開挖→順序推進→土方外運→人工清底、修邊→土釘施工→底板施工→完成。

操作要點:地下暗道的施工主要分為以下幾個部分:導墻施工、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、下拔混凝土導管澆筑混凝土、拔鎖口管。

導墻是地下結構施工的第一步，它的作用是擋土墻，建造地下連續墻施工測量的基準、儲存泥漿，它對挖槽起重大作用。鋼筋的制作是地下結構暗道施工的一個重要環節，在施工過程中，要保證鋼筋焊接質量。

2)上部結構可按正常常規施工。施工要點如下:

a．模板操作要點:模板及其支架應根據工程結構形式、荷載大小、地基土類別、施工設備和材料供應等條件進行設計。模板及其支架應具有足夠的承載能力、剛度和穩定性，能可靠地承受澆筑混凝土的重量、側壓力以及施工荷載。擋煤墻和附屬間采用竹膠大模板施工，以達到清水混凝土效果。

在澆筑混凝土之前，應對模板工程進行驗收。模板安裝和澆筑混凝土時，應對模板及其支架進行觀察和維護。發生異常情況時，應按施工技術方案及時進行處理。

b．混凝土操作要點:加筋土擋墻預制鋼纖維混凝土耐磨板提前預制，分規格型號堆放、按要求安裝。結構構件的混凝土強度應按現行國家標準GBJ107混凝土強度檢驗評定標準的規定分批檢驗評定。高性能混凝土的配料應嚴格控制配制高性能混凝土原材料的質量，包括對原材料供應源的調查和預先的抽樣檢測以及原材料進場后的抽樣檢測，如水泥不僅應抽樣復試，而且應該做快測強度以及凝結時間的試驗。還應確立合理的骨料、水泥、外摻粉、外加劑的貯運方式，保證使用過程先進先出，材質均勻，便于修正。

6 結語

1)采用本施工技術，支護結構和工程樁得到了充分的利用，在暗道頂板施工完成后，上部結構和下部結構實現雙向同時施工，加快了施工速度，縮短了工期。

2)本施工技術減少了土方工程量，有利于文明施工和環境保護。

3)本施工技術復合土釘墻、高性能混凝土、樁基后注漿、樁基自平衡檢測、大型鋼結構整體空中滑移吊裝等多項建筑業新技術的綜合應用、工序銜接及勞動力的合理安排，提高了整體施工技術水平和勞動生產率，同時取得了較好的經濟和社會效益。

［1］JGJ 120-99，建筑基坑支護技術規程［S］．

［2］CECS 96:97，基坑土釘支護技術規程［S］．

［3］JGJ 94-2008，建筑樁基技術規范［S］．

［4］GB 50204-2002，混凝土工程施工質量驗收規范［S］．

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