大型儲煤槽倉逆作法施工工法GJEJGF235-20081.前言隨著煤炭需求量的不斷增加，近年來我國西部大型煤炭基地建設速度大大加快，一種儲量大、占地面積小、充分利用地形地貌且符合國家“四節(jié)一?！闭叩拇笮偷叵?、半地下式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(jié)構(gòu)復雜，施工難度大，無同類工程施工經(jīng)驗借鑒，為此，中煤建筑安裝工程公司成立了課題小組，開展大型地下儲煤槽倉施工技術研究，并在實踐中不斷完善和提高，總結(jié)出“大型儲煤槽倉逆作法施工工法”，其核心內(nèi)容是采用“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(jié)構(gòu)施工支護，同時實現(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。該工法核心內(nèi)容經(jīng)煤炭信息研究院查新表明，國內(nèi)未見有大型儲煤槽倉采用逆作法施工的相關報道，2008年9月“特大型地下儲煤槽倉逆作法施工綜合技術”通過河北省科技廳科技成果鑒定，技術達到國內(nèi)領先水平，同年獲得中國中煤能源集團公司科技進步獎。該工法在XXXX能源有限責任公司黑岱溝露天礦選煤廠儲量12.8萬噸的新建產(chǎn)品倉及哈爾烏素露天礦選煤廠儲量12.5萬噸的產(chǎn)品倉工程中得到成功應用，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)濟效益和社會效益。2.工法特點2.1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。2.2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。2.3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。2.4工程樁兼做暗道墻壁和工程支護，樁、墻及工程支護合一，減少支護結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)。2.5在返煤暗道頂板施工完成后，實現(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槽倉逆作法施工。4.工藝原理大型儲煤槽倉逆作法施工原理，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(jié)構(gòu)，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(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5.1主要工藝流程工藝流程見圖5.1-1。定位放線定位放線土釘墻施工樁基施工返煤暗道頂板施工暗道土方開挖暗道土釘施工暗道底板施工落煤筒施工鋼結(jié)構(gòu)施工圍護結(jié)構(gòu)施工裝飾裝修竣工驗收圖5.1-1主要工藝流程圖5.2操作要點土釘墻施工1、工藝流程土釘墻主要施工工藝流程見圖-1。施工放樣分層開挖工作面、人工修坡鋪設面層下排水盲溝噴射第一層混凝土設置土釘施工放樣分層開挖工作面、人工修坡鋪設面層下排水盲溝噴射第一層混凝土設置土釘注漿掛鋼筋網(wǎng)設置加強筋噴射第二層混凝土逐層施工土釘墻土釘墻施工完畢設臨時排水系統(tǒng)混凝土拌料鉆孔制釘制漿混凝土拌料圖-1土釘墻施工工藝流程圖2、操作要點1）作業(yè)面土方分層、間隔分段開挖，每層挖深應與土釘垂直間距相適應，劃定流水作業(yè)段，間隔開挖的距離視土層地質(zhì)情況確定，土體開挖后暴露時間控制在24小時以內(nèi)。見土釘施工示意圖-2。圖-2土釘施工示意圖2）鉆孔要保證位置準確，要隨時注意調(diào)整好錨孔位置（上下左右及角度），防止高低參差不齊和相互交錯。施工中采用機械鉆孔和人工打孔相結(jié)合的施工方法，人工打孔采用洛陽鏟。3）錨桿應由專人制作，要求順直，鉆孔完畢及時地安設錨桿，以防塌孔。4）錨桿灌漿應按設計要求，嚴格控制水泥漿、水泥砂漿配合比，在灌漿體硬化之前，不能承受外力或由外力引起的錨桿移動。5）噴射混凝土面層，面層鋼筋網(wǎng)片應牢固固定在邊坡壁上，并滿足保護層厚度的要求；噴射混凝土應自下而上，垂直面層噴射；噴射耐磨混凝土應在首層混凝土終凝后進行。6）上層土釘與砼噴射面完成48小時后，才能進行下一層工作面開挖。7）工程施工要按錨桿尺寸設置一定數(shù)量的非工程土釘進行鉆孔、穿筋、灌漿等工藝試驗，并作抗拔試驗，檢驗錨桿質(zhì)量，以檢驗施工工藝和施工設備的適應性。8）土釘墻施工期間要進行基坑變形檢測，雨季施工加大檢測密度，實現(xiàn)信息化施工，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。9）編制防止土方坍塌應急預案，季節(jié)性防雨、防凍措施，配備相應的應急物資，發(fā)現(xiàn)基坑變形及時啟動應急預案?；炷凉嘧妒┕?、工藝流程樁基施工主要采用旋挖灌注樁施工工藝，工藝流程見圖-1。樁位放樣樁位放樣埋設護筒鉆機就位鉆進清孔吊放鋼筋籠灌注混凝土拔出護筒結(jié)束制作護筒鉆孔檢查測量混凝土面高度混凝土生產(chǎn)并留置試塊混凝土灌注至設計標高圖-1樁基施工工藝流程2、操作要點1）施工場地要進行平整處理，保證旋挖鉆機底座場地平整、并有一定的硬度，避免在鉆進過程中鉆機產(chǎn)生沉陷引起樁孔偏斜。2）灌注樁施工采取跳挖法，施工過程中嚴格控制樁的垂直度和樁徑，確保質(zhì)量控制指標符合規(guī)范要求。3）在鉆機施工時應控制每次鉆進深度，防止一次性鉆孔過深引起樁孔縮頸。4）鋼筋籠放置時，應由吊車吊起，將其垂直、穩(wěn)定放入孔內(nèi)，避免碰壞孔壁，使孔壁坍塌，防止在混凝土灌注時出現(xiàn)廢樁事故。5）采用樁基自平衡檢測方法進行樁基檢測，在樁基混凝土達到設計強度后進行檢測，該方法占用場地小，檢測時間短。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(yǎng)護2、操作要點1）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。2）對混凝土配合比進行優(yōu)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。3）混凝土澆筑應根據(jù)混凝土澆筑量、生產(chǎn)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。4）混凝土澆筑完成后，對混凝土進行養(yǎng)護，不少于14d，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攝氏度以內(nèi)。暗道施工1、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2、操作要點返煤暗道施工充分考慮工程特點有效組織，采用機械化施工，坑道式挖掘機開挖，在工程上部結(jié)構(gòu)施工前，考慮留設預留土方施工洞和施工坡道，暗道施工注意以下事項：1）挖土機械考慮機械回轉(zhuǎn)半徑的影響，選擇坑道式掘進機械進行開挖。2）出土順序應詳細策劃，作業(yè)面要有專人負責調(diào)度指揮，避免交叉作業(yè)產(chǎn)生的不安全因素。見圖-1暗道施工土方開挖出土順序示意圖。圖5.2.4-1暗道施工土方開挖出土順序示意圖3）樁基附近土方應采用人工清除，避免機械開挖對樁基造成損害。4）施工照明應充足，采用安全電壓并做好用電保護。5）暗道頂板混凝土胎膜在土方施工時及時拆除，防止掉落傷人。6）暗道墻壁、底板采用常規(guī)施工方法。上部結(jié)構(gòu)施工暗道頂板施工完成后，即可進行上部結(jié)構(gòu)的施工，上部結(jié)構(gòu)主要由落煤筒、擋煤墻、提升間和加筋土擋墻等部分組成，這部分結(jié)構(gòu)施工屬正向施工，施工要點如下：1）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。2）鋼筋連接采用直螺紋套筒連接，提高連接質(zhì)量和速度。3）加筋土擋墻預制鋼纖維混凝土耐磨板提前預制，分規(guī)格型號堆放、按要求安裝。鋼結(jié)構(gòu)施工落煤筒之間采用大型鋼桁架連接，采用現(xiàn)場制作、整體吊裝的施工方案，與空中拼裝的施工工藝相比，可顯著縮短施工工期，提高施工的安全性。圍護結(jié)構(gòu)施工圍護結(jié)構(gòu)主要包括墻面彩板、屋面板、門窗、耐磨板、磚砌體等部分，施工按照相應的施工技術規(guī)范和標準執(zhí)行。5.2.8勞動力安排勞動力組織情況見表-1。表-1勞動組織表序號單項工程所需人數(shù)備注1管理人員202土釘墻施工2403樁基施工804暗道頂板施工3205暗道施工1506上部結(jié)構(gòu)施工4207鋼結(jié)構(gòu)施工1208圍護結(jié)構(gòu)909安裝工程11010裝飾裝修806.材料與設備6.1施工材料本工法無需要特別說明的材料。6.2施工設備采用的機械設備見表6.1-1。表6.1-1機械設備一覽表序號機具名稱型號單位數(shù)量使用部位1平地機P160B臺1土方工程2反鏟挖掘機1.2m3臺2土方工程3壓路機YZ14臺2土方工程4裝載機ZLC50臺2土方、主體5自卸汽車20T臺10土方工程6坑道挖掘機臺2土方施工7混凝土罐車6M3輛3基樁施工8小型運輸車臺15土方施工9旋挖鉆機BG25臺4灌注樁工程10長螺旋鉆機SZKL600BB臺1錨樁工程11灌漿導管300mmm120灌注樁施工12空壓機VY-9/8臺6土釘墻施工13噴射機PZ-5B臺6土釘墻施工14錨桿鉆機臺12土釘墻施工15注漿機CJZ-30臺6土釘墻施工16砂漿攪拌機臺6土釘墻、裝飾17塔吊ZQT63臺3主體、裝飾18砼輸送泵HBT-80臺3基礎、主體19攪拌機(雙臥軸))SW500L臺2全過程20強制攪拌機1000L臺3全過程21電腦配料機套4全過程22鋼筋切斷機QJ40-1臺4基礎、主體23鋼筋彎曲機WJ40-1臺4基礎、主體24鋼筋調(diào)直機GT6/14臺2基礎、主體25閃光對焊機UN1-100臺2基礎、主體26交流電焊機BX2-500臺20全過程27振搗棒根100基礎、主體28圓盤鋸MJ104臺6全過程29平刨臺1全過程30潛水泵臺10全過程31蛙式打夯機臺8基礎工程32砂輪切割機臺2全過程33全站儀TPS800臺1全過程34水準儀C40臺3全過程35經(jīng)緯儀蔡司010臺3全過程36柴油發(fā)電機120kw臺1全過程37激光鉛垂儀臺1全過程38直螺紋滾絲機臺3主體7.質(zhì)量控制7.1工程質(zhì)量控制標準7.1.1土釘墻施工質(zhì)量控制1、土釘墻基坑支護施工應執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-99）、《基坑土釘支護技術規(guī)程》（CECS96:97）。2、土釘成孔施工應符合表-1規(guī)定。表-1土釘成孔質(zhì)量允許偏差表序號項目允許偏差備注1孔深允許偏差+200mm;-550mm2孔徑允許偏差+20mm;-5mmm3孔位允許偏差不大于150mmm4成孔傾角偏差不大于3°3、噴射混凝土厚度檢驗采用鑿孔法，每100㎡取一組，每組不少于3個點，合格條件為：各檢查點厚度平均值應大于設計厚度，最小厚度不應小于設計厚度的80%。4、土釘應進行抗拔試驗：每一典型土層中，至少留3根非工程土釘進行抗拔試驗，非工程土釘各項參數(shù)及施工方法與工程土釘完全相同，依據(jù)抗拔試驗得到的極限荷載計算界面粘結(jié)強度的實測值，抗拔試驗平均值應大于設計計算所用標準值的1.25倍，否則應進行反饋修改設計。7.1.2樁基施工質(zhì)量控制樁基施工質(zhì)量控制執(zhí)行《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94-2008）、《混凝土工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2002），樁的成樁質(zhì)量允許偏差見表-1。表-1成樁質(zhì)量允許偏差表序號項目允許偏差備注1鋼筋籠主筋間距±10mm2鋼筋籠箍筋間距±20mm3鋼筋籠直徑±10mm4鋼筋籠長度±100mm5樁的位置偏差d/6且不大于100mm6垂直度H/100注：d為樁的直徑，H為樁長?；炷两Y(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制1、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工應按照《混凝土工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2002）、《鋼筋焊接及驗收規(guī)程》（JGJ18-2003）等規(guī)范標準要求進行施工控制。2、大體積混凝土施工，按順序分層澆筑，確保混凝土施工不出現(xiàn)施工冷縫。3、按時監(jiān)測大體混凝土內(nèi)外溫度，采取相應措施，保證內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制鋼結(jié)構(gòu)施工應按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205-2001）和相關的規(guī)范標準進行施工控制。7.2質(zhì)量保證措施工程測量1、所用測量儀器和引測方法均應適應和保證測量精度的要求，測量儀器必須檢驗合格后方可使用，并在施工全過程中保持儀器狀態(tài)完好。測量人員必須持證上崗,配合人員相對固定。2、對業(yè)主指定的控制點進行復測，復測后進行控制點加密及施工放樣。3、該工程測量放樣的關鍵是灌注樁鉆孔定位測量，根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，采用一臺全站儀定位，一臺經(jīng)緯儀在另一測站校核，測設按二級導線要求進行。4、施工期間進行施工變形監(jiān)測，重點針對土釘墻、灌注樁穩(wěn)定性進行監(jiān)測。7.2.2土釘墻工程1、在水平方向上分小段間隔開挖，必要時沿開挖面垂直擊入鋼筋或鋼管，或注漿加固土體。2、土釘注漿時一定要注滿整個釘孔，以免減弱土釘?shù)淖饔?，影響土釘墻的穩(wěn)定性。3、土釘墻施工過程中及時進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)變形及時啟動應急預案。4、土釘墻噴射混凝土完成后及時進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于7天。樁基工程1、樁位定位后進行復合，復合合格后方可進行施工。2、鉆機定位必須水平、穩(wěn)固，天車、鉆錘、樁位三心成一鉛垂線，發(fā)現(xiàn)鉆孔傾斜時，及時采取糾斜措施。3、樁基成孔以機械成孔為主，當遇流沙層或特殊地質(zhì)情況時，采用人工成孔。7.2.4鋼筋工程嚴把材料進場關、加工下料關、綁扎成型關、驗收關；鋼筋進場必須有合格證并進行復試，施工中保證接頭位置、接頭數(shù)量、搭接長度、錨固長度滿足設計及施工規(guī)范要求。7.2.5模板工程模板工程重點控制加工、制作、安裝的質(zhì)量，根據(jù)模板相互位置及各部位尺寸，經(jīng)計算后確定模板支設方案，模板標高、尺寸、軸線要準確，模板拼裝嚴密。7.2.6混凝土工程原材料必須檢驗合格，嚴格按照配合比進行計量。混凝土澆筑前，將模板內(nèi)雜物清理干凈，并用水充分濕潤，預留、預埋件位置準確，經(jīng)驗收合格后澆筑混凝土，混凝土終凝后立即按施工方案確定的方法進行養(yǎng)護，一般混凝土養(yǎng)護時間不得少于7天，抗?jié)B混凝土和大體積混凝土養(yǎng)護時間不得少于14天。8.安全措施8.1執(zhí)行三級教育制度，對所有施工人員進行崗前安全培訓。8.2建立完善施工安全保證體系，加強施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。8.3執(zhí)行國家和行業(yè)現(xiàn)行的《建筑機械使用安全技術規(guī)程》（JGJ33-2001）、《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59-99）、《建筑施工高處作業(yè)安全技術規(guī)范》（JGJ80-91）等國家和行業(yè)現(xiàn)行安全標準及規(guī)范。8.4臨時用電按《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范》（JGJ46-2005）要求布置，接線方式采用“三相五線制”，潮濕環(huán)境照明采用安全電壓供電。8.5材料庫棚、加工場所、有防火要求的施工部位及辦公區(qū)、生活區(qū)，按要求配置消防器材。。8.6土方施工階段，加強基坑監(jiān)測和防護，防止土方坍塌等事故的發(fā)生。8.7倉上結(jié)構(gòu)施工階段，按照方案完善安全防護設施，防止高處墜落、物體打擊等事故的發(fā)生。8.8加強施工機械管理，嚴格按照機械操作規(guī)程進行操作，防止機械傷害事故的發(fā)生，大型鋼結(jié)構(gòu)吊裝時要嚴格按照施工方案進行有效組織，防止起重吊裝事故的發(fā)生。9.環(huán)保措施9.1施工期間噪聲的防治措施采取相應措施,使施工噪聲排放符合《建筑施工場界噪聲限值》(GB12523)要求。選用低噪聲施工機械及工器具。對噪音較大的機械設備設置隔音棚或布置在遠離生活區(qū)、辦公區(qū)的位置。9.2施工期間粉塵(揚塵)的污染防治措施配備足夠數(shù)量的灑水車保證將汽車行走施工道路的粉塵(揚塵)控制在最低限度。定時派人清掃施工便道路面，減少塵土量。對可能揚塵的施工場地定時灑水，并為在場的作業(yè)人員配備必要的專用勞保用品。對易于引起粉塵的細料或散料應予遮蓋或適當灑水，運輸時亦應予遮蓋。汽車進入施工場地應減速行駛，避免揚塵。建筑施工垃圾，嚴禁隨意凌空拋撒，施工垃圾及時清運，適量灑水，減少揚塵。水泥等粉細散裝材料，采取封閉存放或嚴密遮蓋，卸運時采取有效措施，減少揚塵。9.3施工期間水污染(廢水)的防治措施9.3.1加強對施工機械的維修保養(yǎng)，防止機械使用的油類滲漏進入地下水中或下水道。9.3.2施工人人員集中居住住點的生活污污水、生活垃垃圾(特別是糞便)集中處理防防治污染水源源，廁所需設設化糞池。9.3.3沖洗集集料或含有沉沉淀物的操作作用水，采取取過濾沉淀池池處理或其他他措施。9.4廢棄物管理理9.4.1施工現(xiàn)現(xiàn)場設立專門門的廢棄物臨臨時貯存場地地，廢棄物應應分類存放，對對有可能造成成二次污染的的廢棄物必須須單獨貯存，設設置安全防范范措施且有醒醒目標識。9.4.2廢棄棄物的運輸確確保不散撒、不不混放，送到到業(yè)主指定場所所進行處理、消消納，對可回回收的廢棄物物做到再回收收利用。10.效益分析10.1本工法充充分利用了支護結(jié)構(gòu)，土土釘墻加耐磨磨層作為槽倉倉倉壁，工程程樁兼做墻壁壁樁，樁墻合合一，減少了了工程投資。10.2采用本工工法，支護結(jié)結(jié)構(gòu)和工程樁樁得到了充分分的利用，在在暗道頂板施施工完成后，上上部結(jié)構(gòu)和下