产品仓地下结构逆作法施工技术

苏永平

(山西西山晋兴能源有限责任公司，山西太原 030053)

1 概述

近年来我国大型煤炭基地建设速度大大加快，一种储量大、占地面积小且符合国家低碳节能环保政策的产品储煤槽仓在煤矿选煤厂得到应用。该类槽仓工程体量大，基坑深，结构复杂，施工难度大。

国家“十一五”千万吨斜沟煤矿及配套选煤厂新建产品仓工程为半地下式结构，其轴线间长175 m，宽48 m，主仓平面占地为149 m×48 m，仓容量为12万t，地下埋深23 m，属深基坑地下结构。施工中采用逆作法原理，通过多项新技术的综合应用、合理安排施工工序和劳动力组织，确保了施工质量和安全，大幅缩短了工期，取得了良好的经济效益和社会效益。该产品仓自试生产使用三年多来，未出现任何质量问题。

我公司组织相关设计、施工、监理专题研究施工方案，通过研究实验论证，采用“逆作法”施工原理，通过复合土钉墙、高性能混凝土、桩基后注浆、桩基自平衡检测等技术的综合应用，工序衔接、劳动力的合理安排，利用永久性仓壁作为下部结构施工支护，同时实现返煤暗道顶板上下双向施工，大大缩短了工期，降低了施工成本。

2 施工技术特点

1)采用“逆作法”施工，前期无须开挖返煤暗道土方，降低了土方开挖深度和基坑支护难度。2)返煤暗道顶板以下为逆作法施工，极大地减少了土方开挖面积和土方工程量，节约用地，缩短工期，降低了工程造价。3)土钉墙护壁采用喷射钢纤维混凝土耐磨层作为永久性仓壁，支护和仓壁合一。4)工程桩兼作暗道墙壁和工程支护，桩、墙及工程支护合一，减少支护结构施工环节。5)在返煤暗道顶板施工完成后，实现返煤暗道和槽仓上部结构双向同时施工，显著缩短施工工期。

3 适用范围

本工法适用于地下及半地下式大型储煤仓逆作法施工。

4 施工技术原理

产品仓地下结构逆作法施工原理，就是利用永久性结构作为下部结构施工的支撑，达到由上向下施工的目的，首先施工土方及土钉墙，分层开挖土方，分层施工土钉墙，土钉墙既作为支护结构，同时又作为槽仓的仓壁;然后进行工程桩施工，工程桩形成暗道顶板支承结构，桩基施工完成后施工返煤暗道顶板，返煤暗道顶板施工完成后，为槽仓上部结构施工创造了条件，此时返煤暗道和上部结构可同时施工，直至工程结束。

5 施工工艺流程及操作要点

5．1 主要工艺流程

工艺流程见图1。

图1 主要工艺流程图

5．2 操作要点

5．2．1 土钉墙施工

1)土钉墙支护应分层开挖深度按作业顺序施工，在完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前，不得进行下一层深度的开挖。

2)当用机械进行土方作业时，严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动，当基坑边线较长，可分段开挖，开挖长度10 m～20 m。

3)支护分层开挖深度和施工的作业顺序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限定的时间内完成支护。

4)为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易坍塌的土体因地制宜采用相应措施。

5)开挖过程中如遇到土质与原设计有异常情况时应及时进行反馈设计。

6)清理边坡。基坑开挖后，基坑的边壁宜采用小型机具或铲锹进行切削清坡，以达设计规定的坡度。

7)孔位布点。土钉成孔前，应按设计要求定出孔位并作出标记编号。孔位的允许偏差不大于150 mm。

8)成孔。一般采用人工洛阳铲成孔，孔径、孔深、孔距、倾角必须满足设计标准。成孔过程中如遇障碍物需调整孔位时，不得影响支护安全，成孔后要进行清孔检查，对塌孔处应及时处理。

9)注浆、喷射混凝土。

5．2．2 混凝土灌注桩施工

1)施工工艺程序是:场地平整→桩位放线、开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→冲击造孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→灌注水下混凝土→成桩养护。

2)钻进速度应根据土质情况、孔径、孔深和供水、供浆量的大小确定，在淤泥和淤泥质粘土中不宜大于1 m/min，在较硬的土层中以钻机无跳动、电机不超荷为准。

3)成孔后应立即放入钢筋笼，钢筋笼下完并检查无误后应立即浇筑混凝土，间隔时间不应超过4 h，以防泥浆沉淀和塌孔。混凝土浇筑一般采用导管法在水中浇筑。

4)在桩基混凝土达到设计强度后采用小应变法进行桩基承载力检测。

5．2．3 暗道顶板施工

1)工艺流程。混凝土胎膜施工→涂刷隔离剂→测量放线→钢筋施工→模板工程→浇筑混凝土→平仓→三抹三压→测温、养护。

2)操作要点。a．混凝土胎膜施工严格控制标高，胎膜表面平整并压光，隔离剂涂刷饱满均匀，方便后期胎膜的拆除。b．对混凝土配合比进行优化设计，选用低水化热的水泥，添加粉煤灰和外加剂以减少水泥用量，降低混凝土水化热。c．混凝土浇筑应根据混凝土浇筑量、生产能力、运输能力、混凝土初凝时间进行控制，保证每一处混凝土在初凝前都能被上一层混凝土覆盖并振捣完毕。d．混凝土浇筑完成后，对混凝土进行养护，不少于14 d，根据测温数据及时采取有效措施控制内外温差，内外温差必须控制在25℃以内。

5．2．4 地下结构和上部结构施工

地下结构返煤暗道和上部结构可以同时施工。施工要点如下:

1)地下结构施工工艺流程。施工准备→工作面开挖→顺序推进→土方外运→人工清底、修边→土钉施工→底板施工→完成。

操作要点:地下暗道的施工主要分为以下几个部分:导墙施工、钢筋笼制作、泥浆制作、成槽放样、成槽、下锁口管、钢筋笼吊放和下钢筋笼、下拔混凝土导管浇筑混凝土、拔锁口管。

导墙是地下结构施工的第一步，它的作用是挡土墙，建造地下连续墙施工测量的基准、储存泥浆，它对挖槽起重大作用。钢筋的制作是地下结构暗道施工的一个重要环节，在施工过程中，要保证钢筋焊接质量。

2)上部结构可按正常常规施工。施工要点如下:

a．模板操作要点:模板及其支架应根据工程结构形式、荷载大小、地基土类别、施工设备和材料供应等条件进行设计。模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的重量、侧压力以及施工荷载。挡煤墙和附属间采用竹胶大模板施工，以达到清水混凝土效果。

在浇筑混凝土之前，应对模板工程进行验收。模板安装和浇筑混凝土时，应对模板及其支架进行观察和维护。发生异常情况时，应按施工技术方案及时进行处理。

b．混凝土操作要点:加筋土挡墙预制钢纤维混凝土耐磨板提前预制，分规格型号堆放、按要求安装。结构构件的混凝土强度应按现行国家标准GBJ107混凝土强度检验评定标准的规定分批检验评定。高性能混凝土的配料应严格控制配制高性能混凝土原材料的质量，包括对原材料供应源的调查和预先的抽样检测以及原材料进场后的抽样检测，如水泥不仅应抽样复试，而且应该做快测强度以及凝结时间的试验。还应确立合理的骨料、水泥、外掺粉、外加剂的贮运方式，保证使用过程先进先出，材质均匀，便于修正。

6 结语

1)采用本施工技术，支护结构和工程桩得到了充分的利用，在暗道顶板施工完成后，上部结构和下部结构实现双向同时施工，加快了施工速度，缩短了工期。

2)本施工技术减少了土方工程量，有利于文明施工和环境保护。

3)本施工技术复合土钉墙、高性能混凝土、桩基后注浆、桩基自平衡检测、大型钢结构整体空中滑移吊装等多项建筑业新技术的综合应用、工序衔接及劳动力的合理安排，提高了整体施工技术水平和劳动生产率，同时取得了较好的经济和社会效益。

［1］JGJ 120-99，建筑基坑支护技术规程［S］．

［2］CECS 96:97，基坑土钉支护技术规程［S］．

［3］JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范［S］．

［4］GB 50204-2002，混凝土工程施工质量验收规范［S］．

［5］《建筑施工手册》编写组．建筑施工手册［M］．第3版．北京:中国建筑工业出版社，1997．