浅谈逆作法工艺发展极其在露天矿槽仓工程中的应用

冯彦君

摘要：逆作法施工技术是目前发展较快的一种基坑支护方法，由于其诸多优点在高层建筑的施工中被广泛应用。在深基坑工程施工过程中，逆作法相较于传统的施工技术，施工过程中噪音小，对于周边环境的影响小，不仅在施工的质量上有较大的提高，其在成本的控制上效果也颇为明显。本文对国内外逆作法工艺的发展进行了阐述，并对逆作法在露天矿槽仓工程中的应用进行了探讨。

关键词：逆作法；发展；槽仓工程；应用

1、逆作法施工工艺的国内外发展

逆作法是一项新兴的基坑支护技术，相较于传统的施工技术，逆作法施工能很好地解决深基坑施工难度大、周期长、支护费用高、质量控制难、对周围环境影响大的问题。

1.1国外研究及发展现状

逆作法在国外发展较早，现已广泛应用。在西方一些国家称之为up-down method意思是指从上往下施工的方法，在日本称之为逆打工法。其发展应用最早的国家是日本，随后在意大利米兰、欧洲、美国等国家传播和发展，是目前最先进的高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的施工技术方法。

1933年，日本首次提出逆作法施工的构想，并在1935年把逆作法施工这一理论变为现实，成功应用在位于东京千代田区——第一生命保险相互会社本社大厦，该工程创造了支护结构与主体结构相结合的先河。1950年，排桩式地下连续墙技术由意大利米兰的ICOS公司开创研发，随后该公司又研发出了一种先进的地下连续墙施工方法——两钻一抓。地下连续墙施工工艺的突破性进展，使在地下水位以下运用逆作法施工成为可能。

随后，意大利米兰首次在马路下施工地下连续墙，利用地下墙作围护进行盖挖逆作法施工，一边地下连续墙做好了后，再做另一边墙，即保证了马路的正常通行，又保证了施工进度。工业发展科技进步带来了工程施工机械化程度的大幅度提高，支护结构与主体结构相结合的地下连续墙技术在更广阔的领域得到应用，如高层建筑地下室施工、地铁车站建设。

上世纪60年代，机械化施工成为主流，低振动、低噪声的机械被广泛使用，机械的进步使逆作法在美、日、德、法等国家的多层地下结构施工中广泛应用，并收到较好的效果。70年代以后，支承立柱的施工精度由于打桩机的发展得到大大的提高，逆作法上下同步施工、在缩短工期和降低工程费用方面的优点日益明显。如美国芝加哥水塔广场大厦采用逆作法施工，用144根大直径灌注桩和18m深地下连续墙作为中间支承柱，上下同步施工，当工程地下室结构全部完成时，主楼上部结构已施工至32层。日本的读卖新闻社大楼，采用逆作法施工总工期仅用了22个月，与采用传统施工方法施工的类似工程相比，缩短工期6个月。

经过80多年的研究和工程实践，逆作法施工工艺在理论和工程实践中都取得了一定成果，高层建筑地下室逆作法在欧美等发达国家应用较为广泛，但应用最多的当属日本。据了解日本的高层建筑地下室的基坑围护，有近四分之一的施工方法用的是逆作法，是目前逆作法应用最为广泛，技术应用最为成熟的国家.

1.2国内研究及发展现状

我国对逆作法研究和施工运用较迟，虽然在八十年代XX市基础公司曾搞过一个试验性工程，但由于在信息化施工等方面的技术条件不具备，所以没有在更大的工程上推广。在我国上世纪九十年代初，上海建工集团引进该工艺。1990年施工的轨交1号线陕西南路站，是国内首次采用“逆作法”施工的工程，开创了逆作法的先河，为缩短其交通封闭时间，引入“逆作法”施工工艺，工程采用直径900的钢管打入桩，作一柱一桩，地下连续墙二墙合一，确保了淮海路商业街的提前通车。

九十年代中期，上海恒积大厦开工，专业逆作法取土架在工程建设中首次开发使用，工程建设中首創了高层建筑深基坑逆作法施工技术。九十年代末的上海机场城市航站楼工程，首次采用钢管混凝土一柱一桩。工程中为确保一柱一桩垂直度，首次开发使用了气囊法纠偏技术，从而提高了逆作法关键节点质量。由于这种施工方法能缩短工期，有减少挡墙变位，对周边环境影响小等优点，在上海地区掀起了一股逆作法热。

2002年，紧邻轨交2号线中山公园站的上海长峰商城，工程采用逆作分区流水施工，并首次采用“逆作双梁节点及逆作无排吊模技术”，确保了结构施工的工期与质量。2006年，500Kv世博输变电工程作为世博会的重要配套工程，采用框架剪力墙结构体系的全地下四层圆筒型结构，地下结构外墙外壁直径130m，基坑开挖深度为34.00m，逆作支撑柱下桩采用一柱一桩和临时立柱桩两种型式，为当时国内最深的逆作法施工基坑。2010年，上海外滩华尔道夫酒店工程紧邻东风饭店等7幢保护性建筑，采用“双向同步逆作法”施工技术，成功实现了复杂核心区的逆作施工。

2013年上海建筑工程逆作法工程技术研究中心成立，该中心是上海市科委批准成立的从事逆作法工程技术研究、开发和推广应用的专业科研机构。中心秉承“绿色逆作，构建和谐”的核心理念，经过多年研究实践形成了独特的核心技术，为我国逆作法领域的关键技术进行研究和开发，规范逆作法施工工艺，统一行业技术标准，推动逆作法先进技术在全国范围内的普及做出积极贡献。

2、逆作法施工在露天矿槽仓工程中的应用

2.1露天矿槽仓逆作法施工技术

随着逆作法在市政工程建设中的广泛应用，大型煤炭基地建设也开始逐步尝试逆作法施工工艺的应用。在大型煤炭基地，地下、半地下式储煤槽仓作为一种储量大、占地面积小，能充分利用地形地貌且符合国家“四节一保”政策的建筑形式被广泛应用。该类受工程地质和水文地质条件影响大，一般开挖深度大，基坑支护复杂，建筑体量大，施工难度大，无同类工程施工经验借鉴，为此，中煤建筑安装工程公司成立了课题小组，开展大型地下储煤槽仓施工技术研究，并在实践中不断完善和提高，总结出“大型储煤槽仓逆作法施工工法（GJEJGF235—2008）”，其核心内容是采用“逆作法”施工原理，施工过程中，下部结构由永久性结构来支撑，土方和土钉墙先施工，土方开挖和土钉墙施工均分层进行作业，土钉墙同时兼做槽仓的仓壁和支护结构，随后施工工程桩，桩基施工完成后，开始暗道顶板的施工，暗道顶板由工程桩作为支承结构，完成顶板的施工后，便具备了上下同步施工的条件，上部结构和暗道同时施工作业，直到工程结束，可大幅度地降低施工成本和缩短工期。该工法核心内容经煤炭信息研究院查新表明，国内未见有大型储煤槽仓采用逆作法施工的相关报道，2008年“特大型地下储煤槽仓逆作法施工综合技术”通过河北省科技厅科技成果鉴定，技术达到国内领先水平。

2.2在露天矿槽仓工程中的应用

现如今露天矿工程向着建筑体量大、埋深大，结构复杂，施工技术要求高的趋势发展，对质量控制、环境保护及工期、造价控制都提出了更高的要求。在大型露天煤矿槽仓工程中使用逆作法施工，使支护结构和工程桩得到了充分的利用，工程桩兼做墙壁桩，桩墙合一，减少了工程投资，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，并能進行有效的质量控制。

中煤平朔集团公司东露天矿产品煤槽仓是大型地下槽形储煤仓，总容量为20万吨，于2009年开工建设，是当时国内最大的储煤槽仓，服务年限为75年。产品煤槽仓总长度均为237m，地上高度27m，地下深度30.4m。该工程采用逆作法施工，充分利用了支护结构，使主体结构与基坑临时支护体系相结合，土钉墙加耐磨层作为槽仓仓壁，工程桩兼做墙壁桩，桩墙合一，省去大量临时支护措施及其拆除费用，减少了该部分的建设投资。暗道顶板施工完成后，上部落煤桶和挡煤板即可开始施工，上下同步作业，缩短了工期，大大提高了施工劳动生产率，达到了设计要求，实现了质量控制目标，同时取得了良好的社会效益，并于2013年12月获得煤炭行业“太阳杯”优质工程称号。

同样的成功案例，在中国神华集团准格尔能源有限责任公司黑岱沟露天矿选煤厂储量12.8万吨的新建产品仓及哈尔乌素露天矿选煤厂储量12.5万吨的产品仓工程中成功应用逆作法施工工艺，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。

3、结束语

与传统的深基坑施工方法相比，逆作法具有保护环境、节约社会资源、缩短建设周期等诸多优点，它克服了常规临时支护存在的诸多不足之处，是进行可持续发展的城市地下空间开发和建设节约型社会的有效经济手段。在露天矿槽仓工程建设中应用这种先进的施工工艺，对提高施工技术水平，为煤矿项目降本增效、尽快投产均具有现实意义。

参考文献：

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