大型储煤槽仓运输暗道逆作法施工技术

1、高寒地区大型储煤槽仓运输暗道逆作法施工技术项目总工程师 庄厚良前言：超大、超深基坑逆作法施工是近年来建筑界关注和研究的重要课题，“逆作法”施工对控制沉降变形是十分有效的。而且能有效的降低工程造价、缩短施工周期。如今越来越多处在闹市区段的大型基坑工程均采用了逆作法施工。本工程为大大型产品品煤储存存槽仓，目目前全国国仅有3家。该该工程储储煤槽仓仓运输暗暗道采取取了逆法法施工，且该工程地处内蒙古较严寒的草原地区，没有类似工程施工经验可借鉴。1.工程概概况1.1建筑筑概况：该工程程为大型型产品煤煤储存槽槽，梯形形截面，上宽39米,下宽17.5米,深22米，仓体长206米,储煤量15万吨；储存槽仓上部为

2、两层钢结构，梯形截面，上宽13米,下宽40米,高20米，上层为产品煤输入层；底层与槽仓形成一体为储存空间；储存槽仓底板以下为产品煤输出暗道，长206米,净宽16.3米,净高4米，暗道底板埋深27米。储煤槽仓横剖面示意图如下：1.2结构构概况：钢结构构基础为为桩基承承台，结结构桩深深33米直径0.8米，钢柱梁梁架截面面为90005000mmm。槽仓仓护壁为为土钉及及预应力力锚杆喷喷射混凝凝土结构构。暗道道为支护护桩及结构构桩支撑撑结构，即即暗道两两边缘支支护桩与与结构桩交交替布置置作护壁壁及支撑撑暗道顶板板的作用；暗暗道顶板板厚2米，临时跨跨度177.5米（暗道道混凝土土剪力墙墙施工之之前），底

3、底板厚1米钢筋混混凝土筏筏板结构构。1.3及环环境暗道道施工概概况：暗暗道为盖盖挖逆法法施工，即即当暗道道顶板施施工完成成后，进进行暗道道陶土再再进行暗道道底板及及墙板施施工。陶土施施工时室室外环境境温度为为零下330度至零下15度（1月至3月），暗暗道混凝凝土浇筑筑时室外外环境温温度约零零下20度至零下15度（2月至4月）。2.施工技技术难点点根据该工程程自身的特特殊性及及施工环环境的特特点，该该工程暗暗道施工工具有四四大难点点：暗道道埋深太太大，净净高太低低，土方方盖挖困难难；暗道道顶板临临时跨度度较大，挠挠度不易易控制；地下水水量大，降降排水困困难；在在暗道埋埋深范围围内主要要为粉沙沙层

4、及沙沙砾层，防防治流沙沙困难。具体如下：1)本工程程暗道埋埋深27米，且暗暗道净高高太低仅仅4米，土方方盖挖时时大型机机械无法法利用，土土方外运运也困难难，运土土坡道冬冬季结冰冰易打滑滑。2）暗道顶顶板临时时净跨177.5米，在挖挖土过程程中要严严格观测测挠度变变化情况况，应制制定切实实可行的的施工方方案来确确保施工工安全。3)地质条条件较复复杂，整整个暗道道土层主主要为粉粉沙层及及沙砾层层，因地地下水丰丰富，防防治流沙沙是确保保正常施施工的关关键。4)本工程程-16米以下地地下水量量较大，地地下水降降排及承承压水的的处理问问题，在在寒冷的的冬季较较困难。5)如何保保证混凝凝土底板板及外墙墙不

5、渗水水，是施施工的关关键工序序。6)逆作法法地下部部分施工工时，墙墙与顶板板的交接接处不密密实性及及墙体的不均均匀沉降降控制，也是本本工程实实施过程程关键技技术之一一。3.施工经经济技术术措施在暗道施工工方案选选择时，主要提提出两种种方法：一是暗暗道土方方采取明明挖顺作作施工方方法；二是暗暗道土方方采取盖盖挖逆作作施工方方法。两者优缺缺点比较较如下：项 目明 挖盖 挖土方开挖可以投入大大型机械械。不可投入大大型机械械。主要施工措措施暗道两边桩桩内侧各各增加钢钢梁锚索索4道，纵纵向间距距15000mmm，每个个锚索长长平均225米，费用用高。无需增加钢钢梁锚索索，暗道道顶板作作为支撑撑。几乎乎不

6、增加加措施费费，仅需需顶板地地胎模，费费用低。安全性支护桩有变变形隐患患，安全全性欠佳佳。支护桩不变变形，安安全性好好。施工质量顺作施工易易保证质质量逆做施工质质量不易易控制工期较快、需冬冬歇三个个月较慢费用较高较低周转料具顶板施工需需大量模模板、脚脚手架顶板施工仅仅做地胎胎模经上述比较较，决定定采用方方案二，盖挖逆逆作施工工法，可可以节约约大量资金金；工期的的调整方方法是原原计划冬冬休三个个月取消消，确保保工期要要求，但但需增加加冬期施施工措施施费。4.关键施施工技术术措施4.1暗道道顶板混混凝土施施工技术术暗道顶板厚厚20000mmm，混凝凝土的浇浇筑应严严格按大大体积混混凝土施施工方案案

7、要求施施工，同同时应将将以下关键键施工工工序作为为施工重重点：逆作钢筋工工程：由于暗暗道逆做做法施工工，施工工顶板后后再施工工剪力墙墙，在浇浇筑顶板板混凝土土时必须须将板下下剪力墙墙预留插插筋预埋埋固定准准确。具具体做法法如下：暗道顶顶板土方方开挖时时，在墙墙体位置局局部超挖挖10000mmm左右，（按施施工规范范要求，竖竖向构件件搭接接接头错开开50%，且距距板面高高度不小小于5000mmm，两接接头错开开长度大大于35dd，故插插筋部位位应超挖挖10000mmm左右才才满足要要求）。在做顶顶板地胎胎模时将将超挖110000mm部部位回填填细沙，再再铺150mmm厚的聚聚苯板，将将墙体插插筋

8、插于于聚苯板板及沙层层内，如图示示。确保保钢筋的的级别、数数量、直直径、间间距、形形状、锚锚固长度度和绑扎扎位置正正确。同时对对插入沙沙层内的的钢筋对对其作好好保护避避免锈蚀蚀。预留混凝土土下料孔孔：由于逆逆作施工工，竖向向构件墙墙体混凝凝土后浇浇筑，墙墙体混凝凝土的下下料及振振捣是施施工的关关键，同同时考虑虑到墙体体顶部混混凝土的的密实性性，经设设计同意意在施工工暗道顶顶板时（墙墙顶部位位）预埋1500mm钢钢管作为为下料洞洞口和振振动棒的的插入口口，间距距15000mmm，钢管管内封堵沙沙子，以以免混凝凝土进入入钢管内内，如图图示。4.2槽仓仓暗道盖挖挖逆作法法降水施工工盖挖逆作作法是在煤

9、槽仓仓护壁施施工完成成后，土土方开挖挖至-117.11米先浇筑筑暗道顶顶板，在在混凝土土顶板的的保护下下，在暗道内内开挖土土方、浇浇筑暗道道底板及及墙板混混凝土结结构的施施工方法法。槽仓仓暗道盖挖挖法施工工，基本本分为两两个阶段段，第一一阶段为为地面以以下施工工阶段，它它包括结结构桩的的施工、槽仓土方明挖及槽仓护壁施工、暗道支护桩、结构桩及暗道顶板结构施工；第二阶段为暗道内施工阶段，包括土方盖挖、暗道混凝土底板及剪力墙结构的施工等。根据工程地地质报告告及以往往施工经经验，拟拟选择管管井降水水的方法法进行降降水。其其优点是是：一是是施工简简便灵活活，能迅迅速有效效降低地地下水位位。二是是能有效效

10、防止流流沙现象象，有利利于提高高边坡的的稳定性性。三是是水影响响范围大大，能保保证土方方开挖的的顺利进进行。为节约降水水经费，我我们考虑虑降水系系统设计计应本着着实用，简简单节约约为目的的，采用用在槽仓基坑坑内安装装管井降降水。即即当槽仓仓暗道顶顶板施工工完成后后，在顶顶板上施施工降水水管井。暗道顶板设设计有两两排60个漏煤煤口，每每间隔一一个漏煤煤口施工工一个降降水井，因因西半部部水量较较大，适适当增加加降水井井，共计计施工降降水井35个。本地区土层层含沙砾砾较多，根根据施工工经验，考考虑井内内沉积因因素增加加2米沉砂管管，管井井使用深深度不低低于10米为宜。管管井设计计深度112米，降水水

11、时井内内水位不不高于66米，才能能有效降降低地下下水位。为为增强井井管渗水水效果，所所选用井井管内径径以4000毫米为宜宜。井管应在成成孔后立立即进行行安装，井井管沉放放前，应应对空内内予以清清洗，将将泥渣排排出，井井管下放放时，应应在管壁壁绑长竹竹片导向向使接头头对正，安安装接头头布，沉沉管时力力求垂直直居中。井管安装完完后，应应立即在在井管与与井壁之之间填充充沙砾滤滤料，滤滤料粒径径38毫米，杂杂质含量量不大于于3，填充充采用铁铁锨下料料，以防防不均匀匀和冲击击井管，滤滤料要一一次连续续完成，从从井底填填至井口口下1米时上部部在用粘粘土封口口。洗井应在下下完井管管，填好好滤料封封口后随随时

12、进行行。防止止时间过过长，护护壁泥皮皮老化聚聚结，影影响渗水水效果。洗洗井应在在井管内内排出的的水由浊浊变清后后并达到到正常出出水量时时方可停停止。潜水泵安装装前，应应对其系系统做一一次全面面检查，确确保无误误后方可可放入，安安装完毕毕后应进进行试抽抽水，满满足要求求后转入入正常工工作。管管井使用用完毕后后进行封封井。封井方法根根据工程程实际情情况，要要求降水水维持到到整个槽槽仓暗道道底板及及墙板施施工完毕毕，在确确保工程程正常施施工的情情况下，方方可停止止抽水，并并采取可可靠的封封井措施施，抽水水设备拆拆除后，填填入级配配砂石距距井口11.5米改填C40抗渗混混凝土捣捣实，逐逐个有序序封闭，

13、以确保保建筑工工程质量量的完整整性。降水沉降防防护措施施：参考地地质资料料得知：土壤空空隙较大大易于液液化的特特点，因降水水对周围围地面所所产生的的沉降都都可能对对边坡造造成损害害，为确确保施工工安全，制制定如下下措施：一是暗道道土方开开挖后，对暗道支护桩间采用10150钢筋网片锚喷支护措施。二是根据我们的施工经验，由于土层砂含量较多，要延长洗井时间，确保成品井质量。三是在确保开挖施工能正常作业的情况下，采取必要的弱降措施，适当降低排量，避免地下水大量流失。四是降水井施工完成后，在-15.1米暗道顶板上面安装排水管，将地下水集中排至水箱内再抽排至地面（草原），由于室外天气寒冷，至地面的排水管要

14、保温处理且包裹电热带。如下示意图：暗道土方开开挖过程程中，因因地下水水丰富，降降水井降降水效果果不明显显，需要要挖两道道10000 mmm4000mm200米长排水水沟，辅辅助排水水。沟内内预埋350钢管排排水管并并回填碎碎石形成成盲沟，便便及时将将地下水水排除。待待暗道混混凝土完完成后，为为防止地地下水渗渗入暗道道，预埋埋350钢管内内灌注水水泥浆（在在预埋350钢管时时，间距距8米预留一一个1500mm长12000mmm的泄水水检查孔孔注浆孔，并在在注浆孔孔位置预预留400040005500深的集集水井，以以便积水水排入预预埋钢管管内）。4.3暗道道土方盖盖挖施工工方案一：整整个暗道道长2

15、006米，暗道道混凝土土结构设设计分为为四段，三三道伸缩缩缝。在在土方开开挖时分分为八段段开挖，即即每段暗暗道混凝凝土结构构再设置置一道施施工缝（施施工缝内内安装橡橡胶膨胀胀止水条条或钢板板止水带带）。每每段土方方开挖长长度约为为25米左右，当当每一段开开挖完成成后及时时浇筑暗暗道底板板及墙板板混凝土土。方案二：根根据现场场实际情情况为加加快施工工进展，每段土方开挖长度按原设计伸缩缝为界，即暗道土方开挖每段长度约为50米。经综合分析析决定采采取第二二种施工工方法（施施工快、不不留施工工缝），自eq oac(,3)轴向eq oac(,2)轴方向向开挖（自自东向西西），每每开挖完完成一段段后，及及

16、时进行行下道工工序施工工。由于于暗道净净高不足足5米，无法法利用大大型机械械开挖，均采采用小型型挖机开开挖，两两台120履带式式挖掘机机及两辆辆350装载机机。运输设备的的选择：方案一一:采用4-8辆5T运输汽汽车，暗暗道内需需铺设临临时道路路并铺设设钢板，以以便车辆辆更好的的通行。方方案二：暗道内内架设皮皮带运输输机，直直接将土土运输至至地面。方方案二的的施工进进度快，但但投入设设备费用用高，并并且根据据当时环境情情况，气气温太低低（约-25），土易易结冰不不利运输输。故采采用常规规汽车运运输（方方案一）。由于暗道盖盖法挖土土是前进进式开挖挖，如果果一次挖挖至底板底标高，因因运土车车辆来回回

17、行驶会会严重扰扰动基底底土层，故故采取分分层开挖法法，第一一层先“前进”开挖，先先开挖深深4米（即挖到到底板顶顶标高）；当挖到规规定的进进深后，再“后退”开挖第二层，挖深1.1米，即挖至底板底标高处（如下图示）。由于地下水水降低不不明显，致致使基底底土层含含水量大大，运土土车辆行行驶困难难，所以以在整个个挖土过过程中均均铺设特特制的钢钢板作为为车辆运运输道路路。开挖施工总总程序：开挖一一段土方方；施工工一段暗暗道底板板混凝土土及剪力力墙混凝凝土。（不不得将整整个暗道道土方开开挖完成成后再施施工混凝凝土暗道道底板）。土方开挖工工艺：第第一层前进挖土土（掏土）、钢板板铺设道道路、外外运土第二层后退

18、挖挖土、修正顶顶板处余余土、外外运土、拆除钢板道路验槽浇筑混凝土垫层。因天气寒冷冷（-25左右），运输车辆使出暗道后，泥土冻结粘车厢不易卸土，所以车辆在装土前应先在车上满铺一层塑料布，以便卸车。土方外运土土时，由由于自地地下27米处运至至地面，要要保证运运输车辆辆安全，运运土坡道道坡度不不得大于于10，并且铺铺设山皮皮石。特特别是寒寒冷的风风雪天气气，及时时用碎石修整整道路，下下雪天气气必须派派专人及及时清扫扫积雪，确确保道路路不积雪雪不结冰冰。盖挖法施工工难点及及对策: aa、暗道道净高低低无法发发挥大型型机械的的工作效效率，改用多多台小型型机械。b、暗道道内土方方运输车辆行走走困难，采采用

19、钢板板铺设道道路；运输车车辆因冻冻土卸车车困难，车车厢内满满铺塑料料布。cc、降、排地下下水困难难，增加排排水盲沟沟。d、支护护桩间渗渗水易塌塌方，采用自自然冷冻冻使土层层表面结结冰、桩间支支护铁皮皮。e、降水井井管影响响挖土机机械回旋旋，拆除部部分井管管，改用用软管直直接抽水水。f、顶板板阴角余余土冻结结不易挖挖除，搭设活活动脚手手架人工工清除。g、顶板预埋墙体插筋处聚苯板清理困难，喷灯烤烧及稀料（甲苯、二甲苯）融化。4.4暗道道顶板挠挠度控制制措施暗道顶板施施工完成成后，开开始开挖挖暗道内内土方，由由于暗道道两侧支支护桩间间距离为为17.5米，即暗暗道顶板板临时跨跨度为117.55米，故在

20、在开挖暗暗道土方方施工中中，必须须保证暗暗道顶板板挠度变变化不超超过设计计要求，具具体采取取以下控控制措施施: a、禁止止顶板上上部堆放放任何施施工材料料及周转转料具。b、机械械挖斗、铲铲头等严严禁撞击击顶板。c、顶板上上杜绝施施工车辆辆停放及及通行。d、昼夜夜及时检检测顶板板的挠度度变化情情况，并并做好记记录，发发现异常常及时上上报。e、制定定专项检检测测量量方案专专人负责责。f、暗道道底板施施工完成成后首先先施工中中间一道道剪力墙墙。在整整个暗道道施工过过程中，经经检测记记录表明明最大挠挠度为335mmm,平均为为21mmm。没没有异常常现象发发生，施施工安全全顺利。4.5流沙沙的治理理由

21、于设计没没有要求求在开挖挖基坑前前降低地地下水，根根据地质质报告及及现场实实际情况况，暗道道范围内内的水量量较大，当暗道顶板施工完成后，此时才在暗道顶板上进行施工降水井（漏煤口处），但是由于工期要求紧降水时间短，降水效果不佳，在开挖土方过程中，暗道支护桩间出现大量渗水及流沙现象，采取了如下措施防治：桩间渗水处处采用自自然冷冻冻法使土土层表面面结冰后后(因土方方开挖时时环境温温度-25度左右右，土方方开挖后后土层表表面遇渗渗水易结结冰固化化，减少少了塌方方了频率率)，在桩桩间支护护铁皮。在含有大量砂层处，因渗水出现流沙，在出现流沙处用膨胀螺栓将钢板固定在支护桩上，然后用干硬性速凝水泥浆封堵，见如

22、下示意图：4.6混凝凝土底板板排水沟沟施工改进进原设计在底底板两侧侧留有4000*4000mmm的排水水明沟，并并且在排排水沟部部位暗道道底板局局部下沉沉，给施施工带来来极大的的不便，经经与设计计、业主沟沟通，将将该排水水沟改为为明暗结结合的方方式，即即在混凝凝土底板板内埋设2000mm钢钢管排水水管作为为暗排水水沟，原排水明明沟由4000mm深深变为1100mmm，明、暗暗沟相连连，积水水由明沟沟引入暗暗沟再排排向集水水坑。见见如下示示意图：4.7暗道道墙板施施工方法法钢筋绑扎及及连接：墙体钢钢筋上端端必须与与顶板内内的预留留插筋螺螺栓连接接，下端端与底板板墙插筋筋绑扎连连接，确确保连接接满

23、足施施工规范范要求，绑绑扎顺序序为墙体体外层立立筋-外层水水平筋-墙体内内层立筋筋-内层水水平筋。模板支设及及加固：外墙模模板仅单单面支设设加固，不易加固支撑牢固，产生涨模等质量通病，为保证模板的稳定性，必须在支护桩侧打膨胀螺栓焊接对拉螺杆，上下间距400mm一道，模板用14槽钢作背楞，间距1.5米一道，槽钢上端与顶板预留墙插筋固定，下端与底板预留墙插筋固定。见如下加固示意图：混凝土浇筑筑及振动动：暗道墙墙体混凝凝土均从从暗道顶顶板上预预留1500mm下下料孔内内由汽车车泵直接接输入。为为了减少少墙体水水平施工工缝，墙墙体模板板不需留留下料喇喇叭口及及振捣口口，墙体体混凝土土的振捣捣也从下下料

24、孔内内插入8米长得振振捣棒进进行振捣捣。 4.8墙顶顶与顶板板结合处处施工措措施由于逆作施施工竖向向构件顺顺作，考考虑墙体混凝土土的密实实性，顺顺作墙体体与逆作作暗道顶顶板之间间由于混混凝土收收缩存在在缝隙，在支设墙体模板前，事先在顶板底面预埋钢管注浆管（注浆管上钻喷浆孔300mm，并用胶带包裹喷浆孔，防止混凝土进入注浆管内，如下图），如遇到部分注浆管散浆孔堵塞，在墙体剔凿“V”型凹槽，埋设注浆嘴，间距500mm；将注浆嘴的进浆孔骑缝粘贴在预定的位置上。用环氧胶泥，将槽嵌填密实，进行封缝。.4.9施工工缝及墙墙体防渗渗水措施施暗道底板及及剪力墙墙施工缝缝预埋膨膨胀止水水条或钢钢板止水水带做法法

25、如下图图示。暗道外墙墙墙体为9900mmm厚混混凝土墙墙体，其其模板采采用18厚胶结结板、钢钢管回楞楞、穿心心螺栓固固定，每根穿穿心螺栓栓都应严严格加焊焊止水片片。4.10施施工通风风及照明明槽仓暗道2206米长，由由于暗道道顶板有有60个漏煤煤口，能能够满足足暗道内内的通风风需求，因因此在开开挖暗道道土方时时没有安安装通风风设备，机机械尾气气及CO经检测测均没有有超标。暗暗道内照照明安装装两道照照明线路路，间距距20米一盏200瓦防爆爆灯。5.确保寒寒冷冬季季施工质质量的措措施槽仓暗道施施工在寒寒冷的冬冬季（室室外最低低温度-40左右），必必须做好好冬期施施工准备备工作，根据现场实际情况，总

26、体思路是：当槽仓底板（暗道顶板）施工完成后，槽仓接通暖气、安装煤火炉，槽仓内-15.1米暗道顶板作为混凝土搅拌及钢筋加工场地，冬期施工主要采取措施如下：5.1冬施施准备工工作及实实施 施工现现场安装装两台1T锅炉，槽槽仓钢结结构围护护完成后后，在仓内3.4米南北两两走道共共安装108组暖气气片，在在-155.1米暗道顶顶板安装10组直径径1.2米煤火炉 （如图图示），确保槽仓内温度在-3以上。同时因冬期寒冷天气，原材料运输困难，施工现场必须备足的冬期施工所有原材料：石子4500立方；沙子2700立方；水泥2000吨；钢筋800吨。为防止沙、石堆放冻结，沙、石堆通入暖气管道。5.2混凝凝土搅拌拌

27、浇筑方方法在槽仓内安安装750型搅拌拌机一台台，地泵泵一台（先先安装在在西半部部，待东东半部暗暗道混凝凝土完成成后，再再将搅拌拌机挪到到顶板东东半部）。施施工东半半部暗道道混凝土土时，将将东半部部暗道混混凝土所所需原材材料，储储存在槽槽仓内西西半部；当施工工西半部部暗道混混凝土时时，将槽槽仓西半半部所有有材料挪挪至东半半部，且且根据暗暗道混凝凝土原材材料需要要量，随随时从地地面备料料场供给给。冬期混凝土土搅拌工工艺：原原材料备备料（应应保温）向槽仓仓内倒运运材料混凝土土搅拌混凝土土输送浇筑混凝土土保温养养护。混混凝土搅搅拌布置置如下图图：槽仓内沙、石均可可从地面面直接二二次倒入入，即在在适当的的位置将将采光窗窗打开，将将沙、石二次次倒运至至槽仓内内堆放，或或根据使使用量随随时供给给。见如如下示意意图：暗道底板混混凝土直直接用地地泵通过过暗道顶顶板漏煤煤口输入入浇筑，暗暗道剪力力墙混凝凝土均从从预埋在在暗道顶顶板的钢钢管下料料孔直接接输入。混混凝土地地泵管不不易直接接架设在在暗道顶顶板上，应应架设在在支护桩桩顶贯梁梁上