巴拉素煤矿110kv变电站工程冻融分析

巴拉素煤矿110kv变电站工程冻融分析

0单独以工程设施事件为中心，发挥单独防治作用地下水的冷冻肿胀和冷冻融化对道路和硬化区域的平坦度有不利影响。这可能会破坏道路和硬化区域的平坦度，并影响建筑物的安全和稳定性。以煤矿110kV变电站工程冻融工程为例，本人在《巴拉素矿井110kV变电站地基冻胀破坏分析》一文中单独进行分析，并制定了单独防治措施，效果较好。针对煤矿工业场地的其它建筑，本文结合项目近年来已建成地面建筑的地基处理方式，处理地表水、地下水较为有效的综合措施，重点对排截水、疏放水、地基处理、地下管线防护等几个常用施工方法及技术参数进行论述分析。1坡面排水设计根据岩土工程勘察报告（详勘）提供的数据，确定场区浅层地表水的隔水层，自场外向场内，断面存在“向斜轴部富集”现象，即地层砂岩由水平裂纹方向往东南角倾斜渗水，并向场区内汇集。积水无法有效排出，地基则会长期处于积水饱和状态。针对挖方区，应在场地边坡处进行治理、防护，挖方边坡顶部设置截水沟，设计重现期按25年考虑；边坡底部设置排水沟，收集坡面雨水及漫流雨水。场区周边必须完善截排水系统，无法完成时应有临时措施，防止雨水进入场区地下集聚。建议场地内雨水采用雨水管网综合排放，雨水采用聚乙烯（HDPE）塑钢缠绕排水管，管径DN300～DN1000，设计重现期按2年考虑。局部增加钢筋混凝土排水明沟，混凝土盖板留置缝隙，便于地面雨水渗漏收集。排水沟设计，如图1所示。2pvc导水压管设计在110kV变电站等地下水位较浅建筑物周边，间隔设集水井，集水井采用砖砌留缝隙，不抹灰，底部直径为1m，深度3m，底部回填厚1m的碎石，井盖采用成品混凝土井盖。集水井之间埋设直径为300mm的PVC导水花管，起始埋设高度设于建筑最深地基深度以下，通过集水井连接至场地设计排水管道系统，使建筑周边地下渗水导流至场区雨水综合管道内，不再集聚在建筑物周边或内部，而且还能将原来进入建筑内部的水排出。除了110kV变电站场地，在工业场地内地下水较浅的区域，均较重视地下水疏导措施，例如锅炉房、油脂库等邻近110kV变电站场地的建筑，地质情况较为相似，均采用了暗管布设方案。同时，在北区进场道路等地下水较浅的区域，沿主干道路也布设了导水暗管，接入场地设计的雨水井。3建设结构建筑基础处理和基础处理3.1荷载小、强、小根据项目岩土工程勘察报告（详勘）和涉及单体建（构）筑物地下水深度情况，将建（构）筑物按需要的地基承载力大小分为荷载较大、荷载适中和荷载较小三种情况。荷载较大建（构）筑物（如：主立井井塔、副立井井塔、产品仓等）采用钢筋混凝土灌注桩基础；荷载适中建（构）筑物（如：综采设备中转库、生活污水处理站、井下水深度处理间等）采用钢筋混凝土独立基础、钢筋混凝土条形基础或筏板基础，地基处理采用水泥桩复合地基；荷载较小的建（构）筑物（如：木材加工房、电缆管材中转库、围墙等）采用天然地基。对于基础埋置较深的水池类构筑物或含有水池类的建（构）筑物，地基处理采用天然地基或水泥桩复合地基。3.2降水方式与井点设置根据建（构）筑物自然地形、设计标高和基础埋深，基础埋设深度确定在地下水位以下的，基础施工期间必须降水，主要建筑物有：110kV变电站、区队办公楼、主立井井塔、副立井井塔联建、综采设备中转库、锅炉房、产品仓、原煤储煤场和主厂房。需采取降水措施的，其基础形式根据单体实际情况尽量减小埋置深度，以减少施工过程中的降水费用。考虑到地区地层降水特点，根据岩土工程勘察报告（详勘），考虑基坑降水深度的要求、渗透系数、设备条件、经济比较，采用坑外降水方式最为便捷。由轻型井点降水和深井井管降水组合的降水方式，抽取地下水汇集至基坑顶部外边排水管排出坑外。轻型井点降水：成孔直径400mm，内置DNϕ40PE吸水管，管外四周回填碎石，上侧孔口部分用黏土填实。轻型井点构造示意图如图3所示。轻型井点管路连接选用自吸泵。轻型井点管上部接软管与集水总管连接，集水总管为ϕ150mm塑料管，周身设置与井点管间距相同的ϕ40mm吸水管口，然后通过真空吸水泵将集水管内水抽出汇入集水总管排水管，最终排入工业场地外。井管降水：成孔直径为600mm，内置HDPEϕ250mm管，管外四周回填碎石，上侧孔口部分用黏土填实。选用潜水泵，扬程45.0m，流量3m降水施工时，应重点做好成孔、下管、冼井等工序协调与接口工作，缩小工序搭接时间。配备数量充足、经验丰富的施工人员，搞好后勤服务工作。保证料源充足，严把原材料质量关，防止因不合格材料而影响工期。配足施工设备，做好设备的使用、保养、维修工作，保证各种设备的正常运转，并提高其完好率、利用率。4路面垫层材料“最小防冻厚度”的确定场区设计的路面、硬化场地等结构层总厚度，接近场区地下水位时，路面厚度应不小于最小防冻厚度的规定。根据《公路水泥混凝土路面设计规范》“水泥混凝土路面结构层最小防冻厚度”规定：最大冻土深度1.0～1.5m，潮湿路基、很易冻胀土的最小防冻厚度为0.55～0.80m。若结构层总厚度小于最小防冻厚度时，应增加防冻垫层使其满足最小防冻厚度的要求。补强设计时，补强层厚度与原有路面结构层厚度之和要大于最小防冻厚度；不然，应增加补强层厚度使其满足最小防冻厚度的要求。根据现场已施工场地的实践经验，建议采用矿井矸石、建筑废料等强度高、具有一定整体性、水稳定性高并符合一定耐冻要求的材料修筑路面垫层。如图4所示。5网络连接设计与海绵城市建设的引入5.1架空敷设管线综合管线敷设一般分直埋、管沟和架空等方式。一般来说，采用管沟敷设方式比较美观、占地少、有利于检修；但地下水丰富的区域容易积水，影响管线使用。采用架空敷设方式占地较大、影响美观性；但不受地下水影响。根据本项目工程勘察报告，区域地下水位在1.4～2.8m之间，未来还有可能继续上升。鉴于该情况，场区内宜将有压的水管、热力管、电力管进行架空敷设。但在实践中，采用架空敷设虽然有利于减少管线施工带来的不便，降低后期运营、维护难度，但架空敷设管线影响厂区整体美观，不利于大型设备通行，且冬季防冻问题成本较大，因此本场区内综合管网不推荐将管线架空敷设。建议采用直埋或管沟敷设，尽量克服施工难度较大、降水费用高等问题，避免后期管线受到地下水的影响和危害。可采用防水地沟，沟内做防水层；埋于冻土深度以上的地沟采用不冻胀材料（如焦渣或含泥量小于15%的中粗砂）做厚300mm左右的垫层。5.2海绵化管理模式的引入2014年底，国家启动支持海绵城市建设试点城市的工作，成为解决城市水和生态问题的综合性理念。结合巴拉素煤矿目前面临的地表水和地下水危害问题，若能在巴拉素煤矿场地建设中适当引入“海绵城市”理念，将工业场地进行海绵化，不但可以有效解决地表雨水和地下水的危害问题，亦可以美化环境，最大限度地实现雨水在厂区的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。6城市地下导排水设施未完善基地系统整体处理形式综上所述，根据巴拉素煤矿场地内地下浅水的实际情况，近年来通过合理采用处理措施，未影响场地内大部分建（构）筑物的施工和基础布置，对大部分道路和场地管网的敷设影响不大，但对高挖方区110kV变电站存在冻胀危害未能根本消除，究其原因为设计之初未能考虑合理措施，仅通过后期增加地表和地下导排水设施，未能彻底解决问题隐患。总体而言，按照地基承载