大型半地下汽车受煤储煤仓施工技术

大型半地下汽车受煤储煤仓施工技术1.前言随着煤炭资源继续开发和环保力度的加大，以及用地资源审批手续的严格，为了节约资金成本，需要一种新型结构形式的储煤仓来解决实际问题。而半地下汽车受煤储煤仓，作为一种新型结构储煤仓，该工程形式集汽车运输、储煤、转载火车运输于一体，一体多功能极大节约了建设用地和建设资金成本，缩短了建设周期。半地下汽车受煤储煤仓结合内蒙地区半挖半填的地势而设计，充分利用地理优势，节约了投资。其结构新颖：采用支护结构作为储煤仓的永久仓壁，仓内无漏斗、返煤地道顶板A字异形结构通风管。通过半地下汽车受煤储煤仓结构特点分析，对每个结构节点做法进行了探索、研究、创新和系统总结，公司以前无该类工程施工的经验，为此建筑安装工程集团有限公司成立课题小组，开展半地下汽车受煤储煤仓技术研究，总结出《大型半地下汽车受煤储煤仓施工技术》，其关键技术：采用先进RTK测量仪器控制边坡开挖精度施工技术、锚索+钢梁边坡支护技术，应用BIM建模和PKPM软件等先进建筑建模信息技术。2.技术特点2.1利用BIM建筑信息模型技术，进行异形结构配模、钢筋加工放样，提高了工效。2.2采用RTK测量技术，精确控制边坡开挖坡度和平整度，提高了施工放样精度。2.3应用BIM技术与PKPM安全计算软件，对异形结构模板系统、大跨度超高梁施工模板支撑系统等进行设计计算，确保了支撑系统的安全。2.4通过BIM技术和CAD软件应用，对门式钢梁构件进行深化设计，提高钢结构加工精度；通过对吊装过程吊车站位、吊装顺序的模拟，提升吊装效率。3.适用范围本技术适用于该类似的半地下式汽车受煤储煤仓施工。4.工艺原理本技术核心技术主要先进GPS定位的RTK测量技术、应用建筑信息模型（BIM）技术、应用信息模型和模架计算以及CAD软件结合的技术、采用以“设备安装为导向”的施工组织技术、采用锚索+钢梁边坡支护技术。以先进的科学理念和设备技术，对传统的工业建筑施工方法进行改进和创新。5.工艺流程及操作要点5.1大型半地下汽车受煤储煤仓施工工艺流程工程定位→两端独立基础施工→中间储煤仓第一层土方开挖→中间储煤仓第一层边坡喷浆支护→中间储煤仓第N层土方开挖→中间储煤仓第N层边坡喷浆支护→基础垫层→筏板基础→-15.83m墙壁、挑板，穿插两侧提升间和转载点地下部分→-12.8m折梁、折板、柱→-0.05m大跨度梁、柱→仓壁混凝土施工→仓壁侧面回填土施工→预制混凝土风管安装及异形构件浇筑→微晶板粘贴→穿插返煤地道处叶轮给煤机、皮带运输机设备安装→穿插汽车通道两侧的钢篦子安装→地上一层钢柱、钢梁安装→地上一层外围护彩板安装→提升间和转载点地上部分梁板柱（该部分可与钢结构同时施工）→地上一层室内设备安装→室内地面→室内外涂料→设备调试→设备带煤试运行。储煤仓剖面图见图5.1-1示。图5.1-1储煤仓剖面图5.2操作要点5.2.1基坑边坡土方开挖采用先进的GPS定位的RTK测量仪器，根据图纸定位坐标及坡角角度，计算出每次开挖的坐标点和高程，然后输入接收机显示端进行操作，分层分段开挖，每2.5m深度进行一次开挖，然后进行边坡的修正，支护完毕后，进行下层土体的开挖。5.2.2深基坑边坡支护深基坑支护设计采用锚杆和锚索相结合的喷射混凝土的支护方式。图5.2.2-1为锚杆支护图，图5.2.2-2为锚索支护图。5.2.2-1锚杆图5.2.2-2锚索图1、支护要与基坑开挖紧密配合，各道工序实行平行作业，依次有序的进行。土方开挖应分层开挖、分层支护每次开挖深度为2.5m。第一层喷射自上而下进行施工，第二层混凝土面层由下而上进行施工。注意在基坑边和基底保留100mm厚的土层，由（机械）人工修整坑壁和坑底。2、喷锚支护1）造孔:锚索孔径为130mm，钢筋保护层厚度为30mm。造孔采用本工程采用MG-150型履带钻机进行钻孔施工首先将钻机固定，调整方位角及倾角，校核造孔位置，然后将所有紧固件拧紧，就绪后即可开钻作业。造孔精度要求：孔斜不超过1%，钻位误差不超过100mm，钻孔倾角、水平角误差不超过1度，孔深误差不超过100mm。2）锚杆加工:选用合格的钢筋焊接对中支架，在检查合格后方可入孔。3）注浆:锚固体水泥砂浆强度等级为M30，水泥为P.O42.5R。注浆管采用耐高压塑料软管，锚杆置入前将两次注浆管用橡皮筋绑扎在杆体钢筋上。注浆水灰比为0.45-0.50。4）锚杆注浆时间达到养护龄期后，经第三方实验室检测，对锚杆进行拉拔试验，2φ28长度为12m锚杆抗拉特征值为150KN，1φ28长度为12m锚杆抗拉特征值为75KN，达到设计强度要求。5）面层钢筋网片绑扎：试喷前，先进行底层30mm厚保护层喷浆施工，起到对坡体土方保护的作用，然后绑扎坡面的钢筋。绑扎第一层结构受力钢筋网片→喷第一层混凝土→从基坑直臂段施工绑扎第二层结构受力钢筋→喷射或倒模支设第二层混凝土。6）喷射混凝土面层喷射第一层混凝土时，如果喷层与土体有松动处，用锤敲击，清除表面松动土体，再施工。喷射厚度必须用混凝土盖住第一层钢筋。面层采用喷射混凝土，永久面板采用300mm厚度，设计C30混凝土强度。5.2.3高支模架体搭设质量控制标高-12.8m楼板施工完毕后，进行斜壁混凝土浇筑和北侧土工布回填土施工。标高-0.05m框架梁施工KL1：700×1500mm,KL3:500×1000mm，混凝土强度等级为C35。搭设架体范围为2-16轴，标高从-11.9m至-1.55m,需要搭设10.35m高的模板支撑架，局部挑檐处从-15.51m开始搭设。C-E轴梁跨度为15.9m,并且架体高度超过8m,故需要进行专家论证。架体搭设严格按照方案施工。高支模架体重点监控部位为架体立杆基础和架体连墙措施以及浇筑混凝土过程控制。架体基础：由于部分立杆坐在斜壁上，如何控制立杆底座的不滑移，是工程施工的重点。为了保证立杆的稳定性，有足够的支撑点，根据现场实际情况，储煤仓斜壁混凝土已浇筑完成，搭设架体时，让立杆伸至仓壁混凝土面上，立杆底根处沿仓壁长向方向搭设扫地杆（高度尽可能贴近仓壁），沿仓壁坡度方向从折梁折板位置搭设斜撑，斜撑根部与折梁面顶实，使立杆底根两个方向连为一体，保证架体整体不位移。按照下面图示进行搭设斜撑，梁底立杆均需要搭设。并按方案要求设置纵横向剪刀撑。斜壁处立杆搭设见图5.2.3-1示。图5.2.3-1斜壁处立杆搭设图连墙件构造措施：由于搭设架体较高，满堂支撑架应在支架的四周和中部与框架柱进行刚性连接，连墙件水平间距应为6mm,竖向间距应为5m。混凝土浇筑：考虑架体的稳定性需求，宜采取柱与梁分开浇筑方式进行，先浇筑柱混凝土，后浇筑梁混凝土，待柱混凝土强度达到一定强度后架体与结构柱做拉结，以增强架体稳定性。框架梁混凝土分两次浇筑完成，先浇筑至950mm高位置，然后再进行下次浇筑。5.2.4仓壁土方回填土压实度控制由于该工程北侧为填方区，回填土工程量比较大，采用加筋土挡墙支护，回填过程中，严格控制回填土的粒径和回填厚度，运输车辆及碾压机具离挡墙距离控制在安全距离。用25t压路机进行分层碾压，靠近仓壁一侧，采用人工用小型打夯机进行夯实，现场设置专人对回填土厚度进行检查，施工过程严格按规范实施，碾压完毕后，进行压实度检测，达到压实度要求系数0.95后，继续下层土方回填。5.2.5线荷载超载折梁折板、异形构件质量控制-12.8m处折梁折板重点：顶板厚度为0.9m,两侧挑檐口至折梁底净空尺寸为550mm，这个尺寸是保证叶轮刮板机安装的关键点。折板通长为125m，折板侧面预埋件必须在一条通线上，顺直度控制30mm，这样侧面安装挡板精度才能保证，从而保证叶轮刮板机在通长皮带轨道上直线行走。异形构件安装重点：由于折板上面预留洞口为400mm×600mm，折板混凝土浇筑完毕后，开始安装预制混凝土风管，用钢尺复核折板上洞口之间的间距尺寸，然后利用建模软件，从一端开始，按照预制混凝土风管2m定尺标准进行排序，在风管进行标号标出风管剔凿洞口的位置，考虑风管安装过程中风管之间缝隙，每个剔凿洞口加大50mm，然后按照序号安装风管，使风管剔凿洞口与折板上面预留洞口吻合，偏差控制在20mm。混凝土风管安装完毕后，根据标高线和轴线尺寸在框架柱上弹出坡度线，在中间位置搭设双排架作为三角形的顶点，作为钢筋的支撑点。借助异形构件内满堂脚手架，以此作为模板加固的支撑点和安全防护架体，钢筋绑扎完毕后，进行侧壁模板加固施工。图5.2.5-1折梁折板三维图以上施工过程中，项目部采用建筑信息模型（BIM）技术，模架计算软件，对折梁折板的模板、钢筋进行放样，对钢筋和模板准确下料，并且对过程问题做到提前质量控制。折梁折板三维图见图5.2.5-1。5.2.6大跨度钢梁施工35m大跨度钢梁采用BIM和CAD软件，提高钢梁加工和安装精度。钢梁采用地面拼装，整体吊装、空中对接，保证施工的质量和速度。由于施工现场场地狭小，根据现场地势，采用BIM软件对吊车站位进行模拟练习，做到方案的针对性和可靠性。5.3劳动力安排劳动力组织情况见表5.3-1。表5.3-1劳动力组织表序号单项工程所需人数备注1管理人员9现场施工管理2木工40模板安装、拆除3钢筋工25钢筋加工、绑扎、吊运4混凝土工8扒料、放料、推车、翻锹下料、振捣5电工1现场用电管理维护及工程用电管理6电焊工12预埋件制安、钢结构安装7钳工1设备维护、保养8架子工8外防护架搭设9抹灰工4仓壁内、外抹灰、养护10锚杆制安人员7锚杆制作、安装11喷浆人员15边坡喷浆12测量工2工程测量放线、沉降观测13塔吊司机2负责物料的吊运14信号指挥4指挥物料的吊运及吊运过程的安全6.材料设备6.1主要材料6.1.1工程材料工程主要材料见表6.1.1-1。表6.1.1-1工程主要材料序号名称规格型号单位数量备注1钢筋综合t29002商品混凝土C15～C35m³285003型钢t7604彩板100mm厚岩棉板㎡73505窗户60厚塑钢型材6+12+6中空玻璃㎡2286乙级防火门1200×2100mm樘177电焊条kg1600预埋制安8密封胶20管/箱箱46.1.2措施材料措施材料见表6.1.2-1。表6.1.2-1措施材料序号名称规格型号单位数量备注1模板15mm厚㎡285002木方m³1753钢管Φ48×3.0m2910004扣件套2700005氧气瓶3726乙炔瓶3067安全标志牌500mm×800mm块708道路警示反光贴100mm宽m506.2主要使用设备主要使用设备需求计划见表6.2-1。表6.2-1主要使用设备需求计划表序号名称规格型号单位数量备注1振动器台32振动棒4m个43塔吊QZ63台24电焊机BX1—500台25全站仪苏一光台16水准仪DSZ3台27RTK测量仪器台18钻机MG-150型履带台19吊车50t台210挖机PC-350台211混凝土喷射机PZ-5台212注浆设备UBL－3/YE7套27.质量控制7.1主要验收规范规程主要验收规范规程见表7.1-1。表7.1-1主要验收规范规程序号规范规程名称编号备注1建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-20132工程测量规范GB50026-20073建筑边坡工程技术规范GB50330-20134建筑基坑工程监测技术规范GB50497-20095岩土锚固与锚杆喷射混凝土支护技术规范GB50086-20116建筑地基基础设计规范GB50007-20117建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-20028混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20159建筑基坑支护技术规程JGJ120-201210建筑机械使用安全技术规程JGJ33-201211施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-200512钢筋焊接及验收规程JGJ18-201213土钉支护技术规范GJB5055-200614建筑施工土石方工程安全技术规范GJ180-200915建筑深基坑工程施工安全技术规范JGJ311-201316混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图16G101-1～317建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-201118钢结构工程施工质量验收规范GB50205-20127.2质量标准7.2.1锚杆支护质量检验标准锚杆支护允许偏差见表7.2.1-1。表7.2.1-1锚杆支护允许偏差表项次项

目允许偏差（mm）检验工具及仪器设备1位置偏差±100mm经纬仪、钢尺2孔径偏差+5mm钢尺3孔深偏差大于设计值钢尺、刻度标杆4倾斜度偏差3°10°三脚架5网格间距偏差±10mm钢尺6喷射混凝土面层厚度钢钻凿孔钢尺检查，最小厚度不应小于设计厚度7.2.2钢筋安装允许偏差钢筋安装允许偏差见表7.2.2-1表7.2.2-1钢筋安装允许偏差表项

目允许偏差mm检验方法绑扎钢筋网长、宽±10尺量检查网眼尺寸±20尺量检查三档取大值绑扎钢筋骨架长±10尺量检查宽、高±5尺量检查受力钢筋间距±10尺量检查排距±5尺量检查保护层厚度基础±10尺量检查柱、梁±5尺量检查板、墙±3尺量检查绑扎箍筋、横向钢筋间距±20尺量检查三档取大值钢筋弯起点位置20尺量检查预埋件中心线位置5尺量检查水平高差+3、0尺量检查7.2.3现浇结构模板安装允许偏差现浇结构模板安装允许偏差见表7.2.3-1。表7.2.3-1现浇结构模板安装允许偏差表序号项

目允许偏差（mm）检验方法1轴线位移5经纬仪2底模上表面标高±5水准仪3截面内部尺寸柱、梁＋4，-5卷尺4层高垂直度大于5m8经纬仪5相邻两板表面高底差2水准仪6表面平整度5水准仪注；检查轴线位置时，应沿纵、横两个方向量测，并取其中的较大值。7.2.4钢结构安装允许偏差结构安装允许偏差见表7.2.4-1。表7.2.4-1钢结构安装允许偏差表项目工程允许偏差（mm）检验方法柱子的底座位移e≤3经纬仪柱底标高-2≤e≤2水准仪单节柱的垂直度e≤L/1000e≤10经纬仪同一节柱的顶标高-5≤e≤5水准仪同一根梁两端水平度e≤L/1000e≤10水准仪7.3锚杆支护过程边坡坡度及注浆饱满度质量控制措施7.3.1开挖工作面，修整边坡：土方开挖过程中，应按设计要求进行放线测量，减少人工修坡工程量的同时应最大限度的减少对支护土层的干扰。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度达到设计要求。对松散的或干燥的无粘性土，尤其是受到外来振动时，应先进行注浆加固处理。7.3.2成孔与置筋：选择经验丰富的作业队进场施工，锚索设计成孔直径为130mm，采用机械成孔，锚杆成孔之前需检查机械钻头的直径及钻杆长度，在锚杆成孔过程中项目部其他职能部门配合质检员用测量仪器（红外线测距仪）等按质量检验标准予以检查、复核每个锚杆孔的孔径、孔位、孔深、倾斜角度，成孔结束后用空压机风管进行清孔，清孔完毕应及时安放验收合格的锚杆杆体。7.3.3注浆：注浆是保证锚杆与周围土体紧密结合的一个关键工序。依据本工程设计方案，本次注浆PC42.5R水泥，水灰比为0.45～0.50纯水泥浆，水泥浆配置过程中项目施工员务必在场监督保证严格按配比拌制水泥浆，要求后台搅拌机位置配备计量工具，项目指派专人进行不定期抽查检验配比要求；注浆过程注浆压力（0.3～0.5MPa）和水泥浆的用量不能低于设计要求；如现场采用人工向注浆机内倒运注浆料，根据孔深及孔径计算用浆料，同时测量计算盛装水泥砂浆的容器，严格控制每次注浆量必须大于计算注浆量，一次注浆完成后进行二次补浆，结束后孔内浆体凝固后应用钢筋插入孔内检查锚杆注浆的饱和度，对于不饱和的注浆锚杆要进行再次补浆直至达到饱和状态。7.3.4喷射混凝土：每种材料的投入使用量按照实验室出具的配合比报告单为准，喷射混凝土过程由值班工长现场监督、检查并按要求留置混凝土试块。检查喷射混凝土抗压强度所需的试块应在工程施工中抽样制取。试块数量，每喷射50～100m3混合料或混合料小于50m3的独立工程，不得少于一组，每组试块不得少于3个。7.4仓壁侧面回填土必须达到压实度系数0.90由于该工程北侧为填方区，采用加筋土挡墙支护。挡墙分段开挖、分段施工，分段浇筑，挡墙施工前，复核断面是否满足土工布铺设宽度要求。土工布铺设施工见图7.4-1。回填土材料：就地取材，不能出现大粒径土颗粒，不宜大于填料压实度厚度的2/3，且不得大于15cm，严禁采用淤泥、腐殖土。填料摊铺：填土时，车辆与挡墙面板之间距离不小于1.5m，每层摊铺厚度不大于500mm，采用机械摊铺时，机械与挡土墙之间距离不小于1.5m。填料压实：每层填料摊铺平整后，应及时碾压，采用25t压路机碾压，先轻压后碾压，作业从土工布中部开始逐步碾压至土工布尾。在靠近挡墙1m范围内采用小型打夯机进行夯实。图7.4-1土工布铺设施工图压实度检查：每层压实后，在现场监理和甲方代表现场监督下，安排试验室人员即可进行压实度检测工作，压实系数为0.90，每层50延米不少于3个点。每层验收合格后，才能进行下层土方回填施工。每层回填土过程严格控制，保证仓壁侧面回填土施工质量。7.5高支模架体稳定性质量控制7.5.1按照专家论证过的方案进行搭设施工。7.5.2在斜壁上搭设立杆时，防止立杆失稳，每道立杆下面必须搭设通长的斜撑，与满堂架连为一体，保证立杆底座支撑的稳定。7.5.3在架体外侧周边及内部纵、横向每4跨（且不大于5m），必须由底至顶设置连续竖向剪刀撑，剪刀撑宽度为4跨。满堂脚手架应在架体外侧四周及内部纵、横向每6m至8m由底至顶设置连续竖向剪刀撑。当架体搭设高度在8m以下时，应在架顶部设置连续水平剪刀撑；当架体搭设高度在8m及以上时，应在架体底部、顶部及竖向间隔不超过8m分别设置连续水平剪刀撑。水平剪刀撑宜在竖向剪刀撑斜杆相交平面设置。剪刀撑宽度应为6m～8m。7.5.4搭设好的满堂架与浇筑好的中心柱做好拉结，保证架体稳定。7.6避免仓壁混凝土出现蜂窝麻面等措施7.6.1混凝土的搅拌质量：根据混凝土的设计强度，提出混凝土设计配比，在此基础上提出混凝土的现场施工配比，并严格施工配比进行混凝土的拌制。7.6.2混凝土的浇捣质量控制：主要从布料方式和浇捣方式上进行控制，其关键是采取对称布料、分层浇捣，不能漏振。7.6.3浇捣过程中对模板的看护：混凝土浇捣过程中设专人看护模板，发现问题立即处理。7.6.4对混凝土仓壁质量问题的控制：严格控制混凝土浇筑过程。不使混凝土表面出现裂缝、蜂窝、麻面、孔洞、露筋等问题，确保浇筑表面光滑：如果拆除模板后，发现麻面、蜂窝、孔洞等质量，应按有关规定编制措施，进行处理。8.安全措施8.1严格执行《建筑机械使用安全技术规程》、《施工现场临时用电安全技术规范》、《建筑施工高处作业安全技术规范》的有关规定。8.2安全管理体系的建立：项目根据本分项工程的特点难点设置专门安全组织机构，使安全责任层层落实到每个管理人员、施工班组长。8.3安全控制措施:对进场所有人员针对本工程的特点进行岗前安全培训教育，对特殊工种，及特种设备操作人员均要求持证上岗，能够熟练操作本工种工作，有一定经验和高度责任心的人员施工。施工人员作业前必须进行班前安全教育，严格班前会制度，并根据工程进展情况随时进行日常培训和教育。8.4安全检查及监督：施工过程现场设安全专职检查员根据工程施工进度对施工过程存在的安全危险源进行检查监督，尤其是高处坠物，基坑坍塌，用电设备安全，确保在事故发生前得到控制。8.5基础施工过程中，定期对基坑周围观测点进行变形观测和沉降观测，监控值超过规范规定的要