火電廠輸煤廊道穿越老廠基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及施工

李小強(qiáng)

(中電投集團(tuán)電力工程有限公司煙臺(tái)分公司，山東煙臺(tái) 265116)

0 引言

遼寧清河發(fā)電有限責(zé)任公司“以大代小”技術(shù)改造工程，由原裝機(jī)4×100 MW改造新建1×600 MW機(jī)組，其中新輸煤廊道通過老廠輸煤廊道，地道外形尺寸長(zhǎng)×寬：10.4 m×5.5 m，需要4根樁P-1支撐老地下廊道，每根樁承載力為2 000 kN;地上明廊道要4根P-2支撐明廊道，每根樁承載力為1 000 kN。為保證開挖輸煤廊道施工安全，需要雙面支護(hù)長(zhǎng)2×25.39 m，單面支撐長(zhǎng)度48 m，地下廊道寬為14.20 m，新廊道底板埋深12 m～14 m。由于場(chǎng)地狹窄，又有地下單廊道和地上明廊并穿過，給新廊道施工基坑支護(hù)帶來很大困擾，需采取特殊施工措施，本文對(duì)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行歸納總結(jié)。

1 工程地質(zhì)條件

依據(jù)東北電力設(shè)計(jì)院提供的《巖土工程勘察報(bào)告》2006年6月中的36號(hào)剖面，其地質(zhì)及物理力學(xué)指標(biāo)如下：

①雜填土：雜色，由粘性土、砂土、磚頭灰碴及建筑垃圾組成，松散，厚度2.5 mm～3.0 mm。

②粉質(zhì)粘土：灰色～灰褐色，軟塑狀態(tài)，含少量鐵錳結(jié)構(gòu)，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度低，特性中等，含少量角礫，厚度僅3.0 m，埋深2.6 m。

③礫砂：灰褐色，中密，以石英、長(zhǎng)石為主，分選差，混有粘土，分布不均，呈透鏡土狀態(tài)，厚度為1.7 m～2.0 m。

④粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑狀態(tài)，含鐵錳核，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，厚度為2.0 m。

⑤礫砂：灰褐色，中密狀態(tài)，由石英、長(zhǎng)石組成，厚度0.50 m～1.0 m。

⑥粉質(zhì)粘土：黃褐色，可塑狀態(tài)，含鐵錳結(jié)核，稍有光澤，干強(qiáng)度韌性中等，無搖振反應(yīng)。

⑦圓礫：黃褐色，中密狀態(tài)，以方解石為主，厚度2.0 m～3.0 m。

⑧花崗巖強(qiáng)風(fēng)化：紅褐色，主要礦物成分為長(zhǎng)石、石英、云母為主，呈砂狀、飽和，該層上部為殘積土或全風(fēng)化。

2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)說明

2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)地層及巖土物理力學(xué)指標(biāo)。東北電力設(shè)計(jì)《巖土工程勘察報(bào)告》提供的各土層厚度、重度、內(nèi)摩擦角、凝聚力見表1。

2)內(nèi)力計(jì)算方法：增量法。

3)基坑支護(hù)等級(jí)：一級(jí)。

4)基坑側(cè)壁重要系數(shù)γ0=1.0。

5)執(zhí)行規(guī)范為JGJ 120-99建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程。

表1 遼寧清河電廠工程巖土工程勘察表

2.2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系

依據(jù)支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算，采用排樁—錨桿—錨噴聯(lián)合支護(hù)體系，支護(hù)結(jié)構(gòu)類型為排樁，其中支護(hù)范圍、寬度做如下選擇：

1)雙面基坑支護(hù)為穿越老廠廊道和地上明廊道，支護(hù)長(zhǎng)度在原設(shè)計(jì)尺寸兩端各增加一個(gè)樁總長(zhǎng)度為54.0 m，寬度增加1.3 m (樁軸線外延0.65 m)，實(shí)際寬度為15 m～5 m。

2)單面基坑支護(hù)長(zhǎng)度1.6 m，實(shí)際長(zhǎng)度為49.6 m。

3)排樁采用人工挖孔樁，樁直徑1 000，外加護(hù)壁厚150 mm，樁長(zhǎng)16.0 m，嵌用深度2.0 m，樁間距1.60 m，混凝土強(qiáng)度為C25，樁身結(jié)構(gòu)詳見設(shè)計(jì)圖紙。

4)錨桿類型為土層錨桿，設(shè)計(jì)三道錨桿，垂間距離分別為3.0 m，3.5 m，3.5 m，水平距離為1.60 m，鋼筋直徑為D50，自由段長(zhǎng)度為6.0 m，錨固長(zhǎng)度7.0 m，錨桿剛度35.78 kN/m，錨固力分別為73.679 kN/m，363.2 kN/m，384.7 kN/m，錨桿鉆孔直徑為150 mm，錨桿長(zhǎng)度分別為13.0 m，13.0 m，10.0 m，砂漿灰砂比1∶(1～1.2)，水灰比0.45，灌壓2.5 MPa～5.0 MPa。

5)錨噴在兩樁之間掛鋼絲網(wǎng)(200×200)及土釘，射混凝土強(qiáng)度為C20，兩次噴射，每層厚30 mm，共60 mm，并安置泄水管，水壓0.2 MPa，噴射素混凝土面積為572 m2，混凝土35 m3，詳見設(shè)計(jì)圖紙。

6)為增加搞拉力在樁頂設(shè)冠梁，冠梁規(guī)格寬1 400 mm，高600 mm，鋼筋級(jí)別為HRB335及HPB235，混凝土強(qiáng)度為C25，詳見設(shè)計(jì)圖紙。

3 基坑支護(hù)主要工程量

依據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合多年基坑支護(hù)施工經(jīng)驗(yàn)，確定該項(xiàng)工程主要工程量，見表2。

4 基坑支護(hù)施工方案

4.1 排樁(人工挖孔樁)施工

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境因素不宜采用機(jī)械成孔灌注樁，故采用人工挖孔樁。該施工工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、易保證質(zhì)量、速度快，其施工工序?yàn)椋簶段环趴住诳住o(hù)壁→挖孔至孔底→安裝鋼筋籠→灌注混凝土。

表2 遼寧清河電廠輸煤廊道基坑支護(hù)工程量

4.1.1 質(zhì)量控制

1)樁徑、垂直度、樁長(zhǎng);

2)護(hù)壁掛筋及混凝土強(qiáng)度; 3)樁位及樁頂和籠頂標(biāo)高; 4)鋼筋籠制作及安裝;

5)樁底墊土及樁端持力層; 6)灌注混凝土。

4.1.2 施工技術(shù)措施

1)在樁位放線的同時(shí)要妥善保存好樁軸線的控制點(diǎn)，做到樁中心與設(shè)計(jì)軸線偏差不得大于20 mm。

2)樁頂部要打150 mm～200 mm圈梁。

3)上下節(jié)護(hù)壁掛筋必須掛牢，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于50 mm，護(hù)壁模板的拆除宜在24 h以后，發(fā)現(xiàn)有蜂窩、漏水現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)用砂漿補(bǔ)強(qiáng)。

4)澆筑混凝土?xí)r每澆高1.0 m時(shí)應(yīng)進(jìn)行振搗一次。

5)對(duì)于支護(hù)樁施工時(shí)孔位按原設(shè)計(jì)延1.0 m，挖土?xí)r要注意防止坍塌，安裝鋼筋籠采取在孔內(nèi)綁扎辦法。

6)孔內(nèi)發(fā)現(xiàn)地下水可采用孔內(nèi)泵排水，如若水量過大時(shí)應(yīng)采取降水管井排出地下水解決。

4.2 錨桿施工

1)錨桿施工采用土層錨桿鉆孔進(jìn)行，錨桿直徑150 mm，傾角為15°，錨桿長(zhǎng)度控制在±10%，垂直孔距誤差不應(yīng)大于100 mm。

2)注漿采用砂漿或純水泥漿(注漿材料用PS32.5級(jí)水泥)，注漿量與壓力比重指標(biāo)控制對(duì)冒漿的錨桿進(jìn)行間歇注入，嚴(yán)格控制注漿量和壓力。水泥漿強(qiáng)度為M30，注漿壓力控制在1.5 MPa～2.5 MPa。注漿漿液應(yīng)攪拌均勻，隨攪隨用，漿液應(yīng)在初凝前用完。及時(shí)做好注漿記錄，注漿完成后即將注漿管壓漿泵、攪拌機(jī)等設(shè)備用清水洗凈。

3)腰梁為Z20軋普通槽鋼，兩槽鋼板凈距100 mm，與錨桿位置一致，保證錨頭與錨墊板垂直。

4)錨桿張拉試驗(yàn)。a.錨桿張拉前對(duì)張拉設(shè)備標(biāo)定，錨桿砂漿強(qiáng)度達(dá)到70%;b.錨桿張拉用60 t千斤頂，錨桿預(yù)應(yīng)力為錨桿承載力標(biāo)準(zhǔn)值的80%，鎖定力應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，持荷5 min。

5)錨桿施工應(yīng)同開挖結(jié)合，分段分層施工。

4.3 錨噴施工

為防止支護(hù)樁之間土脫落及雨水沖刷，應(yīng)在樁間掛網(wǎng)(網(wǎng)規(guī)格100 mm×100 mm，φ6.5 mm鋼筋)，采用高壓噴射機(jī)噴射砂漿，砂漿強(qiáng)度為C20，噴射厚度為60 mm，分兩次先后進(jìn)行。

4.4 冠梁施工

為增強(qiáng)支護(hù)樁整體強(qiáng)度，在樁頂增設(shè)一道冠梁，冠梁規(guī)格為1 400 mm×600 mm，混凝土強(qiáng)度為C25，要求按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行，澆灌混凝土?xí)r應(yīng)一次性澆灌成型。兩壁用磚模，應(yīng)對(duì)樁頭破至標(biāo)高，清底干凈，防止泥土坍塌，樁頂鋼筋與冠梁鋼筋焊接牢固，搭接長(zhǎng)度為30d。

5 支撐梁安裝

地下廊道安裝分以下幾步進(jìn)行：

1)預(yù)存次梁，沿廊道坡度方向進(jìn)行挖土，挖土至廊道墊層底標(biāo)高，在次梁位置挖地道，上開口1.5 m、深1.5 m、下開口1 m，預(yù)存次梁，在地道地板位置處用膨脹螺栓固定埋件，將預(yù)存鋼梁固定在埋件上。

2)安裝2根主梁，安裝完成后與次梁焊接。

3)依次挖地道安裝各根次梁，與地道地板地面接觸不嚴(yán)密處，用鋼板墊實(shí)。

通過鋼梁支撐系統(tǒng)保證老廠輸煤棧橋的正常運(yùn)行，同時(shí)保證其下部老輸煤地道的拆除和新輸煤地道的開挖，節(jié)約施工周期，達(dá)到預(yù)期的基坑支護(hù)施工的目的。

6 結(jié)語

通過合理選用基坑設(shè)計(jì)，在施工強(qiáng)化過程中的質(zhì)量控制和驗(yàn)收，實(shí)現(xiàn)了老機(jī)組正常運(yùn)行，新機(jī)組施工廊道正常施工。嚴(yán)格對(duì)各道工序進(jìn)行驗(yàn)收，上道工序驗(yàn)收合格方可進(jìn)行下道工序施工。做好施工環(huán)節(jié)控制，包括挖孔樁、土方開挖、錨桿、錨噴、壓梁等各工序，減少土方開挖后基坑的不利變形，同時(shí)做好基坑變形監(jiān)控。

［1］ JGJ 120-99，建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］ 中國東北電力設(shè)計(jì)院.東北電力設(shè)計(jì)院地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告［R］.2005.

［3］ 中國建筑工業(yè)出版社.施工手冊(cè)［M］.第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

［4］ JGJ 94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范［S］.

［5］ JGJ 79-2002，建筑地基處理規(guī)范［S］.

［6］ GB 50497-2009，建筑基坑工程監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.

［7］ DL/T 5181-2003，水力水電工程錨噴技術(shù)規(guī)范［S］.

［8］ 劉建航，侯學(xué)淵.基坑工程手冊(cè)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.