機械旋挖灌注樁在日照原油庫冬季施工中的應(yīng)用

朱國春

北京東方新星石化工程股份有限公司 北京 100070

機械旋挖灌注樁在日照原油庫冬季施工中的應(yīng)用

朱國春

北京東方新星石化工程股份有限公司 北京 100070

由于施工作業(yè)的連續(xù)性，機械旋挖灌注樁冬季施工中質(zhì)量和安全的控制是保障大型油罐建設(shè)的根本。

原油商儲庫 地基處理 機械旋挖 灌注樁 冬季施工

日照原油商儲庫位于日照嵐山海邊空曠地，建有32臺10萬m3浮頂儲罐，共分8個罐組，每個罐組4臺10萬m3罐，其中的罐組七的地基處理采用機械旋挖灌注樁基礎(chǔ)，每臺罐517根，設(shè)計樁長為18～23m，直徑0.8m，要求單樁靜載特征值fk不低于3000kN。現(xiàn)場于2010年1月16日開工，2011年3月29日結(jié)束，投入BG15、BG18、BG22旋挖鉆機共8臺，施工作業(yè)貫穿整個冬季。由于該地區(qū)氣候條件惡劣，為保證機械旋挖灌注樁在冬季施工中的質(zhì)量和安全，對樁基施工進行了嚴密的部署和安排。

1 施工安排和施工部署

1.1 施工安排

根據(jù)《建筑工程冬期施工規(guī)程》（JGJ104-97）,室外日平均氣溫連續(xù)5d低于5℃即進入冬期施工；當室外日平均氣溫連續(xù)5d高于5℃時解除冬期施工。根據(jù)日照地區(qū)的氣候特點及有關(guān)資料，11月中旬至次年3月下旬為冬期施工期，時間長，要采取施工措施，保證施工期間的工程質(zhì)量和安全。

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，此工程冬期施工的主要工程內(nèi)容包括：旋挖灌注樁成孔施工，鋼筋籠焊接制作，灌注樁混凝土灌注等。

1.2 施工部署

在冬期來臨之前，根據(jù)建設(shè)單位的統(tǒng)一部署，在項目經(jīng)理的領(lǐng)導(dǎo)下，認真做好組織措施、技術(shù)措施、經(jīng)濟措施等工作。

（1）編制好冬期施工方案，必須確保工程質(zhì)量，做到安全施工。冬季施工的措施方案經(jīng)濟合理，能使增加的費用最少，并減少能源消耗，縮短工期。

（2）做好施工人員的定崗工作，并組織技術(shù)業(yè)務(wù)和安全培訓(xùn)，學(xué)習(xí)工程范圍內(nèi)的有關(guān)知識，明確職責，合格后方可上崗工作。

（3）及時做好天氣預(yù)報的收聽和發(fā)布工作，防止寒流突然襲擊，并做好測溫工作，派專人做好記錄。

（4）做好現(xiàn)場的各項準備工作，保證施工期間各項工作的順利進行。做好安全和防火措施，確保施工期間HSE目標的實現(xiàn)。

（5）工程使用混凝土全部采用商品混凝土，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場施工的具體情況提前向供應(yīng)商確定需求計劃和相關(guān)的技術(shù)要求，確保商品混凝土的供應(yīng)和質(zhì)量。混凝土外加劑由混凝土供應(yīng)商根據(jù)設(shè)計和冬季施工的技術(shù)要求進行準備和配制。要求供應(yīng)商提供混凝土的配合比報告，做好相關(guān)的檢測工作。

2 冬期施工準備

2.1 組織準備

采取冬季施工的時間為，當室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5℃，應(yīng)立即采取冬期施工措施，以防止樁基工程遭受凍害。冬期施工要做好組織準備，使施工作業(yè)組織有序。

2.1.1 冬季施工領(lǐng)導(dǎo)小組架構(gòu)

成立以項目經(jīng)理為第一責任人的冬季施工領(lǐng)導(dǎo)小組（見圖1）。

2.1.2 組織措施

進入冬季施工，在入冬前應(yīng)組織專人編制冬季施工方案，內(nèi)容包括：施工方法，材料的供應(yīng)計劃，安全防火措施，質(zhì)量檢查制度等。

進入冬季施工前，對混凝土試塊養(yǎng)護人員進行專門培訓(xùn)，學(xué)習(xí)工程范圍內(nèi)的有關(guān)知識，明確職責，專人負責。

安排專人收集信息，并做好記錄（主要是天氣預(yù)報），及時了解天氣情況，防止寒流的襲擊，積極采取預(yù)防措施。

組織有關(guān)管理人員對施工人員開交底會，并進行書面施工交底，確保落實到每個操作工，保證冬季施工方案的有效實施。

2.2 技術(shù)準備

冬期到來之前，組織有關(guān)人員根據(jù)工程的特點、設(shè)計要求、現(xiàn)場的實際情況編制施工方案，并按施工方案進行技術(shù)交底，提出冬期施工計劃，為施工提供技術(shù)準備，同時與相關(guān)單位做好技術(shù)協(xié)調(diào)工作。及時了解天氣預(yù)報情況，并進行記錄。

2.3 物質(zhì)準備

2.3.1 保溫材料

冬期施工所用的保溫材料要求其保溫性能好、價格便宜、就地取材，有防火要求的部位根據(jù)具體情況采用有良好防火性能的材料。

2.3.2 現(xiàn)場設(shè)置臨時保暖工棚和防風棚

現(xiàn)場對接焊和搭接焊均在保暖棚或防風棚中進行，保暖棚和防風棚均用腳手架鋼管搭設(shè)，彩鋼板圍護。

2.3.3 冬期施工儀器儀表的準備

大氣溫度測試用－50℃～+50℃的溫度計，室內(nèi)測溫用干濕溫度計。還應(yīng)準備各種測溫用表格及文具。

2.3.4 應(yīng)急物資明細表

表1 應(yīng)急物資明細表

2.3.5 機具設(shè)備防護措施

所有燃油設(shè)備都需加入防凍液以防缸體凍裂，油品根據(jù)氣溫變化選擇符合標號要求的油品，鋼筋籠制作的機具等固定設(shè)備需要搭設(shè)防護棚防冰雹、雪等。所有的移動設(shè)備要用彩條布覆蓋以防凍、防雨雪。

2.4 現(xiàn)場準備

2.4.1 排水設(shè)施

施工場地周圍及道路兩側(cè)設(shè)置排水溝。對已破壞的排水溝要進行清理和重新開挖，保證排水暢通。還應(yīng)檢查場內(nèi)外的排水設(shè)施，確保排水設(shè)備的完好，以保證冬期雨雪或結(jié)冰融化后能在較短的時間內(nèi)排出積水，消除現(xiàn)場施工用水造成場地結(jié)冰現(xiàn)象。

2.4.2 其他設(shè)施

對配電箱采取良好的接地措施，電纜及其接頭進行架空并做好防雨雪措施，定期檢查。電纜鋪設(shè)前應(yīng)經(jīng)過測試，不合格電纜禁止使用。對過路電纜采用穿過路管保護，漏電接地保護裝置應(yīng)靈敏有效，冬期施工前對施工線路進行一次全面檢查，并做好記錄，施工期間定期和不定期檢查。

電焊機、電焊機棚、休息棚、現(xiàn)場辦公室等應(yīng)接地良好，用電設(shè)備有完好的漏電保護裝置。材料堆放場地要高于地面并在地面鋪滿碎石。材料的擺放不能直接放于地面，應(yīng)下墊上蓋，不同種類、材質(zhì)的材料分別擺放。

經(jīng)常檢查現(xiàn)場各種機具、設(shè)備的防雨雪設(shè)施情況，保證機具入棚和具備防雨雪功能。

電焊條應(yīng)放于庫房內(nèi)，焊條距地面不小于200mm，焊條使用前必須經(jīng)過烘干，焊條領(lǐng)用后在使用時要采用有蓋的焊條桶。

電工作業(yè)必須穿絕緣勞保鞋。

各種用電設(shè)備下班前必須斷開電源；施工用配電箱、電焊機、乙炔瓶、氧氣瓶等加防雨雪罩。

車輛保證剎車良好，現(xiàn)場照明良好，施工現(xiàn)場限速15km/h。雷雨天和6級以上的大風禁止吊裝作業(yè)。

施工場地積雪后及時清掃并清運。

3 冬期施工的質(zhì)量措施

3.1 一般要求

（1）成立以項目經(jīng)理為負責人的冬期施工領(lǐng)導(dǎo)組織體系，分工明確，責任到人，上下一心，確保各項工作落實到位；

（2）混凝土工程冬期施工期間除按常溫的施工要求外，還應(yīng)按冬期施工的技術(shù)要求進行檢查和測試；

（3）加強混凝土試塊養(yǎng)護溫度的測量，并做好記錄；

（4）施工前進行冬期施工技術(shù)交底，并做好檢驗工作，由專人負責確保每道工序都能按規(guī)程施工；

（5）每道工序結(jié)束后，有專職質(zhì)驗員及時進行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，以防冬期施工環(huán)境不利造成安全隱患；

（6）認真貫徹執(zhí)行冬期施工方案，如需變更，要經(jīng)建設(shè)單位同意，并上報冬期施工補充方案；

（7）組織定期的冬期施工檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，對好的冬期施工經(jīng)驗要及時推廣。

3.2 質(zhì)量保證體系

為了冬期施工的順利進行和施工質(zhì)量符合設(shè)計、規(guī)范的要求，在施工期間要加強現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督和管理，確保工期和質(zhì)量，建立健全切實可行的質(zhì)量管理體系（見圖2）。

3.3 保證鋼筋籠制作施工質(zhì)量措施

（1）鋼筋母材及成品半成品鋼筋材料需堆放整齊、覆蓋、鋪墊到位。

（2）鋼筋焊接未冷卻時不能接觸冰雪，環(huán)境低于-15℃時不能進行焊接。

（3）下鋼筋籠前要將鋼筋籠上附著的冰雪清理干凈。

3.4 保證成孔泥漿質(zhì)量措施

（1）保證管線暢通，停工轉(zhuǎn)場時及時清理管線內(nèi)殘留泥漿，防止管線凍漲開裂。

（2）施工廢漿、廢渣指定地點排放，不得覆蓋樁點。

3.5 灌注施工質(zhì)量措施

（1）嚴格把握施工工序，協(xié)調(diào)好商品混凝土供應(yīng)時間，盡量減少商品混凝土在施工現(xiàn)場等待時間，保證商品混凝土的溫度。

（2）對灌注導(dǎo)管及接頭、絲扣部位及時清理，防止附著薄冰，縮短灌注時間。

（3）成樁后樁頭及時用回填土覆蓋，覆蓋厚度超過凍層厚度，以確保樁頭混凝土強度。

（4）現(xiàn)場設(shè)專人做好每日測溫，并做好記錄。

4 冬期施工技術(shù)措施

4.1 鋼筋籠制作技術(shù)措施

4.1.1 一般要求

（1）鋼筋堆放場地應(yīng)夯實，并高于現(xiàn)場地面，用砌磚壘起200mm，避免鋼筋因雨水或雪水浸泡而生銹。加工好的成品、半成品雨雪天應(yīng)覆蓋，防止銹蝕。大風雷雨和大雪天氣時，禁止吊裝鋼筋籠，防止發(fā)生安全事故。

（2）成孔灌注前，清除鋼筋籠上的積雪、冰屑。必要時用熱空氣（噴燈）加熱。處理完后，盡快進行下道工序。

（3）在氣溫低于0℃時，使用的鋼筋應(yīng)加強檢驗，在運輸和加工過程中，防止撞擊和刻痕。

（4）雨雪前應(yīng)將鋼筋覆蓋。

4.1.2 鋼筋焊接

冬季在負溫條件下焊接鋼筋，應(yīng)盡量安排在室內(nèi)進行。如必須在室外焊接，其環(huán)境溫度不得低于-15℃。風速大于8m/s時,應(yīng)有擋風措施。焊接后未冷卻的接頭，嚴禁碰到冰雪。

鋼筋焊接前，必須根據(jù)施工條件進行試焊，合格后方可施焊。應(yīng)對施焊后的全部接頭的外觀質(zhì)量進行自檢，并剔除不合格品；焊后的接頭嚴禁立即碰撞到冰屑，避免出現(xiàn)冷脆現(xiàn)象。

4.1.2.1 負溫閃光對接焊

（1）負溫下鋼筋閃光對接焊，當環(huán)境溫度低于-5℃時，按規(guī)定調(diào)整焊接工藝參數(shù)。負溫閃光對接焊宜采取預(yù)熱閃光焊或閃光—預(yù)熱—閃光焊工藝。鋼筋端面比較平整時，應(yīng)采用預(yù)熱閃光焊；斷面不平整時，宜采用閃光—預(yù)熱—閃光焊。預(yù)熱時的接觸壓力適當提高，預(yù)熱間歇時間適當增加。

（2）負溫閃光對接焊與常溫對接焊相比，應(yīng)采取以下措施：

調(diào)伸長度增加10～20%，以利于增大加熱范圍，增加預(yù)熱流量、預(yù)熱次數(shù)、預(yù)熱間歇時間和預(yù)熱接觸壓力，降低冷卻速度，改善接頭性能。

控制熱影響區(qū)長度。熱影響區(qū)長度隨鋼筋級別、直徑的增加而適當增加。

變壓器級數(shù)降低1～2級，以能保證閃光順利為準。

在閃光過程開始以前，可將鋼筋接觸幾次，使鋼筋溫度上升，以利于閃光過程順利進行。燒化過程中期的速度適當減慢。

4.1.2.2 負溫手工電弧焊

鋼筋負溫電弧焊時，必須防止產(chǎn)生過熱、燒傷、咬邊、裂紋等缺陷，在構(gòu)造上應(yīng)防止在接頭處產(chǎn)生偏心受力狀態(tài)。

總之，在環(huán)境溫度低于-5℃時，即為鋼筋“低溫焊接”，嚴格執(zhí)行鋼筋低溫焊接工藝，嚴禁焊接過程中直接接觸到冰雪。風雪天氣時，焊接操作部位需采取封閉圍擋保溫措施，使焊接部位緩慢冷卻，防止焊接完畢后接頭溫度下降過快，造成冷脆，影響焊接質(zhì)量。

4.2 混凝土灌注施工技術(shù)措施

（1）本工程混凝土全部采用商品混凝土，在冬季施工前，根據(jù)設(shè)計和施工技術(shù)要求向商品混凝土供應(yīng)商就混凝土的可施工性、防凍、外加劑等問題提出技術(shù)要求，由混凝土供應(yīng)商對混凝土的原材料、攪拌、運輸、配合比和有關(guān)技術(shù)指標負責質(zhì)量控制。本工程現(xiàn)場對每車混凝土進行坍落度檢測和溫度測試。

（2）混凝土運輸車要采用包裹保溫措施，應(yīng)盡量減少混凝土發(fā)車與灌注時間，盡量不要在交通高峰堵車時澆筑混凝土，減少混凝土的熱量損失，保證混凝土的灌注溫度在5℃以上。

（3）施工前應(yīng)注意收聽天氣預(yù)報，避免雨雪天氣灌注混凝土。現(xiàn)場要加強混凝土坍落度的檢測，保證混凝土的強度。

（4）混凝土灌注應(yīng)盡可能避開負溫、大風（大于5級）天氣，如難以避開，應(yīng)采取適當?shù)拇胧９嘧⑼戤吅髴?yīng)盡快用干土覆蓋樁頭達到保溫的目的。

（5）混凝土試塊的標養(yǎng)應(yīng)在室內(nèi)進行，當室外溫度在5℃～-5℃之間交替變化時可用1層塑料薄膜和2層麻袋保溫養(yǎng)護。養(yǎng)護期間，混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之差保持不大于20℃。

5 冬季施工安全措施

5.1 冬季施工安全教育

（1）必須對全體職工定期進行安全技術(shù)教育，結(jié)合本工程工期長、難度大的特點，在冬季施工前做好安全技術(shù)交底，配備好安全防護用品。

（2）對作業(yè)人員進行安全教育和操作規(guī)程的教育，尤其是對變換工種的作業(yè)人員更要加強安全教育和安全交底；

（3）特殊工種必須持證上崗；

（4）采用新設(shè)備、新機具、新工藝時要對作業(yè)人員進行機械性能、操作方法等安全技術(shù)交底；

（5）所有的工程施工組織設(shè)計和施工方案都必須有安全技術(shù)措施，并有詳細的技術(shù)方案，否則不許動工。

5.2 現(xiàn)場安全管理

（1）健全現(xiàn)場值班制度，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。現(xiàn)場值班人員和專職安全管理人員每天進行安全設(shè)施的檢查，發(fā)現(xiàn)隱患及時整改消除，并做好記錄；

（2）現(xiàn)場用的各種材料，如氧氣瓶、乙炔瓶等，存放應(yīng)符合安全要求，并加強管理；

（3）檢查各類消防器材，確保其靈敏有效；

（4）加強季節(jié)勞動保護工作。冬季施工要做好防滑、防凍、防跌倒，禁止雨雪結(jié)冰后機動車輛上路，雨雪天后要及時清掃；

（5）高處作業(yè)要系安全帶，雨雪和六級以上的大風天氣禁止高處作業(yè)，現(xiàn)場人員勞保著裝要整齊，不戴安全帽不準進入施工現(xiàn)場；

（6）做好旋挖成孔的保護工作，成孔后應(yīng)立即蓋上井篦，并設(shè)置警戒帶，以免人員墜落和其它雜物掉入孔中；井口周圍禁止堆放雜物；

（7）施工現(xiàn)場的泥漿池、油料存放處應(yīng)圍警戒帶，設(shè)標示牌，并加強管理。

5.3 冬季施工現(xiàn)場臨時用電安全管理

（1）編制臨時用電施工組織設(shè)計和制定安全用電技術(shù)措施及電氣防火措施。

（2）外電線路的安全距離，必須符合JGJ46—99《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》的具體規(guī)定。

（3）接地與接零保護系統(tǒng)采用TN－S系統(tǒng)。保護零線與工作零線不能混接。

（4）配電箱、開關(guān)箱符合“三級配電兩極保護”的要求，做到“一機、一閘、一漏、一保”的要求，電箱要有門、有鎖、有防雨措施。

（5）照明專用電路要有漏電保護，室內(nèi)線路及燈具安裝高度不得低于2.4m，潮濕作業(yè)在12V安全電壓以下進行。

（6）配電線路的電線不得老化、破皮。使用五芯線或電纜。（7）不能用其它金屬絲代替熔絲。

（8）現(xiàn)場設(shè)專職電工負責安裝、維護和管理用電設(shè)備，嚴禁非電工作業(yè)人員隨意拆改；

（9）施工現(xiàn)場嚴禁使用裸線，電線鋪設(shè)要防砸、防碾壓，防止電線凍結(jié)在冰雪中。大風雪后應(yīng)對供電線路進行檢查，防止斷線造成觸電事故；

（10）電氣開關(guān)箱能防雨、防水、防冰雪；

（11）施工用電的電纜應(yīng)由專業(yè)電工進行可靠的架設(shè)并維護；

（12）電源開關(guān)，控制箱等設(shè)施要統(tǒng)一布置，加鎖保護，防止亂拉電線，設(shè)專人負責管理，防止漏電觸電。經(jīng)常機動的機具導(dǎo)線不得在地面上拖拉，不得侵入水中，應(yīng)架空并絕緣良好；

（13）用電檔案內(nèi)容齊全并由專人管理，電工巡視維修記錄并填寫真實。

5.4 安全與防火

（1）現(xiàn)場火源，要加強管理，使用的氧氣和乙炔要防止爆炸；

（2）電源開關(guān)、控制箱等設(shè)施要加鎖，并設(shè)專人管理，防止漏電觸電；

（3）冬季現(xiàn)場施工及臨時工棚內(nèi)嚴禁用明火取暖，應(yīng)制定防火安全注意事項，并將責任落實到人；

（4）工程臨海，海風大，冬季氣候干燥，需要明火作業(yè)時做好監(jiān)護工作，在使用明火時要做好防火措施，在施工現(xiàn)場要配備足夠數(shù)量的消防器材，現(xiàn)場設(shè)置臨時休息地，施工區(qū)內(nèi)禁止吸煙。

（5）除準備滅火器外，現(xiàn)場辦公區(qū)應(yīng)準備一個消防桶，備好水源用以防火。

5.5 防滑和防凍

冬季雨雪后，施工現(xiàn)場應(yīng)及時清掃和排水。要求作業(yè)人員穿防滑鞋，并在施工現(xiàn)場鋪設(shè)草墊或碎石防滑；

冬季施工應(yīng)在現(xiàn)場搭設(shè)保暖棚，及時做好防凍保暖工作，防止凍傷。

5.6 解除冬季施工后的現(xiàn)場安全文明施工的管理

隨著氣溫的回升，連續(xù)7晝夜不出現(xiàn)負溫度方可解除冬期施工。但要注意以下幾點：

（1）觀察泥漿池周邊的穩(wěn)定性，凍土的解凍情況，應(yīng)有專人負責觀測；

（2）材料的堆放場應(yīng)進行檢查和整理，防止料堆在土層凍融中倒塌；

（3）對不再需要的臨時保暖工棚要及時拆除，材料堆放整齊。

樁基工程于2011年3月初全部完成，經(jīng)過檢驗測試，樁基全部達到了優(yōu)良。該罐組經(jīng)充水試壓、監(jiān)測顯示，穩(wěn)定性良好，2012年6月底正式投入使用，目前運行安全穩(wěn)定，得到了建設(shè)單位和設(shè)計單位的一致好評。

TU 472

B

1672-9323（2012）06-0087-04

2012-11-02）