淺談逆作法工藝發(fā)展極其在露天礦槽倉(cāng)工程中的應(yīng)用

馮彥君

摘要：逆作法施工技術(shù)是目前發(fā)展較快的一種基坑支護(hù)方法，由于其諸多優(yōu)點(diǎn)在高層建筑的施工中被廣泛應(yīng)用。在深基坑工程施工過(guò)程中，逆作法相較于傳統(tǒng)的施工技術(shù)，施工過(guò)程中噪音小，對(duì)于周邊環(huán)境的影響小，不僅在施工的質(zhì)量上有較大的提高，其在成本的控制上效果也頗為明顯。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外逆作法工藝的發(fā)展進(jìn)行了闡述，并對(duì)逆作法在露天礦槽倉(cāng)工程中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：逆作法；發(fā)展；槽倉(cāng)工程；應(yīng)用

1、逆作法施工工藝的國(guó)內(nèi)外發(fā)展

逆作法是一項(xiàng)新興的基坑支護(hù)技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的施工技術(shù)，逆作法施工能很好地解決深基坑施工難度大、周期長(zhǎng)、支護(hù)費(fèi)用高、質(zhì)量控制難、對(duì)周圍環(huán)境影響大的問(wèn)題。

1.1國(guó)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀

逆作法在國(guó)外發(fā)展較早，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用。在西方一些國(guó)家稱之為up-down method意思是指從上往下施工的方法，在日本稱之為逆打工法。其發(fā)展應(yīng)用最早的國(guó)家是日本，隨后在意大利米蘭、歐洲、美國(guó)等國(guó)家傳播和發(fā)展，是目前最先進(jìn)的高層建筑多層地下室和其他多層地下結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)方法。

1933年，日本首次提出逆作法施工的構(gòu)想，并在1935年把逆作法施工這一理論變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，成功應(yīng)用在位于東京千代田區(qū)——第一生命保險(xiǎn)相互會(huì)社本社大廈，該工程創(chuàng)造了支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的先河。1950年，排樁式地下連續(xù)墻技術(shù)由意大利米蘭的ICOS公司開(kāi)創(chuàng)研發(fā)，隨后該公司又研發(fā)出了一種先進(jìn)的地下連續(xù)墻施工方法——兩鉆一抓。地下連續(xù)墻施工工藝的突破性進(jìn)展，使在地下水位以下運(yùn)用逆作法施工成為可能。

隨后，意大利米蘭首次在馬路下施工地下連續(xù)墻，利用地下墻作圍護(hù)進(jìn)行蓋挖逆作法施工，一邊地下連續(xù)墻做好了后，再做另一邊墻，即保證了馬路的正常通行，又保證了施工進(jìn)度。工業(yè)發(fā)展科技進(jìn)步帶來(lái)了工程施工機(jī)械化程度的大幅度提高，支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的地下連續(xù)墻技術(shù)在更廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用，如高層建筑地下室施工、地鐵車站建設(shè)。

上世紀(jì)60年代，機(jī)械化施工成為主流，低振動(dòng)、低噪聲的機(jī)械被廣泛使用，機(jī)械的進(jìn)步使逆作法在美、日、德、法等國(guó)家的多層地下結(jié)構(gòu)施工中廣泛應(yīng)用，并收到較好的效果。70年代以后，支承立柱的施工精度由于打樁機(jī)的發(fā)展得到大大的提高，逆作法上下同步施工、在縮短工期和降低工程費(fèi)用方面的優(yōu)點(diǎn)日益明顯。如美國(guó)芝加哥水塔廣場(chǎng)大廈采用逆作法施工，用144根大直徑灌注樁和18m深地下連續(xù)墻作為中間支承柱，上下同步施工，當(dāng)工程地下室結(jié)構(gòu)全部完成時(shí)，主樓上部結(jié)構(gòu)已施工至32層。日本的讀賣新聞社大樓，采用逆作法施工總工期僅用了22個(gè)月，與采用傳統(tǒng)施工方法施工的類似工程相比，縮短工期6個(gè)月。

經(jīng)過(guò)80多年的研究和工程實(shí)踐，逆作法施工工藝在理論和工程實(shí)踐中都取得了一定成果，高層建筑地下室逆作法在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較為廣泛，但應(yīng)用最多的當(dāng)屬日本。據(jù)了解日本的高層建筑地下室的基坑圍護(hù)，有近四分之一的施工方法用的是逆作法，是目前逆作法應(yīng)用最為廣泛，技術(shù)應(yīng)用最為成熟的國(guó)家.

1.2國(guó)內(nèi)研究及發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)逆作法研究和施工運(yùn)用較遲，雖然在八十年代XX市基礎(chǔ)公司曾搞過(guò)一個(gè)試驗(yàn)性工程，但由于在信息化施工等方面的技術(shù)條件不具備，所以沒(méi)有在更大的工程上推廣。在我國(guó)上世紀(jì)九十年代初，上海建工集團(tuán)引進(jìn)該工藝。1990年施工的軌交1號(hào)線陜西南路站，是國(guó)內(nèi)首次采用“逆作法”施工的工程，開(kāi)創(chuàng)了逆作法的先河，為縮短其交通封閉時(shí)間，引入“逆作法”施工工藝，工程采用直徑900的鋼管打入樁，作一柱一樁，地下連續(xù)墻二墻合一，確保了淮海路商業(yè)街的提前通車。

九十年代中期，上海恒積大廈開(kāi)工，專業(yè)逆作法取土架在工程建設(shè)中首次開(kāi)發(fā)使用，工程建設(shè)中首創(chuàng)了高層建筑深基坑逆作法施工技術(shù)。九十年代末的上海機(jī)場(chǎng)城市航站樓工程，首次采用鋼管混凝土一柱一樁。工程中為確保一柱一樁垂直度，首次開(kāi)發(fā)使用了氣囊法糾偏技術(shù)，從而提高了逆作法關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)質(zhì)量。由于這種施工方法能縮短工期，有減少擋墻變位，對(duì)周邊環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，在上海地區(qū)掀起了一股逆作法熱。

2002年，緊鄰軌交2號(hào)線中山公園站的上海長(zhǎng)峰商城，工程采用逆作分區(qū)流水施工，并首次采用“逆作雙梁節(jié)點(diǎn)及逆作無(wú)排吊模技術(shù)”，確保了結(jié)構(gòu)施工的工期與質(zhì)量。2006年，500Kv世博輸變電工程作為世博會(huì)的重要配套工程，采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系的全地下四層圓筒型結(jié)構(gòu)，地下結(jié)構(gòu)外墻外壁直徑130m，基坑開(kāi)挖深度為34.00m，逆作支撐柱下樁采用一柱一樁和臨時(shí)立柱樁兩種型式，為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最深的逆作法施工基坑。2010年，上海外灘華爾道夫酒店工程緊鄰東風(fēng)飯店等7幢保護(hù)性建筑，采用“雙向同步逆作法”施工技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜核心區(qū)的逆作施工。

2013年上海建筑工程逆作法工程技術(shù)研究中心成立，該中心是上海市科委批準(zhǔn)成立的從事逆作法工程技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用的專業(yè)科研機(jī)構(gòu)。中心秉承“綠色逆作，構(gòu)建和諧”的核心理念，經(jīng)過(guò)多年研究實(shí)踐形成了獨(dú)特的核心技術(shù)，為我國(guó)逆作法領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究和開(kāi)發(fā)，規(guī)范逆作法施工工藝，統(tǒng)一行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)逆作法先進(jìn)技術(shù)在全國(guó)范圍內(nèi)的普及做出積極貢獻(xiàn)。

2、逆作法施工在露天礦槽倉(cāng)工程中的應(yīng)用

2.1露天礦槽倉(cāng)逆作法施工技術(shù)

隨著逆作法在市政工程建設(shè)中的廣泛應(yīng)用，大型煤炭基地建設(shè)也開(kāi)始逐步嘗試逆作法施工工藝的應(yīng)用。在大型煤炭基地，地下、半地下式儲(chǔ)煤槽倉(cāng)作為一種儲(chǔ)量大、占地面積小，能充分利用地形地貌且符合國(guó)家“四節(jié)一?！闭叩慕ㄖ问奖粡V泛應(yīng)用。該類受工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件影響大，一般開(kāi)挖深度大，基坑支護(hù)復(fù)雜，建筑體量大，施工難度大，無(wú)同類工程施工經(jīng)驗(yàn)借鑒，為此，中煤建筑安裝工程公司成立了課題小組，開(kāi)展大型地下儲(chǔ)煤槽倉(cāng)施工技術(shù)研究，并在實(shí)踐中不斷完善和提高，總結(jié)出“大型儲(chǔ)煤槽倉(cāng)逆作法施工工法（GJEJGF235—2008）”，其核心內(nèi)容是采用“逆作法”施工原理，施工過(guò)程中，下部結(jié)構(gòu)由永久性結(jié)構(gòu)來(lái)支撐，土方和土釘墻先施工，土方開(kāi)挖和土釘墻施工均分層進(jìn)行作業(yè)，土釘墻同時(shí)兼做槽倉(cāng)的倉(cāng)壁和支護(hù)結(jié)構(gòu)，隨后施工工程樁，樁基施工完成后，開(kāi)始暗道頂板的施工，暗道頂板由工程樁作為支承結(jié)構(gòu)，完成頂板的施工后，便具備了上下同步施工的條件，上部結(jié)構(gòu)和暗道同時(shí)施工作業(yè)，直到工程結(jié)束，可大幅度地降低施工成本和縮短工期。該工法核心內(nèi)容經(jīng)煤炭信息研究院查新表明，國(guó)內(nèi)未見(jiàn)有大型儲(chǔ)煤槽倉(cāng)采用逆作法施工的相關(guān)報(bào)道，2008年“特大型地下儲(chǔ)煤槽倉(cāng)逆作法施工綜合技術(shù)”通過(guò)河北省科技廳科技成果鑒定，技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

2.2在露天礦槽倉(cāng)工程中的應(yīng)用

現(xiàn)如今露天礦工程向著建筑體量大、埋深大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工技術(shù)要求高的趨勢(shì)發(fā)展，對(duì)質(zhì)量控制、環(huán)境保護(hù)及工期、造價(jià)控制都提出了更高的要求。在大型露天煤礦槽倉(cāng)工程中使用逆作法施工，使支護(hù)結(jié)構(gòu)和工程樁得到了充分的利用，工程樁兼做墻壁樁，樁墻合一，減少了工程投資，在暗道頂板施工完成后，上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)雙向同時(shí)施工，加快了施工速度，縮短了工期，并能進(jìn)行有效的質(zhì)量控制。

中煤平朔集團(tuán)公司東露天礦產(chǎn)品煤槽倉(cāng)是大型地下槽形儲(chǔ)煤倉(cāng)，總?cè)萘繛?0萬(wàn)噸，于2009年開(kāi)工建設(shè)，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大的儲(chǔ)煤槽倉(cāng)，服務(wù)年限為75年。產(chǎn)品煤槽倉(cāng)總長(zhǎng)度均為237m，地上高度27m，地下深度30.4m。該工程采用逆作法施工，充分利用了支護(hù)結(jié)構(gòu)，使主體結(jié)構(gòu)與基坑臨時(shí)支護(hù)體系相結(jié)合，土釘墻加耐磨層作為槽倉(cāng)倉(cāng)壁，工程樁兼做墻壁樁，樁墻合一，省去大量臨時(shí)支護(hù)措施及其拆除費(fèi)用，減少了該部分的建設(shè)投資。暗道頂板施工完成后，上部落煤桶和擋煤板即可開(kāi)始施工，上下同步作業(yè)，縮短了工期，大大提高了施工勞動(dòng)生產(chǎn)率，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量控制目標(biāo)，同時(shí)取得了良好的社會(huì)效益，并于2013年12月獲得煤炭行業(yè)“太陽(yáng)杯”優(yōu)質(zhì)工程稱號(hào)。

同樣的成功案例，在中國(guó)神華集團(tuán)準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司黑岱溝露天礦選煤廠儲(chǔ)量12.8萬(wàn)噸的新建產(chǎn)品倉(cāng)及哈爾烏素露天礦選煤廠儲(chǔ)量12.5萬(wàn)噸的產(chǎn)品倉(cāng)工程中成功應(yīng)用逆作法施工工藝，確保了施工質(zhì)量和安全，大幅縮短了工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3、結(jié)束語(yǔ)

與傳統(tǒng)的深基坑施工方法相比，逆作法具有保護(hù)環(huán)境、節(jié)約社會(huì)資源、縮短建設(shè)周期等諸多優(yōu)點(diǎn)，它克服了常規(guī)臨時(shí)支護(hù)存在的諸多不足之處，是進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展的城市地下空間開(kāi)發(fā)和建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的有效經(jīng)濟(jì)手段。在露天礦槽倉(cāng)工程建設(shè)中應(yīng)用這種先進(jìn)的施工工藝，對(duì)提高施工技術(shù)水平，為煤礦項(xiàng)目降本增效、盡快投產(chǎn)均具有現(xiàn)實(shí)意義。

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