神东圣圆海勒斯壕集运站槽型仓设计浅析

李永祥 （中煤科工集团北京华宇工程有限公司，北京 100120）

0 引 言

目前我国的煤炭物流大多是煤炭生产企业、煤炭需求企业自营物流，约占80%左右。这样造成的结果就是，物流装备、物流从业人员等有效资源不能充分整合利用；同时，在煤炭物流市场中煤炭经营单位和中介机构过多，煤价层层加码，层层盘剥，交易成本过高，此外煤炭物流市场分布不均也提高了交易成本，致使流通过程中运输和交易费用大幅增加。

《鄂尔多斯市“十二五”现代物流业发展规划》要求：“依托我市丰富的煤炭资源，构建以铁路运输为主，运输便捷的专业化煤炭物流综合服务体系。在煤炭生产基地和中转基地，建设一批大型煤炭物流园区、配送中心，实现煤炭资源就地洗选、筛分、集散，提高煤炭的附加值和综合利用率。因此可提供综合性、全程性、集成化于一体且可实现物流、现金流、数据流和信息流相统一的现代化煤炭物流园区便孕育而生。

1 海勒斯壕集运站槽型仓工程概况

作为煤炭物流园区最重要的一环就是“储－装－运”系统，本工程依据地势、地勘条件等因素综合考虑并作经济效益分析之后,最终其储运方式选择半地下式槽型仓，装运方式则通过火车定量装车仓进行快速装载，运输方式采用火车外运，从而实现整个煤炭物流园区“储－装－运”各系统、各环节、各单位之间的协调一致，大大提高整个运行过程的效率。

本工程为半地下式槽型仓，全长230m，两端各设一处楼梯间，中部加设一处逃生及通风巷道，槽型仓沿长度方向设置3个内径为10.5m的核心筒，核心筒两侧设置嵌岩隔板将此槽型仓分割成4部分区域，总储量约为14万t原煤，核心筒与两端楼梯框架结构共同支撑上部钢桁架落煤通廊，槽型仓顶部设穹顶网壳屋面，槽型仓底部设16个漏斗配煤，如图1所示。

图1 槽型仓纵剖面图

2 槽型仓设计要点

2.1 槽型仓底部地道设计

本槽型仓工程底部为封闭式箱型地道，净宽9m，净高7m，沿纵向均匀分布16个漏斗口，每2个漏斗口会将地道顶板分割成一个梯形区域，在计算时将两个漏斗之间的梯形区域简化成梯形梁，两侧设计成刚性壁柱，从而形成一榀框架结构进行简化计算；侧壁则以两个壁柱之间为一段板单元，将其简化成三端固定一端简支板计算；底板计算则以槽型仓整体进行计算。本结构在通过上述方式进行简化之后，可实现快捷有效的计算，计算时应考虑岩石裂隙水水压的影响。

2.2 槽型仓仓壁表土段支护方式

由于本工程地下部分存在约15m厚的表土段，设计采用加筋带方式抵消直、斜壁后土体对面板的土压力，见图2、图3所示。在距离面板5m范围内用级配砂砾石换添，要求砂砾石换添粒径不宜大于填料压实厚度得2/3，且粒径不得大于150mm。填料中不得有冻块、有机料及生活垃圾，砂砾石占填料的比重约为40%。填料施工应严格按照分层压实，其压实顺序应从加筋带中部开始，逐步碾压至加筋带尾部，在碾压靠近面板位置，压实机械与面板距离不得小于1m，靠近面板区域选用级配良好的填料，用小型压路机轻压或人工夯实，严禁使用大、中型压实机械施工。

图2 直壁段加筋土示意图

2.3 槽型仓斜壁风化基岩段支护方式

表土层以下是砂层和风化基岩层，设计采用的是锚喷支护方式，以减小仓壁后土体对仓壁的土压力，如图4所示。

图3 斜壁段加筋土示意图

图4 槽型仓横剖面图

①仓壁部分为永久性支护，锚杆直径为120mm，拉杆为Φ25的HRB400螺纹钢筋，入射角度15度，砂层锚杆的水平与垂直间距均为1.0m，泥岩及砂质泥岩层锚杆的水平与垂直间距为1.5m×2.0m。

②锚杆注浆采用M20水泥浆，水泥浆的水灰比取0.5～0.55，水泥采用P042.5级水泥，注浆压力为0.5～1.5MPa，注浆管至孔底距不大于200mm，在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆，注浆后，当浆液液面下降时，应及时补浆。

③面层为100mm厚C20喷射细石混凝土，锚网筋采用Φ8@200双向钢筋网；支护完成后仓护壁外侧现浇150mm厚混凝土面板，外侧铺设40mm厚耐磨料。

④施工要求：锚杆：孔深允许偏差：±50mm；孔径允许偏差±5mm；孔距允许偏差±100mm；成孔倾斜角度偏差：±3度。喷射混凝土面层厚度允许偏差：±10mm；钢筋网片搭接长度不小于300mm。

⑤主要工序:空位放线-钻孔-锚杆加工与安放-注浆-补浆。

2.4 槽型仓开挖土方设计

本槽型仓工程基坑开挖土石方总量约19.5万m3，其中砂土及泥岩约8.5万m3，岩石方量11万m3，砂土及泥岩开挖采用返铲挖掘机，岩石部分采用定位爆破技术。由于挖土石方量大，需在槽型仓两端头各设置1条双车道土方运输通道，运输坡道坡度为25%。

基坑开挖采用1:1放坡大开挖方式，首先确定槽型仓开挖边线将槽型仓四周砂土部分开挖至全风化泥岩层上表面，坡下距全风化泥岩层开挖边线3m，与全风化泥岩作错台处理，砂土部分开挖完毕后采用砂袋做边坡支护。经专业测量人员再次确定全风化泥岩层开挖边线后按仓壁角度继续开挖，开挖需预留20cm作人工边坡修整，全风化泥岩层采用分层分段开挖，每层开挖深度约3m，分段长度20m～30m，边开挖边锚喷支护，待上一层锚杆注浆强度达到70%以上方可开挖下一层，严禁超挖，直至设计基底标高。

2.5 工程监测布置

①为确保基坑施工安全，在施工过程中须密切监测围护结构、土体的变形，根据这些变形的发展情况及时调整施工工艺，实行信息化施工。基坑监测的主要监测项目、监测点位置、监测点数量及报警值见监测点平面布置图。

②变形观测所用基准点、观测点应在支护结构施工完成后，基坑开挖前设定。变形观测在土方开挖前测试2次，取平均值作为基准值。

③支护的位移、沉降的测量，地面开裂状态（位置、裂缝）的观察。基坑向下开挖期间，监测不应少于每天一次，直至开挖停止后连续三天的监测数据稳定；当地面、支护结构出现裂缝、沉降，遇到降雨、降雪、气温骤变，基坑出现异常的渗水或漏水，坑外地面荷载增加等各种环境条件变化或异常情况时，应立即进行连续监测，直至连续三天的监测数据稳定。在支护施工完成后，变形趋于稳定的情况下，每周检测一次。当监测值超过报警值时，增加监测次数至每天2次；垫层形成后减少到每2天一次。监测过程中，每天对支护结构和地面进行观察，直到整个基坑回填土结束后。

④检测：当锚固体强度达到设计强度的75%以上时对锚杆抗拔承载力进行检测，检测数量及方法按有关规范执行。

⑤加强雨天和雨后特别是暴雨后的观测，要设专人观测。

⑥观测仪器要求精密，水准仪和经纬仪应由计量部门检验自身精度后方可使用。

⑦监测必须选择有资质的单位，施工单位应与监测单位密切配合，做好监测元件的安放及保护工作。

⑧当出现以下情况时，应及时与甲方、设计和监理单位及时联系并采取相应措施：坡顶位移及沉降达到警戒值，位移不稳定、不收敛且超过规范要求，坡顶、地面或周边管线出现异常或出现较大裂缝。

3 总 结

本文简单的分析了槽型仓的设计、支护、施工、监测等整个设计过程，该工程目前正在紧张有序的施工之中，从现场反馈的信息来看设计比较成功，整个施工过程考虑周全，本工程预计在2015年年底投入使用。本工程的设计可以为今后类似的工程设计提供一些参考，不足之处也可引以为鉴。

从设计角度来说，针对不同的地质情况可以采用不同的设计模型，如岩层稳定可将地道顶板设计成嵌岩顶板，用以承受上部荷载，这样就可以减小侧壁及底板厚度。还有在施工过程中应增加锚杆应力、锚喷支护墙后土压力、加筋土支护墙后土压力等监测项目，积累工程经验和数据。