施工组织设计下载简介

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青藏交直流联网工程直流线路工程多年冻土地区基础施工方案

大开挖、桩基础、陶挖基础

K3269~K3324

ZJ／ZN 2019-10 高速公路工程变更结算价操作指南园砾、砾石土、碎石土、碎石质亚粘土

融区、少冰、富冰、饱冰

大开挖、桩基础、陶挖基础

K3324~K3349

碎石土、块石、角砾土、砾石、碎石质亚粘土

融区、少冰、富冰、饱冰、含土冰层

大开挖、桩基础、陶挖基础

1.2多年冻土地区基础设计的原则

由于冻土所具有的特殊工程地质特性，因而基础类型的选择除考虑铁塔安全等级、类型外，还应考虑冻土类型、冻土环境、交通条件及人工作用便捷性等。本工程设计在多年冻土地区基础采用了保持冻土地基冻结状态和按地基融化状态的设计原则。

对于地质情况较好，基础负荷不大，环保要求高的塔位采用掏挖式基础。掏挖式基础在以往的工程中也施工过，施工工艺成熟。施工过程主要控制好坑壁坍塌、保持冻土稳定等措施。

季节性冻土地区按地基土融化状态设计为大开挖基础，主要设计基础型式有适合于冬季施工的装配式基础、锥柱基础，以及跨河及冻土地质条件极差、基础负荷大的灌注桩基础。

（1）桩基础。主要为钻孔灌注桩基础，在基础作用力较大且地质条件较差的河网地区的塔位使用钻孔灌注桩基础。相对于其它软弱地基基础而言，具有施工方便，可以保证铁塔运行安全的特点。因此在本工程的跨河地段和地质条件较差地段采用这种常规的钻孔灌注桩基础较为安全可靠和经济适用。

（2）预制装配式基础。该基础适合于非多年冻土、多年冻土地区的基岩及融区、低含冰量的冻土区、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段及不冻胀和弱冻胀性的地基上。

（3）锥柱基础。由于锥柱基础可以通过自身的结构型式改变消除切向冻胀力，因此在季节性冻土和多年冻土地区广泛地应用，特别在多年冻土地区最大冻结深度在2～4米之间基础易于开挖成型不易垮塌的地区。

1.3多年冻土地区基础施工的关键工作

⑴按地基土冻结状态设计的基础关键是保持土壤冻结状态，减少人为扰动；

⑵按地基土融化状态设计的基础关键是做好遮阳防雨措施以保持坑壁的稳定，并采取必要的抽水排水工作；

⑶管桩基础桩孔的成型和孔壁稳定。

⑴现浇基础混凝土配合比设计、浇制、养护；

⑵预制管桩基础的安装、回填；

⑶基础辅助措施如热棒的施工技术及工艺。

1.4多年冻土地区基坑开挖基本原则

⑴按保持冻结原则设计的基础，摸清规律掌握好开挖的时机与时间，在人工开挖的条件下，对厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖尽量在天气较为寒冷的季节施工；若在暖季施工时采取遮阳、防晒措施，选择在气温较低的时段内快速施工。在饱冰冻土、含土冰层地段施工时，可在暖寒季交替期施工，视天气情况采取遮阳和防晒措施，能够保持冻土的稳定。

⑵按容许融化原则设计的基础，设计要求进行基底换填的按设计进行换填，设计未要求的，铺设厚不小于30cm的碎石垫层。对于在暖季施工融化地下水比较多的基坑，需要采取抽水排水措施，为防止坑壁坍塌应采取挡土板、钢筒或混凝土护壁措施。

⑶基坑一般采用爆破方式进行开挖（可可西里保护区视时间而定，要避开动物迁徙的季节），爆破作业采用松动爆破或预裂爆破（药量按冻土爆破设计原则控制）。基坑从开挖到下桩（浇制）要连续，必须突出“快”字。

⑷桩基础开挖视地质情况采取人工掏挖和机械旋挖相结合的方式。

2多年冻土地区基坑开挖技术措施

2.1各类基础基坑开挖主要施工方法见表2－1

2.1.1施工前应仔细核对设计文件，全面调查与核实杆塔位的地质及地形，发现与设计不符的情况，立即上报处理。

2.1.2按照设计要求，结合桩位所处地形合理规划施工便道及施工场地。针对送电线路施工的特点，应遵循不破坏施工场地周围植被、不扰动基坑周围冻土的原则。

2.3基坑开挖的一般要求

2.3.1按保持冻结原则设计的基础，在厚层地下冰、地表沼泽化或径流量大的地段基坑开挖尽量在寒季施工；在暖季施工时应采取遮阳防雨措施，选择在气温较低的时段快速施工。

2.3.2按容许融化原则设计的基础，也尽量选择在寒季开挖，对于不可避免

的需在暖季施工的基坑，在做好遮阳防雨措施的同时，必要时还要做好抽水排水、以及防止坑壁坍塌的防护措施。

2.3.3人工挖掘预制装配式基础时可采用小炮松动爆破和风镐联合的方式进行基坑开挖。在寒冷的冬季也可用牛粪（或煤砖）在坑中心围火局部融化的方式进行开挖。具体见图4、图5。

各类基础基坑开挖施工方法一览表

2、低含冰量的多年冻土区；

3、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段；

4、具有冻胀性的上述地区。

1、人工大开挖和机械相配合；

2、在多年冻土区施工需作遮阳措施；

3、需有抽水设备避免基坑积水；

4、基础浇制后逐层均匀回填，满足夯实要求；

5、严格做好环保措施。

多年冻土的基岩、融区；

3、低含冰量的多年冻土区；

4、地下冰分布均匀的富冰冻土粗粒土地段；

5、弱冻胀性的地基土。

1、人工大开挖机械相配合；

2、在多年冻土区施工需作遮阳措施；

3、需有抽水设备避免基坑积水；

4、基础浇制后逐层均匀回填，满足夯实要求；

5、严格做好环保措施；

6、基础侧面需做防冻胀措施；

1、高温高含冰量细粒土地段；

2、低温高含冰量细粒土地段；

3、机械设备能较易运达的地段。

1、在寒季可采用人工掏挖；

2、在暖季施工需采取遮阳防雨措施。

3、对于部分由于冻土融化而水量大、易坍塌的基坑，需采取混凝土护壁或钢板护壁和加工挡土板，并采取抽水排水的施工方法。

4、对于存在厚层地下冰层且已融化和地下暗河的桩位则采用旋挖钻机。

2.3.5当冻土采用爆破法施工时，施工地点离建筑物、公路、铁路的距离应符合或大于《土方与爆破工程施工及验收规范》（GBJ201）的有关规定。

2.3.6为避免污染基坑周围的环境，坑内弃土应全部置于塑料编织布上，并置于离基坑边缘的距离不小于常温下规定的距离加上弃土堆的高度的地点。对于植被茂盛的地点，需将原植被集中收集并加以养护，待基础完工后重新覆盖在基坑上，以保持原始地貌。

2.3.7基坑开挖预留300mm以上防冻层，待浇筑前基坑操平时再挖至设计深度，以避免气温上升冻土解冻后造成不均匀下沉。

2.3.8基础坑开挖后，若不能及时浇筑时则在坑底铺盖厚度不小于1m的稻草帘等保温、防冻。

2.4.1泥水坑的开挖

对于在饱冰冻土地带施工，由于气温、地温及施工扰动引起冻土融化而造成坑内大量积水，尤其是基坑为细粒土质的，要制定专门的技术方案。

⑴对不塌方且渗水速度较慢的水坑，可采用人工掏挖，挡土板或钢筒护壁的施工方法，挖至设计深度后，立即进行混凝土浇制或吊装预制管桩。

⑵对于渗水较快的水坑，采用人工掏挖，挡土板或混凝土护壁的施工方法，同时必须选用合适的抽水设备排水，边排水边挖至设计深度。

⑶对于渗水量大且坑壁坍塌的大开挖基坑，开挖时必须使用挡土板加以支撑。开挖时先开口挖下0.3～0.5m，然后在坑壁四周设水平横撑木，将挡板由横撑木及坑壁间插下，边插边打，横撑木间距视土质而定，一般为0.8～1.0m。挡板顶端要有防止打裂的措施，若使用钢板挡土板则更好。挖掘过程中是边挖边下挡土板，要注意观察挡板有无变形及断裂危险。若发现异常应及时更换或者在横撑上加水平顶杠，增强挡土板骨架的刚度。确保挖坑深度达到设计要求。

2.4.2桩基坑的开挖

本工程桩基础应用于具有强冻胀的低温高含冰量多年冻土区，具有对冻土的热扰动较小的优点。根据本工程的具体地质条件，在冻土环境、地质情况相对较好的情况下采用人工开挖的方式必要时辅以混凝土或钢筒护壁的施工方法。在冻土环境恶劣，人工开挖可能导致冻土不可恢复的扰动的情况下采用钻机开挖干法成孔的施工技术。对于冻土融化基坑内部水量较大的，需要采取排水措施。坑口采用钢板护壁的施工方案。具体见图6－图10。

2.5.1对于预制装配式基础，视地形情况采取吊车

2.5.2对于现浇基础关键是混凝土配合比设计、

原材料保温加热、混凝土浇制、养护。

2.5.3对于设计对基础有辅助措施的按设计进行。

2.6施工工器具及机械选择：

3多年冻土地区基础施工技术措施

3.1高原多年冻土条件下混凝土的特点

3.1.1常年低温、负温，混凝土强度增长慢。

3.1.2四季及昼夜温差较大，混凝土受正、负温影响。同时风速大，刮风时间长，易造成混凝土水分蒸发、失水而造成风蚀破坏。

3.1.3在混凝土硬化初期，若不保温，易造成水化停止，强度停止发展，混凝土表明出现龟裂，甚至更大裂缝。

3.1.4一年四季及昼夜间温度梯度较大，出现正、负温交替变化频繁，因而冻和融交替频繁，易造成混凝土结构的疲劳破坏。

3.2冻土环境对混凝土的特殊要求

3.2.1超塑化。要求在坍落度达200mm的条件下，保温不泌水不离析，便于施工，易于密实。

3.2.3对冻土层的热扰动要小。要求当入模温度在5℃左右时，离基坑表面20cm处冻土的最大温升为3℃，离基坑1m处冻土的最大温升为0.66℃，离基坑表面2m处的最大温升为0.21℃（不考虑环境温度影响因素）。

3.2.4坍落度保持适宜。要求当初始坍落度为200～210mm时，1h后混凝土的坍落度要求保持在170～180mm。

3.2.5凝结时间适宜。要求凝结时间差要求一般在30～60min。

3.2.7抗风蚀性能。

3.3高原冻土环境下混凝土的施工技术措施

拌制混凝土的原材料必须符合下列要求：

（2）骨料。骨科的品质除应满足TB10210—2001的规定外，砂的含泥量不得超过3%，石子的含泥量不得超过1%，石子的针片状颗粒总含量不得超过10%。在条件许可的情况下，应优先选用含泥量小、针片状颗粒含量少、压碎指标值小的非碱活性连续级配砂石。

（4）外加剂。根据不同种类混凝土的物理、力学性能和长期耐久性能的要求，基础混凝土所用的外加剂应选用具有如下多重效能的复合高效外加剂：

一是高效减水。能保证在混凝土的流动满足施工要求的前提下，最大限度地降低混凝土的水灰比和单方拌合用水量，从而提高混凝土的一系列耐久性能，有效降低混凝土的水化热温升。

二是早强。可促进水泥的水化反应，提高混凝土早期抵抗冰晶冻融应力破坏的能力。

三是防冻。可降低混凝土毛细孔中水的冰点，转变冰晶的晶形结构，从而有效地抑制或降低毛细水冰晶应力的破坏作用。

四是引气。可在混凝土中引入分布均匀的封闭小孔，可以有效地缓冲冻融过程中冰晶应力对混凝土造成的疲劳破坏作用。

五是增实。可以细化水泥石的孔结构，从而进一步改善混凝土的抗渗性、抗冻性以及其它耐久性能。混合材料的掺入亦可适当降低混凝土水化热。

六是保坍。即可适当延长混凝土的初凝时间，又能明显缩短混凝土的初、终凝时间差，因而既能减少混凝土在拌和及浇制过程中的坍落损失，又能保证一旦浇灌完毕，混凝土能迅速凝结硬化，从而获得足够的抗冻临界强度。

（1）必须根据不同冻土地段、不同环境条件、不同温度范围以及不同地质条件的具体要求进行混凝土配合比设计，并经过试验验证。

（2）正常施工期间，每班搅拌混凝土之前，应根据当班测定的骨料含水率随时调整混凝土的施工配合比。骨料含水率测定频率可视天气情况酌情增减。

（1）混凝土采用机械搅拌。搅拌时间宜为2～5min。

（2）搅拌混凝土前应根据浇注的要求，先经过热工计算，再通过实际试拌确定水和骨料需要预热的最高温度。应优先采用加热水的预热方法，但水的加热温度宜≤80℃。当骨料中含有冰、雪等物，加热水也不能满足要求时，可将骨料均匀地进行加热，其加热温度应≤60℃。水泥、外加剂及掺合料不得直接加热，可在使用前运入暖棚进行预热。搅拌时，应先向搅拌机中投入骨料和已加热的水，搅拌均匀后再投入水泥、外加剂或掺合料等。

混凝土养护是冬期施工中尤为关键的环节，施工单位在混凝土浇筑前，应首先根据混凝土作业量，备足保温防风材料。

(3)保温材料不得受潮，否则会失去保温的效果，施工单位应注意在贮存与施工过程中的保管。

(4)对于混凝土结构的迎风面、棱角突出部位、不易蓄热部位，应加强保温措施，并加强温度的监测。

(5)冬期施工中，任何时候都不得在混凝土表面浇水养护。为防止混凝土水化热的散失，应在混凝土浇筑完毕后及时用防风材料（塑料布）进行围护。

(6)混凝土养护过程中温度的监测：

（7）为保证混凝土的强度持续发展，满足验收龄期的要求，混凝土在达到抗冻临界强度后，不得将混凝土直接暴露于环境中，应继续保温养护至达到设计规定强度。

3.3.6冻土地基回填

冻土地基的回填是本工程施工的重点和难点，回填质量的好坏关系到塔基的稳定性,因此对大开挖地基必须要用未冻结的细颗粒土分层夯实回填，密实度不得小于93%（现场随机取样，送有资质的实验室进行检测）。严禁用冻土块回填。

（1）冻土区基础拆模后，应及时回填。回填土应夯实，每层厚度300厘米，回填土应高出地面500毫米做防沉层。当采用玻璃钢模板时，随基础浇制高度进展同时回填。

（2）填方应尽量采用同类土填筑，并控制适宜含水量，当采用不同的土填筑时，应按类有规则地分层铺填，将透水性较大的土层置于透水性较小的土层之下，不得混杂使用，以利水分排除和基土稳定，并避免在填方内形成水囊和滑动现象。

（3）填方应从填方区最低处开始，由下向上水平分层铺填。填土层下淤泥，杂物、冰块应清除干净，为耕土或松土时，应先夯实，然后再全面填筑。在地形起伏之处，应修筑1︰2阶梯形边坡（每台阶高可取50厘米，宽100厘米）。

（4）人力打夯要按一定方向进行，打夯时应一夯压半夯，夯夯相接，行行相连，每遍纵横交叉，分层夯打，夯实基槽及地坪时，行夯线路应由四边开始，然后再夯中间。

（5）填土区如有地下水或滞水时，应在四周设置排水沟和集水井，将水位降低。已填好的土如遇水浸，应把稀泥铲除后，方能进行下一道工序。填土区应保持一定横坡以利排水，并尽可能做到当天填土，当天压实。

（6）基坑回填应在相对两侧或四周同时进行。

青藏高原多年冻土区生态环境极为脆弱，一经破坏、扰动，难以恢复，工程施工中应体现“预防为主、保护优先、建设和保护并重”的原则。施工中应积极采取措施，保护高寒植被，减少植被破坏，避免引起湿地萎缩、草场退化、水质污染及新的环境灾害。

冻土环境与寒区生态环境存在一定的联系，相互控制和相互依存。冻土环境一旦破坏，相应寒区生态类型也会发生一定的变化。如，沼泽湿地生态类型一般所对应的是高敏感性冻土地段，这些地段多年冻土上限较小，地下冰丰富，工程活动常导致多年冻土的退化，同时引起植被退化。因此合理而有效的环境保护措施是势在必然。施工过程应做到以下几点：

（1）基坑开挖过程应注意各道工序的衔接，减少基坑的暴露时间，必须采取遮阳隔热措施。

（2）在高敏感性和中等敏感性冻土环境地段，尽量减少扰动。

（3）尽量避免在高含冰量的丘陵和陡坡地区大范围开挖，破坏植被，避免热融和溶冻泥流产生。

（4）在高温冻土区高含冰量的低山丘陵和盆地中，对地表积水进行疏干排水的措施。

（5）避免在高温冻土、高含冰量地段设置弃土和建筑材料场地。特别是沼泽湿地和高寒草甸生态类型地段。

热棒，低温热管的一种新的应用形式，是一种寒冷地区用于自然冷能储存的高导热能力构件，它的特点在于充分利用自然能源，在温差作用下驱动内部工质的气液两相对流循环，通过蒸发段吸热作用降低周围介质（土体）温度，增加土体本身的冷储量，将地下热量传导到地面或地表，最终将大气冷能储存在地表以下，进而能够有效地保护多年冻土。本工程中一基管桩基础拟配置一根热棒，锥柱基础需要配置热棒的塔位，每只锥柱基础配置一根热棒。具体见图7。

(1)根据设计文件要求和现场施工设备情况编制作业指导书或施工方案等。

(2)选择平整的热棒堆放场地和专用支架，其场地应紧靠施工现场，尽量减少热棒的搬运趾离。

(3)选择合适的起吊设备，制作合适的辅助工具。

(4)选择合适的钻孔机械，如地质钻机、潜孔钻机等。

(5)备好钻孔回填材料。回填材料是砂土，砂土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%、粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重50%。

4.1.2现场材料站交接验收

(1)材料按要求及时运至材料站，通知有关人员进行交接验收。

(2)交接验收之前，大家需熟悉热棒相关尺寸、性能和关键参数，懂得验收程序和操作方法。

(3)厂家技术人员随热棒到材料站，并提供检验专用工具、设备。检验项目为：外观及尺寸、气密性、等温性和启动性。

(4)外观及尺寸，采用目测及通用量具测量，热棒的总长度、直径、散热器的类型及长度、表面防腐、反射涂层的颜色及质量，外表面有金属光泽，表面不得有裂纹、凹坑及毛刺，焊缝平整光滑。检验数量每批按20%抽样，最少不少于10根。

(5)气密性和启动性按热棒标准第6条检验，每批按2%抽样，最少不少于3根。等温性、启动性能试验应贮放1周后进行。等温试验全数50%进行。

(6)检验中如果发现有瑕疵和缺陷产品，厂家应采取补救措施，使其满足设计要求。

(1)热棒移放至施工地点时，应注意热棒翅片间保持间隙，防止出现翅片咬齿、挤压、倒伏等现象；热棒上严禁堆放重物，避免热棒弯曲；翅片间不得有泥土、沙石、油污、木屑等杂物。热棒应整齐规则地堆放和覆盖。热棒应远离火源，防止阳光直射，可用隔热材料进行遮盖，以避免因温度过高而损坏热棒。

(2)在热棒的搬迁过程中，应轻提轻放，不得乱扔乱放，且翅片部位不得作为支撑点来进行搬迁。装车位置要求准确，热棒重心应与运输车辆承载重心相吻合。

(3)热棒刹车点数必须在4点，切实做到各点受力均匀，牢固可靠，必要时采取木质材料进行隔离，运输过程中不得出现滑动和移位。监视运输中行车情况，并限速25km/h，不准出现紧急刹车。

(1)采用简装人字拔杆或吊机，从热棒吊环将热棒逐渐吊起，垂直移至孔口，并依靠人工，将热棒沿内孔底缘线缓慢下落到底孔。

(2)选择合适的吊装方式，制作合适的辅助工具，搬运、起吊安装不得损坏散热器及防腐涂层。

(3)采用吊车进行安装吊装绳索宜采用尼龙绳吊索，同时在绳扣处应用软质垫片保护，安装过程中应防止碰撞、摩擦棒身。

(4)保护防腐反射涂层在施工过程中如有损坏，应及时补涂。

(5)热棒安装结束后，应利用纤维袋或软橡皮对外露部分进行包扎，并且在组立塔及放紧线施工机械作业时，加强成品保护意识，防止损坏热棒。

基础需要配置热棒的塔位，根据设计要求每只基础配置一或两根热棒。热棒和各种基础的位置见示意图（如施工图与示意图不符，以施工图安装位置为准）：

(1)热棒顶部标高按设计要求宜统一，单腿基础两个热棒安装标高误差在30mm以内，一基基础所有热棒安装标高误差在50mm以内。热棒的埋置深度误差要求不大于0.5米。倾斜度不大于5度，热棒中心距离基坑底板边缘或桩外径误差不大于0.3米。

(2)热棒安装水平位置严格按设计要求，单腿两根安装相对误差应在50mm以内，一基八根或四根安装相对误差100mm以内。所有热棒安装位置绝对误差在30mm以内。

(1)钻孔插人法适合安装直线型和折线型热棒。

(2)在确定安装热棒的位置，用钻机钻垂直孔或斜孔。钻孔直径应较热棒管壳直径大5～8cm。钻进方法原则采用干钻，视地层情况亦可加人少量冷循环液，采用小循环、小进尺钻进。钻孔深度应比设计深度大10～20cm。

(3)钻孔完后，检查孔径和孔深，将钻孔中泥浆清除干净。

(4)钻孔符合要求后，将热棒吊起垂直移至孔口，并依靠人工，将热棒缓慢下落到基槽定位，检查垂直度合格后，将热棒固定。

(5)回填钻孔间隙采用水中沉沙法，即先将冷水灌满钻孔，而后将中粗砂徐徐灌人热棒与孔壁之间的间隙中，灌砂数量应与计算数量相符，多余的水则自钻孔中流出。回填时不得混入油污、木屑、石块等杂物，防止出现空隙或不实现象。

(6)固定热棒的支撑物应在填砂冻结后方可拆除，填砂回冻时间一般5～7天。

(7)填砂冻结后，拆除支撑物，热棒即安装完毕。

(8)安装完成后，工程竣工前，由厂家提供检测仪器，逐基对热棒进行至少两次检测。并详细记录数据。如有损坏严重的热棒，不能正常工作，施工单位必需更换。

4.6热棒安装施工注意事项

(1)热棒的结构、形状、规格及工作性能应符合设计要求。

(2)热棒的制作工艺比较复杂，壳体容器的密封要求十分严格，稍有渗漏热棒将不能工作。在搬运和安装过程中，应特别小心，防止碰撞，保护防腐反射涂层，防腐反射涂层在施工过程中如有损坏，应及时补涂，不得在热棒上施焊、动火等。

(3)热棒安装固定到位后，应及时按设计要求回填。

(4)热棒设计有观测设备时，应在热律安装时同时埋人。

(5)热棒工作安全可靠，使用寿命在30年以上，结构坚固，不易损坏，一般不需要日常维修养护，必要时定期用热电偶测试热棒的启动性能。但是从现场实测地温资料来看，少量热棒没有起到冷却地基的效果，分析应该是热棒内的壳体容器破裂，液体发生渗漏无法工作的原因。因此，热棒的后期养护主要应该把精力集中在定期检查热棒是否正常工作方面。可以使用红外线扫描法等进行检测。如果出现热棒壳体容器破裂现象，应及时更换，确保冷却效果。

5.1在高海拔寒冷地区施工，各种运输车辆在运输过程中需采取防滑措施，以防止交通事故的发生。

5.2大运前，应对运输道路进行调查，清除障碍，对不良地段进行修补、填垫SGBZ-0241钢结构防火涂料涂装施工工艺标准，以确保机动车辆安全。

5.3在施工现场接送施工人员、拉运砂石、工器具时，不可客货混载，不可超

重。材料、工具要摆放平稳，捆绑牢靠。

5.5抬放热棒、模板等较重材料时应由专人负责，统一指挥JC／T 2440-2018标准下载，统一行动，同起同落。

5.6钢模板不得用作跳板，支垫或铺路，以免引起变形，必须使用合格的木质跳板并搭设牢固。

5.7坑内生火炉保温，要特别注意防止煤气中毒和引发火灾。