煤矿民用建筑（共9篇）
煤矿民用建筑 篇1
我省是产煤大省，煤矿众多，近年来全省煤矿资源整合工作已接近尾声，整合后的煤矿正在加快建设中，为了保障煤矿企业的正常投产，地面生产建筑也是煤矿企业必要而且需要早期建设的，而在煤矿企业的灯房、浴室、任务交代室联合建筑(以下简称“联合建筑”)是绝对必不可少的生产性建筑，该建筑的主要功能是矿灯和自救器的存取、维修;职工洗浴;班、队组的班前安全会;井下生产工作面的监视监控;整个矿井生产的全面调度等功能。
联合建筑在设计上首先要根据生产流线进行设计，按照工人的上班流程:“班前安全会→更衣→领灯→领自救器→进入井口房→下井工作→上井交灯→交自救器→更衣洗浴”的流程安排各个功能用房的位置，做好联合建筑的设计能够有效地提高矿井生产效率。下面通过几个方面具体阐述一下联合建筑的设计。
1 存灯房与自救器发放室
存灯房又称为矿灯房，主要功能为煤矿入井人员在井下工作时随身携带的照明工具，装在安全帽上的充电灯具的存放室。自救器发放室的主要功能就是入井人员随身携带的自救器存放室。
由于现时期的科技发展，矿灯蓄电池已由原来的铅酸电池改换为锂离子电池，没有了漏液等故障，而且检修也相对简单。故而现时期矿灯和自救器为同时发放，存灯房和自救器发放室往往合并为一间。
在建筑设计中，根据GB 50215-2005煤炭工业矿井设计规范规定，存灯房使用面积为0.13 m2/人～0.14 m2/人，自救器发放室使用面积为0.13 m2/人～0.14 m2/人，二者合一，所以计算时按使用面积0.26 m2/人～0.28 m2/人，人数计算按照原煤生产人员在籍人数的1.50倍计，即按照所设计矿井的初步设计文件中劳动定员配备表的总人数的1.50倍确定。
由于使用中经常会有矿灯或自救器损坏的情况，所以应设计辅助维修用房，现行规范中规定应设置使用面积120 m2～180 m2的辅助用房，作为检修室，实际使用中，由于矿灯和自救器的检修多依托社会解决，所以辅助用房在设计时可适当减小。
存灯房与自救器发放室作为下井前最后进入和出井后最先进入的功能房间，往往与下井走廊相连接。
2 浴室
联合建筑上的浴室主要给入井人员提供洗浴、换衣功能，是保证井下作业工人的卫生功能用房，并提供入井换衣的场所和家庭服的存放场所。
在建筑设计中，根据GB 50215-2005煤炭工业矿井设计规范规定，浴室洗浴间的使用面积按0.85 m2/人～1.00 m2/人计算，人数按照大班原煤生产人数的1.35倍计算，更衣室的使用面积按1.05 m2/人～1.25 m2/人计算，人数按照原煤生产人员在籍人数计算，若更衣室采用吊篮的更衣方式，每个吊篮按0.36 m2/人计算，并相应按设计房间扣除梁、柱所占用的面积，此种更衣方式需按实际设计进行排列，并需严格确定矿井生产人数，适当留有空间，防止更衣室不足的情况。
职工浴室内不得设置浴池，根据GB Z1-2010工业企业设计卫生标准中第7.2.1和7.2.2.3条规定“女浴室和卫生特征1级、2级的车间浴室不得设浴池。”井下作业属于卫生特征2级，故而不得设置浴池。
联合建筑中还应设置地面辅助生产人员的浴室和来宾浴室，以及女工浴室，这些功能房间使用面积应按原煤生产人员在籍人数0.40 m2/人～0.45 m2/人计算并分别设置。
职工浴室和更衣室之间或者更衣室和保健站之间应设置太阳灯室，太阳灯室是专为井下工人照射太阳灯(即高压紫外线灯)的房间，其目的是为补充因井下日光照射的不足，以达预防皮肤风湿等各种慢性病，保证井下工人身体健康，提高劳动出勤率。太阳灯室分为集中照射式和通过照射式两种，其使用面积确定为50 m2～70 m2。详细计算设计另见原煤炭部的《建筑设计参考资料汇编》。
3 监视监控、调度会议
由于联合建筑作为矿井工业场地内的唯一一座具有综合办公功能的建筑，距离下人井口位置近，所以井下工作面的信息及整个井下的综合信息能很便利地传到本建筑物内，便于紧急处理，通常联合建筑内应设计监控监测室和调度会议室。
监测监控室主要功能相当于信息中心，所有工作面的生产信息均集中于此，房间内实际布置为各种信息传递设备，相当于一个计算机机房;调度会议室实际上是集生产、调度、会议为一体的综合性办公性质的房间，调度会议室内通常分为两间布置，内侧一间布置大型监视屏和若干监控电视，以及操控台，设计时应根据监视屏的高度来定房间的开间宽度;外间则为会议区，根据矿井的生产能力以及最多开会人数确定会议间的面积。
调度会议室面积可按照办公会议室面积计算方法确定，按中型会议室有会议桌的每人不小于1.8 m2，并根据具体使用人数和桌椅的布置情况确定。会议室宜采用大跨度空间，结构形式可采用井字梁方式或网架结构，所以空间层高按需要调整。为保证大跨度空间形式，调度会议室宜设置在浴室部分的顶层或者本建筑的顶层。调度会议室旁应设置2间～3间24 h值班室。
4 洗衣房
洗衣房是为清洗矿工服服务的房间，早期的洗衣房多为单建建筑物，洗衣方式为机械和人工，现时期因设备更新和增加，洗衣方式全部机械化，并矿工服为机械烘干方式，洗衣房设计时应考虑到收衣、洗衣、烘干、发放的流程，设计收发衣物间。
洗衣间面积设置两台洗衣机时使用面积为50 m2～60 m2，一台洗衣机使用面积为35 m2～40 m2。烘干间使用面积为0.15 m2/件～0.29 m2/件。收发衣室使用面积为0.023 m2/件～0.035 m2/件。每两台洗衣机还应配置一台甩干机和一个洗衣槽。
机械洗衣间应有单独对外的出口，地面应采用易清洗的防碱、防水材料，并应设置不小于1%的排水坡度以及排水沟或地漏，并且应设置墙裙。收发衣间应设置存衣架，衣架应尽量垂直于窗口布置，以利于采光和通风。存衣架数量按每天洗衣量×(2～3)(周转期)计算。洗衣量计算按下述公式计算:
其中，Lx为洗衣量，kg/h;m为洗衣房洗衣的人数，井下生产和基建工人出勤总人数×(50%～125%)(系按井下生产和基建工人出勤总人数的125%计算);G为每套工作服的重量，可按1.2 kg～1.5 kg计算;ΔT为井下工人每周洗衣次数，按每人每周洗一次计算;n为洗衣房的工作制度，一般采用两班作业;T1为每班内洗衣机的有效工作时间，按6 h计算;T2为每周工作时间，按6 d计算。
5 任务交代室
任务交代室的主要功能是队组日常办公、技术组织、班前会，属于办公性质，每个队组的房间配置应配备队长室、技术员室和搬迁任务交代室，每队组使用面积根据队组的人数为150 m2/队组～210 m2/队组。每两层宜设置集中的会议室一间，便于各区队的工作协调会。
任务交代室宜与浴室分建，之间采用连廊联系，可以避免浴室、洗衣房的噪声、气味污染。
6 平面布置
根据多数煤矿的使用情况，联合建筑多采用分体建设的形式，具体布置见图1。
a）联合建筑平面布置方式一b）联合建筑平面布置方式二
上述两种平面方案的布置具有以下优点:
1)上下井工人不进入办公室，而是直接进入灯房、更衣室、浴室;2)灯房、浴室与任务交代室相互分开，有利于办公环境整洁，避免人流过于集中;3)调度会议室设置于顶层，一般职工不会上去，利用走廊和任务交代楼相连接，便于管理人员使用。
缺点在于占地面积较大，对于矿井地面范围较小的情况，不利于土地的节约使用。
对于一些生产能力较小的矿井，也采用集中建设方式，但在使用方面存在较多缺点:浴室、更衣室的气味散发影响全楼的使用;上下井的工人和地面生产管理人员人流交叉，过于集中，影响正常的办公。其优点就是占地面积小，在地势起伏和整合改建矿井中常常使用。
上述几个方面只是将联合建筑的几个主要功能做了设计阐述，实际使用上，有些联合建筑内还设有保健急救站，班中餐厨房餐厅，理发室等功能，但均是在以上所述的功能满足下再考虑其他功能。
灯房、浴室、任务交代室联合建筑在实际设计中应注重考虑的重点功能，以及应该结合的规范、规定，做好联合建筑的设计，一定程度上提高矿井的生产效率及矿井的生产能力。
摘要：阐述了煤炭工业矿井地面生产灯房、浴室、任务交代室联合建筑在实际设计中应注重考虑的重点功能,以及应该结合的规范、规定,做好联合建筑的设计,可在一定程度上提高矿井的生产效率,提高矿井的生产能力。
关键词：煤矿建筑,联合建筑,浴室,调度会议室
参考文献
[1]GB50215-2005,煤炭工业矿井设计规范[S].
[2]GB Z1-2010,工业企业设计卫生标准[S].
[3]JGJ67-2006,办公建筑设计规范[S].
[4]GB50292-2010,煤矿矿井建筑结构设计规范[S].
煤矿民用建筑 篇2
1煤矿地面建筑概述
煤矿地面建筑含生活建筑和工业建筑两种形式，其中工业建筑多为单层或两层的较低建筑，地板和地板负荷较小，一般采用框架结构设计、钢筋混凝土框架结构设计、框排架结构设计等。由于资源消耗大、环境污染严重、工期长、见效慢，这些结构设计模式已不适应现代煤矿建设的发展。
2轻钢结构在煤矿地面建筑中的应用
轻钢结构非常适合煤矿地面施工的需要，如井口房、驾驶室等建筑。因为煤矿建设的特殊性，如:井筒施工会对周围地面造成冲击，使井筒周围的土地松动，使用传统的钢筋混凝土框架或排架结构，易使建筑物沉降、结构变形。轻钢结构重量轻、变形协调能力强，只需针对基础进行简单的处理，就可以使工业建筑安全使用，不仅可以保证煤矿的正常工作，而且还可以降低工程造价，克服传统结构形式的缺点。
2.1所用建筑材料混凝土和钢材的型号标准
建筑材料的选择是煤矿矿井建筑结构设计中关键的问题，选取建筑结构材料的原则是适合本矿井特点、有可靠保证的、经实践验证的新型建筑材料。混凝土的选用标准:煤矿矿井建筑基础垫层多采用混凝土等级小于等于C15的素混凝土。钢筋强度等级超过400MPa时，混凝土强度要保持在C25以上，选用C30混凝土更适合。煤矿矿井储煤仓多采用混凝土等级C30～C40之间的预应力收稿日期:-03-27作者简介:齐亚楠(1986-)，女，本科学历，工程师，现在中煤西安设计工程有限责任公司从事结构设计工作。混凝土结构。煤矿矿井筛分车间由于受到重复荷载的钢筋混凝土构件的重力，所选混凝土强度等级要在C30以上。钢材的选用标准:梁和柱等纵向受力的普通钢筋一般采用HRB400级、HRB500级、HRBF500级。在实际施工中大多采用HRB400级的钢筋，相应的混凝土一般采用C30。承重钢结构材料采用Q345钢、Q390钢和Q420钢比较适宜。按强度控制结构构件的截面时，由于Q345钢的屈服强度比较高，比Q235钢的屈服强度提高了约45%，所以采用Q345钢比Q235钢能够节约30%左右。在煤矿矿井建筑结构中常用的吊车梁，多数都是轻(A1～A3)级或中级(A4、A5)，通常情况下设计为铰接。多采用型钢作为吊车梁的基础材料，采用钢板进行焊接制作时，一般选用Q345-C型钢板来保证它的`冲击韧性。钢结构的焊接材料要与连接件材料相适应，如果不同强度的钢材进行连接，一般情况下使用强度低的钢材比较适应。进行手工焊接的时候，Q235钢材通常用E43型焊条;Q345通常采用E50型焊条。
2.2一般情况下的建筑系数取值要求
2.2.1建筑梁的扭矩折减系数取值要求
由于机房里有比较多的吊挂物件，并且在建筑墙面上有很多洞孔，所以机房周围要适当设置一些辅助支撑设备。在进行建筑结构设计的时候，为了能够使数值更加精确，建筑梁扭矩折减系数必须要符合工艺设计的要求。一般情况下，要按照建筑孔洞的尺寸来计算梁扭矩折减系数，调整的范围0.3-0.4。
2.2.2建筑活载组合值系数的取值要求
大部分煤矿矿井建筑物的楼面活载组合值系数不同。一般情况下工业场地内的井口房、提升机房、输送机栈桥、翻车机房等活载组合值系数为0.1，在筛分楼、选矸楼、站、煤仓等活载组合值系数为0.9。因此，为了能使各个数值更加精准，并且符合建筑工程的质量标准要求，在设计煤矿矿井建筑结构的时候，必须要按照工业场地的建筑类型，严格选择活载组合系数进行设计。
3优化煤矿地面建筑环境的功能性设计
在煤矿地面建筑的优化设计中，不仅要优化建筑材料的使用，还要优化周边环境。
3.1建筑环境视觉效果的设计与优化
现存煤矿建筑大都是20世纪60年代建设的，受当时经济因素的影响，墙面都是清水或混水钢筋混凝土的材质，经过长期的风化剥蚀，许多建筑虽然能够继续使用，但外观陈旧了，对煤矿地面环境外观美产生严重影响。从技术角度分析，比较总体规划如新建、拆除、扩建等，与在建筑布局、造型、容积、色彩、款式等方面重新科学优化设计，建筑环境视觉效果加以改进。通过对建筑设计风格的优化，改变煤矿建设旧模式形式单调为多元化趋势，将矩形平面设计规则为不规则形状，梯形、圆形、多边形;增加凹凸线、虚线直线、圆弧、弯曲的形状;在一个单一的色调装饰墙外壁表面采用多彩漆;除对不同颜色的外墙砖粘贴的低层建筑外，改变了原有的僵化的风格。
3.2建筑能耗优化设计
在当前低碳环保倡导的口号下，合理使用自然采光、通风、采暖围护结构、屋面结构、地板保温等。根据不同地理环境的要求，充分利用周围的自然环境，实现健康、节能设计。改变煤矿地面建设现状，充分利用自然采光在冬季取暖和夏季乘凉，优化设计中充分利用自然采光，自然通风，余热，设置遮阳组件;代替普通黏土砖墙的轻质复合墙体，工人经常修理工作所用房间、矿灯房间、起重灯具房间等更应如此;优化设计屋顶为坡屋顶，有利于排水渗漏，同时也能改善室内微气候舒适性。
参考文献:
煤矿建筑中联合建筑的设计解析 篇3
联合建筑在设计上首先要根据生产流线进行设计, 按照工人的上班流程:“班前安全会→更衣→领灯→领自救器→进入井口房→下井工作→上井交灯→交自救器→更衣洗浴”的流程安排各个功能用房的位置, 做好联合建筑的设计能够有效地提高矿井生产效率。
一、联合建筑的概念解析
所谓的联合建筑是矿区集合数种功能于一体的且服务用于井下工人的建筑。矿井联合建筑环境和条件的改善直接体现了现代矿井工人地位的提高, 还是企业文化、企业精神、企业凝聚力的展示, 联合建筑的外形也直接形成了厂区的一道景观。
二、煤矿建筑中联合建筑的设计
1、自救器发放室以及存灯房的设计
在进行设计之时, 应依据相关规范, 确保合并之后的存灯房与自救发放室的使用面积配备为 (0.26—0.28) m2/人, 在计算人数之时, 按照原在籍人员人数的一点五倍计算。因为在使用过程中常会出现自救器或矿灯损坏的状况, 所以需设计维修用房, 按照现行规范, 维修用房的面积应当控制在一百二十平方米到一百八十平方米之间。
2、浴室的设计
浴室最主要是用于入井人员换衣和洗浴, 从而确保井下人员卫生功能的房间。在进行设计之时, 要确保洗浴间使用面积为人均0.85—1.00平米之间, 在进行人数计算之时, 按照生产人数的1.35倍来计算, 更衣室使用面积在人均1.05—1.25之间, 按照在籍生产人数来进行计算。假如更衣室使用的是吊篮形式, 那么每个吊篮要按照人均0.36平方米来计算, 同时按照设计将梁柱占用面积扣除, 这种更衣形式要按照设计来排列, 并对矿井生产人数予以确定, 同时适当留下一定空间, 从而避免出现更衣室不足的状况。
保健站与更衣室以及更衣室与职工浴室之间应进行太阳灯室的设置, 通常情况下, 太阳灯室分为通过照射式和集中照射式, 它的使用面积在五十到七十平方米之间。
3、监视监控、调度会议室的设计
监测监控室主要功能相当于信息中心, 所有工作面的生产信息均集中于此, 房间内实际布置为各种信息传递设备, 相当于一个计算机机房;调度会议室实际上是集生产、调度、会议为一体的综合性办公性质的房间, 调度会议室内通常分为两间布置, 内侧一间布置大型监视屏和若干监控电视, 以及操控台, 设计时应根据监视屏的高度来定房间的开间宽度;外间则为会议区, 根据矿井的生产能力以及最多开会人数确定会议间的面积。
调度会议室面积可按照办公会议室面积计算方法确定, 按中型会议室有会议桌的每人不小于1.8 m2, 并根据具体使用人数和桌椅的布置情况确定。会议室宜采用大跨度空间, 结构形式可采用井字梁方式或网架结构, 所以空间层高按需要调整。为保证大跨度空间形式, 调度会议室宜设置在浴室部分的顶层或者本建筑的顶层。调度会议室旁应设置2间~3间24h值班室。
4、洗衣房的设计
在对洗衣间面积进行设置之时, 如果是两台洗衣机则使用面积在五十到六十平方米之间;如果是一台洗衣机则使用面积在三十五到四十平方米之间。收发室的使用面积在每件0.023到0.035平方米之间, 烘干间的使用面积为每件0.15到0.29平方米。此外, 还应为每两台洗衣机配置一个洗衣槽和一台甩干机。作为机械洗衣间还需有单独对外出口, 应在地面使用容易清洗的防水和防碱材料, 同时设置要设置地漏或排水沟, 并且保证排水坡度在5%以上, 此外, 还要进行墙裙的设置。在收发衣间还应进行存衣架的设置, 并确保衣架与窗口布置尽量垂直, 从而便于通风和采光。
5、任务交代室的设计
任务交代室的主要功能是队组日常办公、技术组织、班前会, 属于办公性质, 每个队组的房间配置应配备队长室、技术员室和搬迁任务交代室, 每队组使用面积根据队组的人数为150 m 2/队组~210 m 2/队组。每两层宜设置集中的会议室一间, 便于各区队的工作协调会。任务交代室宜与浴室分建, 之间采用连廊联系, 可以避免浴室、洗衣房的噪声、气味污染。
6、平面布置的设计
上面这两种方案的布置形式具备如下的优势:在顶层设置调度会议室, 通常情况下, 职工都不会上去, 运用走廊连接任务交代楼, 从而方便管理人员对其加以使用;将任务交代室、浴室和灯房等分开, 对办公环境的整洁有利, 从而避免人流出现过度集中的状况;上下井的工人可以直接进入浴室、更衣室和灯房。它的缺点在于所占面积太大, 在矿井地面范围比较小的时候, 对节约土地非常不利。
对某些生产能力欠缺的矿井来说, 也可以选择几种建设的形式, 但在使用上依旧存在很多的缺点:更衣室、浴室的气味散发对全楼使用有影响;地面管理人员和上下井工人之间的人流交叉太过集中, 对正常办公有一定优点。它的优点在于所占地面积比较小, 常常在整合
扩建与地势起伏的矿井里使用。
三、矿井联合建筑在现代管理模式下改善的策略
1、矿井联合建筑的空间设计
不影响正常的生产功能流线的基础上, 矿井联合建筑的空间设计需要向立体空间、趣味空间转化。要求设计师通过变化与更新联合建筑的空间来创造出更多舒适工作环境。空间组织手法有叠加、抽减、截取、穿插、积聚、组合等手法, 还有通过水平方向的穿插交错和垂直方向的交错覆盖来实现空间之间的交融和渗透, 或者利用抬高和下沉空间的加减手法来寻求空间的变化, 还可以在普通的空间角落里融入巧妙的空间设计手法来营造出丰富的趣味空间, 使人们产生新鲜感, 为职工营造出更多的交流、互动、共享的场所。
2、空间色彩对人的效应
色彩是人对周围环境总的知觉的一部分, 它能使人在空间中分清物体、传递信息, 并影响人们的舒适与健康。在环境中色彩是一种语言, 它可作为一种信号给人以准确的描绘, 在复杂的空间中给人提供信息, 排除理解的困难。现代主义建筑大师勒·柯布西耶曾指出用“色彩区分手法”设计可使人能够从混乱的环境中清理出头绪。建筑色彩的使用对人的生理和心理有一定的影响作用, 并且通过人的活动和需要来促进和改善空间的功能, 如不同的色彩的使用可使空间感觉舒畅或压抑、明亮或者暗淡、大或者小、更暖或更冷、轻或重、与周围环境融入或者区别, 还可以通过建筑外立面的色彩的使用使其具有某种象征意义。
与环境对比或融合的色彩处理是环境设计中的两种最基本的方法, 它们经常在交替中不断被使用。许多良好的建筑色彩用色不多, 一般不超过3种色。在联合建筑的设计中可以通过色彩的正确运用, 改善职工的情绪从而达到提高工作效率、有益身心健康的作用。例如:暖色调可以使人瞳孔扩大、加速脉搏跳动, 给人提供活力、使人产生激情, 在任务交代及等待室等中可以大量的使用暖色调;冷色调使人安静, 减轻眼睛的疲劳, 使人产生安静、明快、清新的感觉, 在走廊、浴室、更衣室等地方可以大量的使用冷色调。
结语:
新世纪的矿井联合建筑在矿井运作中扮演着举足轻重的角色, 联合建筑应成为矿井的主要形象之一, 也应成为矿井文化载体之一。在煤炭企业的联合建筑设计中需要重点考虑的部分便是任务交待室、浴室、灯房的功能设计, 以及应该结合的规范、规定, 做好联合建筑的设计, 一定程度上提高矿井的生产效率及矿井的生产能力。
参考文献
[1]张平.煤矿建筑中联合建筑的设计解析[J].山西建筑, 2012, (13) :23-24.
[2]刘原平, 朱新月.新一代矿井联合建筑设计手法和管理研究[J].山西建筑, 2012, (12) :2-4.
煤矿民用建筑 篇4
新疆天然物产贸易有限公司梅斯布拉克煤矿，现各种证照齐全，特殊工种全部经过当地公安部门培训合格；根据《新疆天然物产贸易有限公司2013年生产作业计划》，计划生产原煤36.93万吨，掘进进尺3941米；按照火工品消耗量系数计算，2013年需要消耗煤矿三级乳化炸药117吨，煤矿许用毫秒延迟电雷管20万发；特申请贵局给予协调拜城县煤管局等相关部门按时按量供应火工品。
此申请，请批示。
新疆天然物产贸易有限公司
煤矿民用建筑 篇5
随着建筑技术的不断发展, 高层建筑在社会生产、生活中普及开来, 高层建筑的特点在于楼层多、楼房高, 所以在施工中必须格外注意建筑结构的准确性, 如果出现横竖偏差, 那么整个建筑的受力结构就发生了变化, 其后果可想而知, 所以在进行施工之前必须认真做好测量工作。进行工程测量之前首先要对工程的图纸有详尽的了解, 对设计师的意图必须明确。对于工程中各个曲线、圆弧、棱角等结构的分界点, 要明确它们之间的整体联系。只有在充分了解设计图纸的基础上, 才能使测量工作有的放矢, 明确测量标准, 保证测量结果的准确性。
1 高层建筑的定位测量
1.1 煤矿高层建筑的定位选择
定位测量是高层建筑底层测量的组成部分, 在进行定位选择之前, 必须结合建筑本身的地面布局特点和实际占地面积, 以此为基础选择最为适合的测量方法。例如选择红线桩作为建筑的定位, 在测量中就要以附近中心建筑的平行红线作为测量根据;或者选择以原有建筑作为定位的参考, 那么在测量中就要选择用较为稳定的永久性建筑来作为测量依据。
1.2 高层建筑定位的方法
直角坐标法和极坐标法是进行高层建筑定位的两种常见的方法, 如果建筑的设计是规格的四边形, 那么就选择直角坐标法;如果建筑的外形是不规格的图形, 那么可以适用于极坐标法, 并且极坐标法也可适用于规格形状的建筑。
1.3 高层建筑的定位测量
作为高层建筑底层测量的组成部分, 定位测量是建筑施工的基础。在煤矿高层建筑施工开始前, 煤矿管理部门应该将规划好的位测量和建筑坐标告知施工单位。施工单位在开始施工前, 应先仔细研究工程的施工平面图, 对煤矿提供的坐标点进行二次核实, 如果发现设计的图纸和实际测量有较大出入, 那么就必须停止施工, 将图纸返回设计单位进行修改, 并结合实际测量数据提出参考意见, 在设计方、煤矿和施工方全部认可后才可以正式施工。
2 高层建筑的基础施工测量
进行基础施工测量需要在钻孔机开始钻孔之前进行, 测量时需要依据现场防线交桩的位置, 同时还要结合龙门板与轴线控制桩确定的轴线位置, 将钻孔的准确位置在图纸和实地标注出来, 实地钻孔位置可以使用白石挥标定, 为施工提供方便。当钢筋混凝土的钻孔灌柱桩操作完成后, 可以将灌注桩上部的顶帽拆除, 施工搭建的承台、承台梁等结构都必须用支模板固定位置。圈梁位置上应该标注好轴线的具体位置, 并编排好顺序, 水平方向上从左至右可以使用阿拉伯数字1~9区分, 而垂直方向从上到下则可以用英文字母A—H标识好。在圈梁上要将0标高测至建筑的四个方位角与轴线的位置上, 可以施工红色油漆刷出三角形来标识。
3 煤矿高层建筑的轴线测量方法
3.1 经纬仪竖向测量法
采用经纬仪竖向测量方法的目的是控制高层建筑的竖向建筑偏差, 侧量中主要是是向上方投测轴线, 这种方法在目前高层建筑施工中是比较常见的。在具体应用中应该结合工程实际情况, 选择最为适合的仪器和测量方式, 下面介绍几种常见的投测方法:
(1) 轴线延长法。当施工的场地比较宽敞时可以使用轴线延长法, 具体做法是将建筑的四廓轴线向上延长到建筑物的顶部, 也可以延长到建筑顶部高度之外, 之后需要将经纬仪安装在轴线的延长位置上, 以首层的轴线作为标准, 从下向上依次进行投测。
(2) 侧向借线法。当施工的场地面积比较狭小时, 很难使用高层建筑的四廓线延长线进行投测, 这时也可以将轴线的延长线平移转向建筑的外侧进行投测。
(3) 正倒镜挑直法。这种测量办法的理论依据是小镜成像原理, 是把经纬仪安放在施工层上, 并使用轴线投测的办法进行测量。
3.2 全站仪测中法
使用全站仪进行测量有严格的安装要求, 首先全站仪的安装位置应在1号轴线60m位置的控制桩上, 和后视轴30m左右的控制桩, 之后在全站仪内输入建筑棱镜高度和仪器高度, 使用棱镜和全站仪相结合通过红外光进行测距IR。测量1号轴线60m位置的控制桩与二层棱镜的水平距离的具体数值从而推算出二层中间点的位置J点, 这样以此类推可以得到其他桩点的位置。
4 高层建筑的高层传递测量
4.1 钢直尺测量
在煤矿高层建筑中使用钢直尺进行测量, 具体的操作是用钢直尺顺着楼梯、边墙或是边柱等结构沿着竖直向上的方向进行测量。这种测量的方法需要等到向上传递3层底层标高点之后才可以使用, 需要用水准仪对建筑标高进行检验, 一般误差必须控制在3mm以下, 在实际的测量操作中, 为了使工作更加简便, 一般要在高层建筑的四面设置0高层点。在传递操作中, 一般会采用四个方面测量数值的平均值作为二层高度。
4.2 悬挂式钢尺传递测量
使用悬挂式的钢尺进行传递是在高层建筑施工中较为常见的方法, 也是人们从事研究量最大的。目前在高层建筑施工中采用温度和拉力相结合的改进措施, 其测量数据的准确程度大大提高, 是在高层建筑中距离差距较大的两点测量中最为常用的技术。但是这种方法也并非是完美无缺的, 因为钢尺的长度毕竟是有限的, 如果建筑的高度太大, 超出了一钢尺的限度就会产生一定的困难, 而且高度越高温度越低, 这就会给测量的准确程度带来影响。
5 煤矿高层建筑沉降观测
沉降观测的进行需要建立相应的监测网配合测量, 在监测网的设置过程中应该设置好闭合点或是设置符合标准的水准路线, 在此基础上结合施工场地的实际情况, 参照施工测量的工作方案, 建立起沉降观测的水准控制网。
在进行沉降观测工作中, 必须注意观测的完整性, 严防在观测进行中出现破坏现象, 为防止意外可以砌砖保护观测点。对于沉降观测中得到的原始数据要做好保存, 及时整理数据信息得出观测结果, 并进行分析, 绘出沉降变化的曲线图, 另外还应掌握好以下几个注意事项: (1) 观测获得的数据对于施工有着重要的作用, 所以必须采取措施保障观测数据的有效性, 通常数据观测的工作人员必须是固定的, 观测使用的数据如水准仪、水准尺都要仔细检验, 水准点的选择要精确, 观测工作要按照程序进行, 根据设定的时间、线路来开展工作。 (2) 一般在进行观测之前都要事先确定好观测的线路和顺序, 但是在实际施工中经常因为施工的原因造成通视困难, 这时可以在原有的固定观测点基础上, 设置一些临时转折观测点, 构成观测网络。当观测的仪器位置选定之后, 注意每次观测开始前都需要设定固定线路。另外鉴于首次观测的高程值对于以后测量非常重要, 所以必须保证首次测量数据的精确度, 为此可以使用N2类型的高精水准仪进行初次测量, 以提高测量准确程度。
6 总结
建筑施工的测量工作是高层建筑从设计图纸向建筑实物转化的首要参考依据, 测量工作中必须依据实际情况选择适合的测量方法, 找准测量点, 沿着固定的测量路线开展工作, 保障测量数值的准确性。为煤矿高层建筑的施工质量提供保障。
摘要：在煤矿高层建筑施工中, 建筑测量技术被广泛应用于工程的各个环节。建筑测量是将建筑设计落实到具体施工的第一个环节。本文就煤矿高层建筑施工中测量工作的内容、应用技术和注意事项进行介绍、讨论, 探究建筑测量技术对高层建筑施工的重要作用。
关键词：施工测量,煤矿高层建筑,定位测量
参考文献
[1]余海南.关于建筑工程测量技术应用的分析[J].民营科技, 2014 (01) .
[2]辛虎.建筑沉降观测中水准仪的应用研究[J].科技资讯, 2011 (13) .
如何提高煤矿地面建筑工程质量 篇6
1 煤矿建筑工程质量存在的主要问题分析
1.1 施工质量管理存在问题
现阶段我国的施工质量管理体系虽有进一步完善和发展, 但是对于工程施工却起不到实际的约束作用, 一些建筑工程在前期准备工作完成得不好, 在施工过程中很容易因为个体主观将施工程序改变, 这样很容易造成工程质量管理体系的随意性, 没有明确的管理目标和统一标准, 结果导致施工场面的混乱, 影响煤矿地面建筑的建设质量。
1.2 建筑材料不符合相关标准
在进行煤矿地面建筑工程施工建设的过程中, 使用的建筑材料能够对建筑工程的质量造成非常严重的影响, 使用不符合相关标准的建筑材料, 就会造成建筑工程的质量非常差, 影响人们的使用, 严重还会对人们的生命财产安全造成危害。
1.3 工程设计中存在问题
在针对建筑工程的施工方案进行设计的过程中, 因为相关设计者的专业知识和技能都比较差, 而且对于工程的实际情况也不够了解, 这样就会导致施工方案的设计水平非常低, 而且其中的内容也不符合建筑工程的实际需求和要求, 这样一来, 就会造成煤矿地面建筑工程的质量非常差, 影响建筑工程的使用性能和安全性。
2 提高煤矿地面建筑工程质量的具体对策
2.1 施工质量管理体系贯彻和落实
在进行煤矿地面建筑工程施工建设的过程中, 对施工质量管理体系进行良好的贯彻和落实能够有效保证建筑工程的质量得到控制。相关部门应该针对施工质量管理体系进行制定和完善, 并严格执行其中的规范标准, 对于相关施工人员来说, 应该提高自身的质量控制意识, 并加强施工过程中的质量检查工作, 针对薄弱的施工部位应该注重监管, 进而提高建筑工程的施工建设质量。
2.2 审查好建筑材料
相关施工企业一定要指派专员对建筑工程使用材料的质量进行控制, 并且在进行建筑材料购买的过程中, 还应该对资金的使用进行控制, 当然, 控制资金也是在保证质量的基础上进行的, 避免因为建筑材料的质量影响建筑工程的整体施工质量。如果在建筑工程施工建设的过程中发现质量问题, 必须及时进行处理。在建筑材料购买的时候, 相关人员一定要对建筑材料的质量、型号等等进行查验, 保证其适用于煤矿地面建筑工程的施工建设之中。
2.3 消除设计欠缺出现的质量问题
在煤矿地面建筑工程的施工设计方案完成后, 一定要组织多方会议, 对施工设计方案进行详细的讨论, 并对其可行性进行分析, 同时, 设计部门必须进行技术交底, 如果发现施工设计方案中存在不足或问题, 马上进行修改, 并再次进行严格的审查, 这样就能够有效提高施工设计方案的科学合理性, 保证建筑工程的施工建设质量符合相关要求。在进行施工方案设计的过程中, 设计者必须按照规范中的内容进行, 并结合各种因素, 在最大程度上提高施工方案的可行性, 提高建筑工程的质量。
2.4 加大施工工程的质量监管力度
在实际建筑工程建设的时候, 所有单位和企业必须要将质量管理和控制作为首要任务。针对还在建设中的环节来说, 必须要进行质量检查, 并对全体施工人员的综合素质进行有效的提升。针对已经建设完工的部分来说, 更应该进行质量检查工作, 这样就能够确保建筑工程不会在使用的过程中出现任何问题。
3 结语
结合上文所言, 我们能够了解到, 煤矿产业对于我国社会发展和经济建设来说有着非常重要的作用和意义, 所以, 煤矿地面建筑工程的施工建设质量能够直接对煤矿产业的发展和进步产生影响, 因此, 一定要对煤矿地面建筑工程的质量进行有效的提高, 进而保证煤矿产业中的工作能够顺利进行。上文针对煤矿地面建筑工程质量中存在的问题进行了具体分析, 并提出了解决对策, 在进行煤矿地面建筑工程施工建设的过程中, 一定要按照相应的规范标准中的内容进行施工和建设, 并做好质量管理和控制工作, 不断加强施工人员的综合素质和技能, 进而使煤矿地面建筑工程的质量得到有效的提高。
参考文献
[1]曹元成.基于抗震要求下的煤矿地面建筑质量控制[J].低碳世界, 2014, 11 (06) :132-133.
[2]温良涛.浅谈煤矿地面工业场地的布置及其可持续建筑设计[J].商品与质量·建筑与发展, 2013, 14 (10) :196-197.
煤矿民用建筑 篇7
1 地震震级与地震烈度
地震震级是指地震的能量级别,每次地震只有一个级别,它是根据地震释放能量的多少来划分的,释放的能量越多,震级越大。我国使用的震级标准是国际通用标准,为“里氏震级”。一般3级以下为弱震或微震,3级～4.5级应有震感,4.5级～6级为中强震,6级～7级为强震,7级为大震,8级以上为特大震。迄今为止,世界上记录到的最大地震震级为1960年5月22日智利的8.9级。
地震发生时,人们通常用地震烈度来描述地面遭到地震影响和破坏的程度,烈度大小是根据人的感觉、室内设施的反应、建筑物的破坏程度及地面的破坏现象等综合评定的,一般情况下,1度、2度人完全感觉不到,3度少数静止中的人有感,4度至5度睡觉的人会惊醒、悬挂物摇晃,6度房屋损坏、墙体微细裂缝,7度至8度地面裂缝,9度至10度房屋倒塌、地面严重破坏,11度至12度毁灭性破坏。震级越大,烈度越高;离震中越远,烈度愈低。我国多数地区的震源深度在10km～30km处,对于这种地震,震级为为5级时,震中烈度一般为6度至7度,震级7级时,震中烈度一般为9度至10度。
2 我国烈度的划分和汶川地震的基本情况
经过50年的变化,我国的抗震标准已经经历了多次不同程度的修改和完善,从1966年邢台地震后提出的“基础深一点,墙壁厚一点、屋顶轻一点”;1976年唐山地震后提出的“砖房加构造柱圈梁”到现在的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三个水准,证明我们的抗震观念越来越强。目前的设防标准是依据国家监测的地震动参数区域分布划分不同地方应该设防的水平。除部分不需设防地区外,全国抗震设防烈度基本上为6度到9度间,也就是说,当出现大地震时,且地震烈度大于9度时,部分按规范要求设防的建筑也会倾斜、甚至倒塌。
5.12汶川大地震震级为8级,震源约在地下10km处,其能量相当于5 600颗广岛原子弹,震中烈度达到10度～11度,大大超出了规范中7度的设防标准。破坏状况可想而知。
3 汶川地震震害调查
通过对汶川地震破坏状况研究,建筑物的破坏主要有以下几种情况:
1)汶川地震断层从东北方向一直延伸到青川县一带,最大地面断层穿过之处山河为之改观,断裂带上的房屋几乎全部倒塌,而距此处几十米的建筑破坏就较小。
2)地震带来的地质破坏例如塌方、滑坡等次生灾害埋没砸坏大量的房屋。
3)结构型式的不同,其抗震性能明显不同,大开间的砖砌体结构、单跨的钢筋混凝土框架结构、抗震性能差的民房倒塌极为严重。本次地震许多学校教学楼倒塌,要求我们对这些结构提高认识,要慎用。大部分严格执行抗震规范的房屋经受住了考验。
4)施工质量是保证建筑物抗震性能的关键,同样条件下施工质量不好的建筑物更容易倒塌;劣质的建材也是许多建筑物倒塌的根本原因。本次汶川地震许多生命葬于此类房屋。
5)由于改造不当和装修随意开洞破坏结构主构件的房屋倒塌严重。各种破坏情况见图1～图4。
4 煤矿地面建筑的安全
1)选址时,应当避开地震活动断层或者生态脆弱和可能发生洪灾、山体滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等灾害区域,作为煤矿应考虑排矸的位置及其排水方,以防上部形成堰塞湖。对危险地段,严禁建抗震类别为乙类的建筑,不应建抗震类别为丙类的建筑。
2)地震不能避免,预报又是目前不能解决的世界难题,那我们就应将关注的重点放在如何提高建筑物的抗震性能上。煤矿的提升系统、通风系统、供电系统等属于煤矿的的生命线工程,《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)将这类建筑的抗震类别定为乙类建筑,即将出版的《煤矿建筑结构设计规范》将这类建筑的安全等级定为一级,要求将这类建筑结构重要系数提高,采取的抗震构造措施可比设防烈度高一度执行,充分显示出我国对煤矿建筑安全的重视。
3)尽可能不设计大开间的砖砌体结构,对于调度室、控制室、坑木加工房等优先采用抗震性能好的框架结构,单身宿舍等砖砌体结构要按要求设置构造柱和圈梁,即使较小的建筑物和构筑物(例如天轮架等)也要进行抗震设计。单跨的框架房屋在原来的设计多用于动筛车间,有的高度达到20m以上,现在看有来是有些不妥的,以后的设计可以考虑加支撑。
4)严格控制施工质量,对结构主体的质量要重视,对非结构构件的施工也要重视,非结构构件在地震时容易倒塌,在风荷载作用下也可能倒塌。我国的抗震规范对非结构构件的计算和构造越来越严格,实践证明施工中出问题最多的也是非结构构件。我国近几年煤矿建筑施工单位的素质提高不少,但也有疏于管理出现事故的现象。在施工管理上,要加强法律法规建设要依法办事,要加强监督检查,坚决查处偷工减料。
5)抗震意识急待加强,建筑物改造和装修要遵循规定,改造不当会使结构抗震性能减弱或彻底丧失。
5 结语
煤矿地面工业建筑工程WBS分析 篇8
建筑物, 供人们进行生活、娱乐和工作等各方面生命活动的场所。建筑物根据其使用用途大致可以分为工业建筑和民用建筑两类: (1) 工业建筑, 顾名思义, 即主要运用于工业建设用的建筑, 这些建筑通俗称之为厂房, 一般来说建筑物的周围有工业设施, 这些附属设施或是工业建设必须的设施;或是保证工程正常进行的必要设备。 (2) 民用建筑, 通常是指的人们生活和活动所用的建筑, 人们通常在这些建筑中居住, 或是进行工作、娱乐等活动等。民用建筑相对于工业建筑来说涉及面要更为广泛一些, 我们日常生活中所看见的大部分建筑都可以称之为民用建筑, 例如学校、公寓、超市、医院、图书馆、博物馆等等, 这些都可以笼统的称之为民用建筑。
就目前煤矿地面工程建筑专业来看, 其相关的建筑专业性较高, 除了具备目前大多数工业建筑的特点以外, 还有着其自身专业的独一无二的专业性特点。笔者总结了目前煤矿地面工程建筑的特点, 归纳出了以下几个方面的要点: (1) 煤矿地面工业建筑工程在项目管理上和一般民用建筑有很大的不同。就大部分的民用建筑而言, 其工程程序往往分为工作包组和非工作包组, 工作包组的任务往往和整体的建筑工程有关, 它往往是整体建筑工程任务的细节性分支, 在整体工程完成的过程中占主要地位, 并有着较为重要的作用;而非工作包组的任务则要简单的多, 通常是一些重复性的任务。在煤矿地面工业建筑中则没有上述细致性的划分, 这是由于煤矿地面工业建筑中重复性任务较少, 没有很多流水线式的工程任务, 因此, 一般只有一个工作小组, 进行整体工程的设计和施工。 (2) 煤矿地面工业建筑中的项目管理和其他工业建筑工程也有着极大的不同。一方面, 煤矿工程中, 由于自身的专业性原因, 导致工程流水线较少, 多为挖掘性的工程任务等, 这些工程任务就对工业建筑提出了更为细致化的要求;另一方面, 由于煤矿是一种消耗性产业, 其工业进度和市场需求有着极大程度上的关联, 换句话说, 煤矿工程往往并非单独的、单一的工程, 更多的和市场有着空间和时间上的内在联系, 这也就为施工带来的新的问题, 要解决煤矿地面工业建筑在施工上的系统性市场需求问题, 必然会运用到WBS工具, 用WBS工具对工程进行相关的解析和处理, 往往能够起到事半功倍的效果。 (3) 煤矿地面工业建筑往往有一个很重要的特性, 其生产工艺较为复杂, 伴随着这些不同种类的生产工艺的是不同种类的工业建筑种类。煤矿一般来说根据其建筑水平位置的不同可以分为露天矿和井工矿两种, 而根据其挖掘角度的不同又可以将井工矿分为直矿、斜矿和混合矿等。 (4) 一般来说, 煤矿地面工程建筑施工项目有着极为明显的专业性、独特性、系统性和科学性, 仅仅根据人为商讨是难以建立起全面的建筑计划的, 这个时候往往就需要建筑工程项目管理工具WBS的帮助, 通过WBS是帮助能够很好的解决上述这些问题。
2 煤矿地面工业建筑工程项目WBS分析
2.1 煤矿地面工业建筑工程WBS主要依据
一般来说, 在建筑工程项目中需要利用WBS进行解析的分为以下两类: (1) 各项目文件:这种项目主要包括工程中各个项目的正式文件, 包括工程开始前的整体项目规划和设计, 工程进行过程中的各类项目文件, 如项目集成计划说明书、项目管理规划范围说明书等, 还有工程完成后的后期质量监管说明书等, 项目后期相关维护文件等, 这些都是我们需要重视的问题所在。 (2) 各种项目信息:这包括即时更新的项目事业组织环境和组织过程资产, 项目所需专业领域对项目产出物和项目工作的客观要求信息, 项目各相关利益主体提出的项目范围变更请求批准情况的信息, 项目限制条件与假设条件方面发展变化的信息, 有关项目相关利益主体提出的项目范围变更请求方面的信息, 历史项目信息等。
2.2 煤矿地面工业建筑工程WBS分解步骤
煤矿地面工业建筑系统往往是一个较为复杂的体系, 其内部根据不同的方式往往可以分为不同的系统或工程。一般来说, 用WBS对建筑工程进行分解步骤为以下几点:首先, 确认煤矿建筑拟定地点的相关情况, 这些情况包括地质情况和周边情况等;其次, 对建筑计划的项目中的各项要点进行检查, 确保万无一失, 最后, 模拟进行建筑计划, 核对建筑流程无误方可完成WBS系统解析。
2.3 煤矿地面工业建筑工程WBS体系
煤矿地面工业工程是一个复杂的体系, 它的建筑设计过程涉及到许多方面的共同作用, 往往仅靠人力是无法完成的, 这也就需要建立起相关的WBS体系。在WBS体系的帮助下, 完成建筑工程设计中的相关要求, 对于特殊的要求进行特别对待和处理, 对项目工程进行分解性管理和区分, 确保每个要点都能够涉及在内。
2.4 煤矿地面工业建筑工程筒仓的WBS
为了更为方便理解WBS是如何对煤矿地面工业建筑进行分解和处理的, 笔者挑选了建筑工程筒仓的WBS作为典型例子进行示范。此工程为东面露天矸石仓。该工程正式启动于2010年5月18号, 工程完成竣工时间则为2010年12月29号, 工程完整工期约215天, 造价合计约667.89万。统计系相关技术参数后, 主要得出下列相关数据:矸石仓工程位于煤矿的东面, 为典型的露天型煤矿联合地面工业建筑, 矸石仓为18m的圆筒仓。该矸石仓据统计共有1102跟有效木桩对其进行固定, 合计所有木桩, 最长长度为900mm, 最短长度为450mm, 有效桩距为600mm。在这些有效木桩中, CFG木桩共355根, 这些木桩采用的是C20混凝土方式进行固定, 固定完后, 整体矸石仓地基的压力承受范围高达400kpa。在确保桩身能够承受住矸石仓的压力之后。在CFG桩上进行碎石垫处理后, 进一步的做抗压处理。外部的筒壳一般来说分为两层, 一层为溜槽层, 越为36.48mm;另一层为控制层, 约为4.34mm。仓顶则采用混凝土进行整体框架设计。
对上述煤矿地面工业建筑进行WBS分解, 分解流程大致如下所述:首先, 根据《筒仓设计要求规范》, 将此筒仓的结构大致分为六个部分:仓底承载, 仓下基础, 仓底, 仓壁, 仓内容, 仓顶。其次, 根据相关任务清单对这些已经划分清楚的层次进行进一步的分析, 对相关步骤进行进一步的审核, 确保在工程过程中不会出现相关的技术性问题;然后再将工程分为地基基础工程和主体工程这两个大部分, 对土石方工程进行进一步的解构和分析;最后, 对工程竣工时的资料检验和资金合计进行模拟行计算, 确保其自身正确性。
摘要：WBS作为规划工程内容、控制工程预算的重要工具, 在许多建筑工程项目中都有着极为重要的作用。如何将WBS分析实际运用到煤矿地面工业建筑工程中去, 这是我们需要探讨和研究的问题所在。
关键词：煤矿地面,工业建筑,WBS,检验
参考文献
[1]吴志东.基于WBS的工程项目管理信息系统研究[D].西安:西北工业大学, 2011.
煤矿民用建筑 篇9
我国大部分煤矿开采为井工开采, 在开采过程中不可避免地要产生采空区, 并且随着煤矿的发展, 采空区的面积和范围不断扩大。通常采煤作业完成后会留下采空区, 如需要继续向纵深开采, 一般会对采空区采用锚杆固定、木桩支撑等防护措施, 一段时间内, 煤矿采空区不会塌陷。如煤矿采空区不再进行加固, 且不进行回填, 时间长了将会造成塌陷, 造成地面沉降, 在地表形成塌陷坑, 形成积水, 造成农田无法耕种。对采煤塌陷区进行综合治理, 普遍认为是一个世界性难题。
1 项目来源
贾汪区泉城新区棚户区改造保障性安居工程位于江苏省徐州市贾汪区东北部, 主要由多层住宅及多层商业用房构成。根据甲方提供的由江苏省第二地质工程勘察院编制的《贾汪区泉城新区棚户区改造保障性安居工程场地地基稳定性评价报告》及《贾汪区泉城新区棚户区改造保障性安居工程一期岩土工程勘察报告》, 拟建场地及周边曾进行过多期次的煤矿开采活动, 形成诸多采空区域。以下以拟建地块一进行分析。该地块位于原东平煤矿和原宗庄煤矿矿界范围内, 地面高程一般在40 m左右, 地势总体呈东高西低, 地面坡降较小。目前, 场地多为耕地, 局部已平整。
2 采空区地表变形机理及基本规律
地下煤层被采空后, 便在地下形成了采空区, 采空区上覆及周围岩体失去原有的平衡状态, 从而发生移动、变形以至破坏。这种移动、变形和破坏在空间上由采空区逐渐向周围扩展, 当采空区范围扩大到一定程度时, 岩层移动就波及到地表, 使地表产生变形和破坏 (地表移动) , 从而出现地表移动盆地、地裂缝和塌陷坑等。地下煤层采出后, 煤层上覆岩土体失去支撑, 原先平衡状态被破坏, 在自身重力及外力作用下发生变形、破坏、位移, 最终趋向新的平衡状态。采空区上方岩体按破坏后的力学结构特征划分为3个变形带, 分别是冒落带、裂隙带和弯曲变形带。该场地内地表移动和变形主要表现为地表移动盆地。在开采影响波及到地表以后, 受采动影响的地表从原有标高向下沉降, 从而在采空区上方地表形成一个比采空区面积大得多的沉陷区域, 称为地表移动盆地或下沉盆地[1]。
3 采空区稳定性评价
煤矿采空区稳定性影响因素与所开采煤层厚度、埋深、产状及开采方式、开采时间、开采程度、顶板管理方式等密切相关, 并受后期重复采动、地面附加荷载、地质环境改变及地震活动等影响。
3.1 采空区地面变形特征对地基稳定性的影响
该拟建地块一开采最小深度130 m, 各煤层采厚0.65~0.85 m, 开采时间为20世纪70—90年代, 因此该拟建场地采空区具有采深大、采厚小, 且停采时间久的特点。根据采空区地面变形的一般规律可知, 各煤层采空区在采深较大、采深采厚比大于30地段, 在变形活跃期内产生的地面变形主要为连续变形, 不会出现冒落、裂缝、台阶等急剧变形特征, 该类地面变形对地面构筑物的危害程度较小。
3.2 地表移动所处阶段对地基稳定性的影响
该拟建地块一煤层最大采深165 m, 采空区塌陷引起的地表移动时间约1.4 a, 而采空区停采时间为2001年, 停采时间距今已12 a以上, 属“老采空区”, 因此根据煤矿开采时间评价, 拟建场地采空区地面变形阶段已经进入衰退阶段, 上覆岩层的应力状态已经趋于相对平衡状态, 塌陷变形已经相对稳定[2]。
3.3 采空区剩余空隙体积估算
根据该地块各煤层采空区的分布及叠加情况, 煤层厚M=2.30 m, 煤层采出率K=75%, 采空区剩余空隙率△V=0.15, 故采空区剩余空隙换算等量的最大采厚值h=M×K×△V=242 (mm) 。
3.4 残余变形对地基稳定性的影响
该拟建场地采空区为老采空区, 当地质环境条件发生改变, 或遭受地震活动等影响时, 老采空区将发生“活化”作用, 地面将再次产生变形, 从而影响地基的稳定。不管是何种原因引起的老采空区“活化”, 均通过地面变形而影响地基的稳定性, 各种不同原因所引起的老采空区活化变形量的总和应与老采空区残余变形总量相近。如果能够预测出老采空区残余变形总量, 并将其与现行相关规范所规定的有关限值进行对比, 即可对拟建场地采空区稳定性进行评价。本次地表残余变形的估算方法采用概率积分法, 地表残余倾斜值最大为2.8 mm/m, 残余水平变形最大为1.3 mm/m, 残余曲率最大为0.16 mm/m2。根据《岩土工程勘察规范》第5.5.5条中的相关规定, 拟建场地残余变形值均小于规范规定的限值。据此评价, 拟建场地地面残余变形对地基稳定性的影响程度较小。
3.5 采深采厚比对地基稳定性的影响
根据该拟建地块下伏各采空区采深及累积采厚计算场地内采深采厚比为57, 远大于30, 表明各采空区在变形期内产生的地面变形主要为连续变形, 不会出现冒落、裂缝、台阶等急剧变形特征, 该类地面变形对地面构筑物的危害程度较小。
3.6 老采空区“活化”对地基稳定性的影响
综上所述, 引起老采空区“活化”的主要因素主要为地震活动的影响。该拟建地块设计地震基本烈度7度, 设计地震基本加速度0.10 g, 设计地震分组为第二组。根据史料记载, 该拟建地块地震活动强度微弱, 历史上未曾发生过破坏性地震, 但遭受区外地震活动影响频繁, 在较高烈度地震影响下, 采动区上方原已相对稳定的岩体将有可能变得不稳定, 从而可能使老采空区产生活化变形, 影响地基稳定性。老采空区是否发生“活化”及其破坏程度与地震震级、震中距及地震烈度等有关。老采空区“活化”将引发采空区新的地面变形, 新地面变形量的大小与地面残余变形量有关, 同时会加剧地面残余变形量的释放, 对该拟建块地地基的稳定性造成一定程度的影响。
4 采空区抗变形措施
拟建地块地基稳定性为相对稳定场地, 基本适宜工程建设。在相对稳定场地内进行项目建设是可行的, 但应对相对稳定场地内的建筑物采取基础和上部结构的抗变形措施。拟建地块在设计过程中采取了如下抗变形措施。
4.1 总图方案调整
首先对建筑总图方案进行调整, 以避免拟建建筑物跨越相对稳定场地和稳定场地, 减小地基的不均匀沉降对建筑物造成的损害。同时在满足建筑物使用功能的前提下, 建筑体形、平面力求简单, 高差不宜过大。严格控制建筑物长高比, 以增加其整体刚度。严格控制建筑物的高度和层数。优化结构方案, 使得结构平面、竖向布置规则, 减少平面凹进尺寸, 尽量避免楼板局部不连续, 避免竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变。对于跨越相对稳定场地和稳定场地的住宅楼, 通过设置沉降缝的措施以减小地基的不均匀沉降对建筑物造成的损害。
4.2 加强基础及上部结构刚度
多层住宅楼均采取了抗变形能力较强的柱下条形基础;以该地块住宅1#楼为例, 条形基础梁的截面为350 mm×500 mm~350 mm×900 mm, 基础翼缘宽度横向为1 000 mm, 纵向为1 200 mm, 翼缘根部厚度为350 mm, 条形基础端部均伸出轴线外1 000 mm, 采用C35混凝土浇筑。该工程条形基础梁截面较正常场地上建筑物的条形基础梁取值大, 梁高取1/6跨度, 以增强基础的刚度和抗变形能力。为了尽可能减轻上部建筑物的自重, 该工程内外隔墙均采用密度较轻的烧结空心砖, 并且基础埋深尽量浅埋, 以减少建筑物的荷载影响深度。同时根据勘察报告中提供的岩土资料, 对建筑物的沉降进行了计算控制。
4.3 对地震力进行放大
拟建地块建筑按建筑抗震不利地段设计, 根据《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2010) 第4.1.8条要求[3], “抗震不利地段建造丙类及丙类以上建筑时, 除保证其在地震作用下的稳定性外, 尚应估计不利地段对设计地震震动参数可能产生的放大作用, 其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数。其值应根据不利地段的具体情况确定, 在1.1~1.6范围内采用。”拟建场地的建筑物结构计算时地震力放大1.2倍;此处取值1.2倍是综合结构安全以及控制投资成本考虑的。
4.4 沉降观测
对拟建场地及建筑物自建设施工开始至运营期间, 应由建设单位委托有资质的变形 (沉降) 观测单位进行变形 (沉降) 观测。变形 (沉降) 观测点的设置及观测要求是:建设场地及建筑物变形 (沉降) 观测应包含建筑工程的整个施工期内和使用期间。建筑物施工期内的观测次数和间隔时间, 应根据施工进度及时进行[4]。一般建筑可在底层框架柱脱模后开始观测, 每加高1层观测1次, 主体封顶后1个月观测1次, 竣工时总观测次数不得小于5次。建筑物竣工后, 根据建筑物施工期内沉降变形情况追踪观测, 依据沉降量与时间关系曲线制定, 直到基本稳定为止。
5 结语
近年来, 为了节约土地资源, 在煤矿采空区上部进行开发建设的项目越来越多, 虽然煤矿采空区对上部建筑物的影响很大, 但是只要在工程设计、施工及以后的使用阶段分别采取切实可行的措施, 采空区对上部建筑物的影响是可以避免的。然而, 煤矿采空区的具体实际情况十分复杂, 必须在设计前委托有相关资质的单位对煤矿采空区进行可靠的稳定性评价, 以此为依据, 才能具体情况具体分析, 采取针对性的处理措施, 以达到煤矿采空区上部建筑物既安全可靠又经济实用的目的。
参考文献
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