zA基坑双排钢板桩围堰与钢支撑施工方案资料.doc

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原围堰设计方案及其特点2.2. 钢板桩围堰方案较原方案优缺点分析2.3. 围堰方案的选定3. 施工工期安排4. 施工准备4.1. 现场准备4.2. 技术准备4.3. 材料、机械准备5. 施工工艺及方法5.1. 钢板桩施工总体布置5.2. 钢板桩施工的一般要求5.3. 钢板桩的检验、吊装、堆放5.4. 钢板桩施工顺序及方法6. 基坑监测方案6.1. 观测点设置6.2. 观测频率7. 质量保证措施7.1. 质量管理组织机构7.2. 质量领导小组职责8. 安全文明施工措施8.1. 安全施工措施8.2. 文明施工措施9. 应急救援预案9.1. 应急预案的方针与原则9.2. 应急预案工作流程图9.3. 钢板桩围堰施工存在的危险因素及预防、应急措施9.4. 应急救援组织架构9.5. 事故报告附件1 钢板桩支护简易计算书附件2 钢板桩围堰布置图1. 工程概况1.1. 工程基本概况 XX泵站位于XX桩号9+310处，为新建穿堤排水泵站，需开挖部分堤段，该处原堤顶高程约为4.40m，围内河床高程约-0.8m，外江河床高程-2.6-5.9m。泵站设计抽排流量为10.8m3，装机3台，均为1400QZB-125D型潜水泵，总装机555kw。泵站由闸室、围内侧进水铺盖护坦、外江侧消力等组成。泵站闸室底板高程-3.60m，交通路面（堤顶）高程为4.90m。内河侧、外江侧翼墙均为钢筋砼挡墙。1.2. 工程等别及防洪标准本工程属于XX河堤的穿堤建筑物，工程建筑物的级别为1级，工程的防潮标准为100年一遇，排涝标准为涝区20年一遇最大24小时暴雨产生的径流量遭遇外海5年一遇潮水位相对应的典型潮水位过程线一天排干。1.3. 基本资料1.3.1. 水文1）设计暴雨根据XX市气象站的设计暴雨成果表，工程所在处涝区的设计暴雨20年一遇，24小时暴雨的设计值为304.7mm2）施工洪水围堰防洪标准采用枯水期103月10年一遇洪（潮）水。1.3.2. 工程地质XX泵站地基主要由人工堆积（Q4S）、第四系海陆交互相沉淀（Q4mc）和第四系河流冲积相沉积（Q3al）的填土、砂层、软土、粘土、中粗砂等构成，个土层自上而下简述如下：填土（Q4S）：主要由粉质粘土和含泥中细砂组成，结构疏松稍密，层厚3.50m5.00m。粘土（Q4mc）：浅灰黄色，软塑状，层厚小于2.15m，呈透镜体分布。砂层（Q4mc）：由细砂、中粗砂等组成，呈浅灰色、浅黄色，松散稍密状。该层厚度1.40m4.9m，顶板埋深0m5.0m，相应高程为-0.22,m-0.60m。软土层（Q4mc）：由淤泥、含贝壳淤泥等组成，呈深灰色，流塑状。标贯实验值一般为1击。该层分布稳定，厚度大，达11.0m17.10m，顶板埋深2.0m8.4m，相应高程-2.22m-4.00m。粘土（Q3al）：呈灰色、灰白色、黄白相间等花斑色，成分主要为粘粉粒，可塑硬可塑。标贯试验击数为8击9击，内夹中粗粉细砂层。该层分布稳定，层厚打4.0m以上，但埋藏较深，层面卖身为17.40m23.50m，相应的层面高程为-13.00m-19.10m。均属较高高压缩性土，强度低，不易作建筑物天然地基，须经过地基处理方能满足刚性建筑物基础要求。强度高，工程特性好，厚度薄，分布不连续，亦不易作为水闸的天然地基，强度稍高是稍好的持力层，厚度变化大，亦不宜做天然地基，斑粘土呈可塑硬塑状，工程特性好，但埋深较深，一般在高程-13.0m以下。另外，地基土中存在透水性较强的砂土层，而且分布较浅，厚度约0m5.00m，开挖基坑存在渗漏和渗透稳定问题，应采取防渗或降水措施，同时加强基坑支护。2. 围堰方案对比及分析本工程基坑开挖深度较大，且基坑与现状河道、周边建筑物等距离较近，因此要求基坑支护结构的变形必须要小；同时由于水位较高，支护离基坑较近，因此要求支护的止水性能要好。2.1. 原围堰设计方案及其特点原设计围堰采用砂填筑，外河侧先铺设编织布两层，上压双层砂包，底脚形成砂包反牙平台；基坑侧先铺设反滤土工布两层，外压单层砂包，底脚形成砂包反压平台，平台打设4m长松木桩。堰顶高程2.5 米，堰顶宽2.0 米；外河施工期水位1.0米，堰脚底高程在6.0 米左右，挡水深度在67 米间；迎水坡坡度为1:2，背水坡坡度均为1:2.5 。2.2. 钢板桩围堰方案较原方案优缺点分析2.2.1原设计砂土围堰 1、经测量放线，原设计砂包围堰占用河道较多，缩窄了河道，也对行洪造成一定隐患；并且，占用河道需经过航道部门等相关部门的审批，对施工造成影响。 2、堰体挡水高度较大，基础为透水性强的淤泥、粉细砂，容易造成渗漏，堰体底部填料在沉降作用下造成土体滑移，影响施工进度及安全。2.2.2 钢板桩围堰1、 拉森钢板桩占用施工场地面积小，施工位置位于岸上，避免因占用河道而受到相关部门的干扰从而拖滞施工工期。2、 拉森钢板桩更靠近基坑位置，在施工枯水期内仅有每月大潮时才会受到水位影响，从而减少围堰受到水压力的影响，增加围堰的安全性。3、使用拉森钢板桩不会产生泥浆，也不会造成现场砂砾及其他材料堆积，现场文明施工容易保证。同时拉森钢板桩可以重复使用，节约自然资源，产生较好的环境效益。2.3. 围堰方案的选定XX泵站钢采用板桩围堰其造价较原砂土围堰更高，但为了满足工期需要，在2014年4月30日工期节点时将出水口闸门下闸，以此保证外江江水不会通过破堤口倒灌进入XX市区内，因此，我部建议采用钢板桩围堰方案。并且，我部不追加因采用钢板桩围堰所需增加的概算，于此同时，在施工过程中，我部将保证钢板桩围堰的安全稳定，避免产生任何不利因素对施工安全造成威胁。3. 施工工期安排钢板桩围堰施工计划如表：序号项目时间（天）备注1施工场地平整22边坡开挖73钢板桩打设74钢板桩加固、支撑35钢板桩拔除36总共22表3-1 钢板桩围堰施工计划表4. 施工准备施工准备分为现场准备、技术准备和原材料、机械设备准备。4.1. 现场准备1、设备进场前进行施工现场踏勘，详细了解场地情况、地质情况及周围环境状况。充分做好前期准备工作，在合同签订后，马上进入准备阶段，组织落实人员、联系材料、检查机械的完好性、进驻机械等项工作。2、了解水源、电源位置及最大可用量，并将水、电接至施工地点，确保为施工及生产、生活提供足够的用电、用水量；3、根据现场场地状况，选择合适的位置搭设材料堆放场地，做到材料堆放有序；4.2. 技术准备1、学习有关图集、施工规范以及技术文件、设计图纸。组织技术、管理人员全面熟悉图纸，领会设计意图，明确质量要求；2、进行图纸交底，做好图纸会审工作；3、做好对机组人员的技术、安全及文明施工交底工作；4.3. 材料、机械准备1、振冲桩机1台， 15米长钢板桩进场进行基坑支护；顶高程设置在2.5m，外围堰需332根，内围堰需25根，共357根。2、反铲挖掘机1台；3、交流电焊机2台；5. 施工工艺及方法钢板桩采用型拉森钢板桩，钢板桩之间采用2I45b围檩进行连接，围檩与每根钢板桩之间空隙须打入木楔抵紧，转角必须设置专用构件。采用直径30015的钢管进行内支撑。5.1. 钢板桩施工总体布置钢板桩围堰采用双排钢板桩布置，两排钢板桩间距为7.0m，采用两道2I45b工字钢围囹，内侧用300mm钢管焊满对撑对拉。桩顶高程2.5m，桩底高程-12.5m，桩长15m；内设两层支撑，高程分别为-0.1m、-2.5m。 钢板桩围堰消力池尾水侧立面图1、钢板桩围堰布置图见附件2。钢板桩围堰外河侧沿消力池外边线1m距离布置，两边向河堤延伸，与设计开挖高程2.5m处相交。包括内围堰所需10m单排钢板桩，本方案共需拉森型钢板桩357根。2、施工道路布置原上游水闸侧进基坑临时施工道路因施工需要和实际交通状况约束下，现改为在下游侧，路面宽度4.0m，按1:7坡度比例。3、原500基坑支护搅拌桩为338根，靠近尾水抛石侧，因已有钢板桩支护，故取消钢板桩外侧搅拌桩，共取消约54根，具体位置见附件2。4、钢板桩转角处用角钢相连，大样图如下：钢板桩转角处连接大样图5.2. 钢板桩施工的一般要求（1）钢板桩的设置位置要符合设计要求，便于基础施工，即在基础最突出的边缘外留有施工作业面。（2）基坑护壁钢板桩的平面布置形状应尽量平直整齐，避免不规则的转角，以便标准板桩的利用和支撑设置，各周边尺寸尽量符合板桩模数。5.3. 钢板桩的检验、吊装、堆放（1）钢板桩的检验对钢板桩，一般有材质检验和外观检验，以便对不合要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。外观检验：包括表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等项内容。（2）钢板桩吊运装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。（3）钢板桩堆放：钢板桩堆放的地点，要选择在不会因压重而发生较大沉陷变形的平坦而坚固的场地上，并便于运往打桩施工现场。堆放时应注意：5.4. 钢板桩施工顺序及方法 5.4.1. 导架的安装在钢板桩施工中，为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架，也称作“施工围檩”。导架示意图导架采用单层双面形式，通常由导梁和围檩桩等组成，围檩桩的间距设置为2.53.5米，双面围檩之间的间距不宜过大，一般略比钢板桩厚度大2025mm。安装导架时应注意以下几点：（1）采用经纬仪和水平仪控制和调整导梁的位置。（2）导梁的高度要适宜，要有利于控制钢板桩的施工高度和提高施工工效。（3）导梁不能随着钢板桩的打设而产生下沉和变形。（4）导梁的位置应尽量垂直，并不能与钢板板桩碰撞。 5.4.2. 钢板桩施打（1）钢板桩施打采用单桩逐根打入法施打。（2）钢板桩用吊机带振锤施打，施打前一定要熟悉地下管线、构筑物的情况，认真放出准确的支护桩中线。（3）打桩前，对钢板桩逐根检查，剔除连接锁口锈蚀、变形严重的普通钢板桩，不合格者待修整后才可使用。（4）打桩前，在钢板桩的锁口内涂油脂，以方便打入拔出。钢板桩打设的公差标准如下表所示：项目允许公差板桩轴线偏差10cm桩顶标高10cm板桩垂直度1%（6）打入桩后，及时进行桩体的闭水性检查，对漏水处进行焊接修补，每天派专人进行检查桩体。5.4.3. 钢板桩的拔除拔除钢板桩前，应仔细研究拔桩方法、顺序和拔桩时间及土孔处理。否则，由于拔桩的振动影响，以及拔桩带土过多会引起地面沉降和位移，会给已施工的地下结构带来危害，并影响临近原有建筑物、构筑物或底下管线的安全。（1）拔桩方法本工程拔桩采用振动锤拔桩：利用振动锤产生的强迫振动，扰动土质，破坏板桩周围土的粘聚力以克服拔桩阻力，依靠附加起吊力的作用将桩拔除。（2）拔桩时应注意事项 拔桩起点和顺序：对封闭式钢板桩，拔桩起点应离开角桩5 根以上。可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可用跳拔的方法。拔桩的顺序最好与打桩时相反。 振打与振拔：拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减小土的粘附，然后边振边拔。对较难拔除的板桩可先用柴油锤将桩振下100300mm，再与振动锤交替振打、振拔。5.4.4. 钢板桩土孔处理对拔桩后留下的桩孔，必须及时回填处理。回填的方法采用填入法，填入法所用材料为砂。6. 基坑监测方案6.1. 观测点设置1、平面控制点设置平面控制网点选在基坑影响范围外（3倍基坑开挖深度以外）已有建筑物或构筑物，每个施工段设置一个平面控制网。2、水准基点设置水准基点即高程起算点，埋设于基坑影响范围之外。水准基点选在基坑影响范围外（3倍基坑开挖深度以外）已有建筑物或构筑物的首层柱上，被选定的建筑物或构筑物必须采用桩基础，并已建成多年，沉降已经稳定。每个施工段设置一个独立高程网（3点）。6.2. 观测频率各监测项目在基坑开挖前应测得稳定初始值，且不应少于2次； 基坑开挖期间，每1天观测1次，稳定后每57天观测1次。当大暴雨、结构变形超过有关标准或场地条件变化较大时，应加密观测；当有危险事故征兆时，则需进行连续监测。监测工作以仪器测量为主，并与日常逻视工作相结合，施工期间，做好现场监测点的保护工作，每次监测前，对所使用的控制点进行校核，发现有位移，要按布网时的测量精度灰复。施工中要及时观测和反馈信息，定期分析监测报告，及时发现报告存在问题，监测报告每周报送业主和监理。由于工地现场施工情况变化，具体测量时间、测量次数将根据施工场地条件、现场工程进度、测量反馈信息和工地会议纪要相应调整，在施工过程中，发现异常情况时，及时各监理报告，并书面报告业主，及时采取有效的措施保证施工人员的安全。监测专用表格见附件3。7. 质量保证措施7.1. 质量管理组织机构在承台施工过程中，严格按国家、行业有关法规、技术规程和技术标准的规定以及设计文件和施工合同要求进行施工。成立以项目经理为组长，项目常务副经理和项目总工为副组长，包括质量检验部全体人员和各部门领导的质量领导小组，并建立质量管理机构，配备质检人员，明确职责，形成一个从上到下完整的以质量目标岗位责任制为基础，“创优质工程”为目标的质量保证体系，对施工过程各个环节进行严格的质量控制和监督，实行全面质量管理。项目经理项目副经理质量检验部安全技术部综合办公室物资设备部测量班项目总工程师生产调度部施工配合队伍 施工质量管理组织结构框架图7.2. 质量领导小组职责1、组长职责组织建立健全的质量保证体系和质量责任制，对工程质量负全面责任，负责配备合格的质检工程师及施工检测设备，确保施工的每一个环节的工程质量都得到有效控制和保证。2、副组长职责管理承台施工中的各项具体工作，确保承台施工按质、按时完成。8. 安全文明施工措施8.1. 安全施工措施成立以项目经理为组长的施工现场安全文明领导小组，项目经理为项目安全生产第一责任人，对工程施工生产安全负有直接的领导责任。牢固树立“安全为了生产、生产必须安全”、“安全第一，预防为主”的思想。1、在工地适当位置设置足够安全标志，在基坑顶部周围要设置围护栏，人员上下要有专用道路。配备专职安全督导员，消除事故隐患，做好安全文明三级教育和施工前的安全技术交底。2、司机、电工等特种工人必须持证上岗，机械设备操作人员(或驾驶员)必须经过专门训练，熟悉机械操作性能，经专业管理部门考核取得操作证或驾驶证后上机(车)操作；机械设备要有年检合格证。3、开始挖土前，需对机械进行检查，完工后对机械进行保养，施工中按安全操作系统进行机械操作。4、晚上施工时，照明系统必须保持良好状态，照明要充足。8.2. 文明施工措施1、成立以项目经理为组长的施工现场文明领导小组，负责基坑开挖文明施工管理工作，并结合实际情况制定文明施工管理细则，报驻监理批准后实施。2、加强宣传教育工作，提高管理人员及各施工班组文明施工的意识和自觉性，并定期对现场文明施工情况进行评比，找出不足，重点改进。3、做好施工现场总平面设计，报请监理工程师审批，施工中，严格按总平面图布置，不得随意改变。同时根据工程进度，适时地对施工现场进行整理和整改，或进行必要的调整。4、现场机械机具分类堆放停置。5、施工现场设置施工铭牌，标明工程项目名称、建设单位、项目监理单位、施工单位、设计单位、项目经理和施工现场管理代表人的姓名、开竣工日期、施工许可证批号等。9. 应急救援预案9.1. 应急预案的方针与原则发生事故时应遵循“保护人员优先，防止和控制事故的蔓延为主；统一指挥、分级负责、区域为主、单位自救与社会救援相结合”的原则，达到控制事故，抢救伤员，减少事故损失，防止事故扩大。 9.2. 应急预案工作流程图根据本工程的特点及施工工艺的实际情况，认真的组织对危险源和环境因素的识别和评价，特制定本项目发生紧急情况或事故的应急措施，开展应急知识教育和应急演练，提高现场操作人员应急能力，减少突发事件造成的损害和不良环境影响。其应急准备和响应工作程序见下图：9.3. 钢板桩围堰施工存在的危险因素及预防、应急措施围堰施工中主要存在以下主要危险因素：违规违章作业、安全防护措施缺陷，基坑发生坍塌滑坡；支护桩侧向位移；高空坠落。9.3.1 避免违规违章作业、安全防护措施缺陷，基坑坍塌滑坡1、预防措施 严格按设计文件和技术交底施工、严格控制施工过程。 如果遇到特殊情况，需要基坑停工较长时间，应在平台、基坑边和坡脚设置排水明沟和积水坑，并派专人抽水值班，并对基坑边坡面进行喷射素砼保护。 在进度允许的条件下尽量采用少开工作面的形式，避免暴露太多的基坑工作面。 坡顶严禁堆积荷载， 2、应急措施： 出现险情时，现场人员从安全通道有序疏散，同时对可能造成影响的周边的人员进行疏散。 通知相关管线单位，根据影响程度进行管线监护和处置。 会同相关部门对影响到的周边道路进行调整和交通疏解。 在具备条件和不危及人员安全的前提下补强支撑，并对坡脚处进行土方回填。9.3.2 避免支护桩侧向位移1、安全预防措施。 基坑开挖过程中，边开挖边架设钢支撑，支撑连接处要可靠，每层开挖深度不超过设计深度，确保支撑体系稳定。 施工时严格控制钢支撑各支点的竖向标高及横向位置，确保钢支撑轴力方向与轴线方向一致。 在基坑开挖期间要加强对支撑的观察、每班要有专人巡察、当支撑轴力超过警戒值时，立即停止开挖，分析原因，制定对策。 开挖期间加强监测频率，对监测报表中的数据要进行认真的分析。9.3.3 避免高空坠物 作好基坑四周围闭工作，在基坑坡顶和基坑边按照规范要求设置护栏安全网； 为防止地面杂物吊入基坑，在基坑周边护栏下缘设置踢脚板。9.4. 应急救援组织架构1、应急救援领导组：组 长： 副组长： 组 员： 2、应急救援领导组职责应急救援协调领导组是项目部的非常设机构。负责本标段施工范围内的重大事故应急救援的指挥、布置、实施和监督协调工作。及时向上级汇报事故情况，指挥、协调应急救援工作及善后处理，按照国家、行业和公司、指挥部等上级有关规定参与对事故的调查处理。3、应急救援领导小组共设应急救援办公室、安全保卫组、事故救援组、医疗救援组、后勤保障组、专家技术组、善后处理组、事故调查处理组等八个专业处置组。9.5. 事故报告1、事故报告原则应遵循“迅速、准确”的原则，在第一时间内上报重大事故情况。2、紧急通讯联络紧急报警电话 110 紧急救援消防电话 119急救中心电话 120交通事故紧急救援电话 122天气预报电话 121213、事故报告程序发生上述事故后现场施工员应立即向工区负责人汇报，工区负责人接到报告的同时向我队应急救援协调领导组办公室报告，报告事故发生的时间、地点和简要情况，并随时报告后续情况。同时根据实际情况判断是否要求与110、119、120、122以及其他相关救援电话联系增援。4、事故应急救援办公室接报后应立即报告应急救领导组组长，组长接报后根据报告的情况判断事故的级别下达启动应急预案命令，展开现场救援工作，有关部门人员赶赴事故现场到指定地点集结，勘察事故情况，通知相关部门就近调动抢险队伍、机械设备实施应急救援。启动应急救援预案，同时应向上级主管部门或主管领导汇报。5、报告内容事故发生时间、地点、事故类别；事故发生的简要经过、人员伤亡情况；已采取的救援措施。6、应急救援（1）发生事故向队应急救援领导组组长报告的同时，应组织有一定救护常识的人员对受伤人员进行现场救护，或护送伤员去医院救治，保证第一时间的救护工作。（2）抢救被堵人员时，可用呼喊、敲击等方法听取回声，并判断遇险人员的位置。对被堵人员应在支护好顶板、用掘小巷或绕道通过的方法接近遇险人员。7、应急结束应急救援指挥组应根据救援处置进展情况，在确定没有被困人员、伤亡人员已转移和事故现场已稳定的情况下，由应急救援组组长（应急救援总指挥）宣布应急状态结束。8、后期处置 （1）善后处理由善后处理组按照职责工作内容进行妥善处理。 （2）调查、总结由事故调查组按照职责工作内容进行调查处理，并写出书面总结材料上报。9、宣传教育根据公司的相关要求，进行有计划、有针对性地开展预防重大事故有关知识的宣传教育，提高预防事故的意识和防范能力，积极组织应急预案培训，使参加救援的人员熟悉掌握应急预案中应承担的责任和救援工作程序，提高防范能力和应急反应能力。附件1 钢板桩支护简易计算书一、设计依据1.XX泵站工程初步设计变更报告2.土力学地基基础（第四版）3.简明深基坑工程设计施工手册4.钢结构设计规范GB 50017-2003二、设计资料参数1、主要计算内容钢板桩支护设计中主要进行以下计算：(l）钢板桩内力计算。(2）支撑系统内力计算。(3）稳定性验算。2、计算模型 施工期10年一遇最高水位高程为2.17m，正常施工期水位高程1.0m，河底高程约为0.0m。以施工期正常水位来计算两桩距离和桩底高程，以最高水位为2.17m来确定桩顶高程，拟定桩顶设计高程为2.5m，桩间距考虑双排钢板桩稳定性以最大开挖深度确定，最大开挖深度7.7m，桩间间距初拟为7m。桩间填土面高程为-2.5m。 其初拟截面图如下：初拟截面示意图3.设计参数桩顶高程H1：2.50m 最高施工水位H2：2.17m 围堰外土层顶高程H3：0.00m 围堰内土层顶高程H4：-2.5m 开挖底面高程H5：-5.20m 外排开挖深度H：7.7m； 内排开挖深度H，：3.5m 土的饱和容重加权平均值1：出于安全考虑取20.0KN/m3 水的容重 2：10.0KN/m3 土体内摩擦角加权平均值：20.10则土压力系数为： Ka=tg2(45-/2)=tg2(45-20.10/2)=0.49 Kp=tg2(45+/2)=tg2(45+20.10/2)=2.05三、计算方法及步骤3.1钢板桩内力计算对钢板桩进行内力分析的方法很多，设计时应根据支护的构造形式选择合适的分析方法，本文仅对等值梁法进行介绍，计算步骤如下。(l）计算反弯点位置。假定钢板桩上土压力为零的点为反弯点，设其位于开挖面以下y处，则有：整理得： 式中，坑内外土层的容重加权平均值；H基坑开挖深度；Ka主动土压力系数；Kpi放大后的被动土压力系数。(2）按简支梁计算等值梁的最大弯矩和支点反力。等值梁法计算简图下图所示。钢板桩受力示意图水底压力Pa1 Pa1=2Ha=101=10KN/m 将水层折算成当量土层，厚度为 Ha=Ha2/1=1020=0.5m土层顶面土压力强度Pa2 Pa2=2HaKa=200.50.49=4.9KN/m开挖面压力强度Pa3 Pa3=1(Hb+Ha)Ka=20(7.7+0.5)0.49=80.4KN/m钢板桩受力简图原文已完。下文为附加论文，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢！ 轰燃对建筑室内火灾灭火救援的影响【摘 要】：在室内轰燃研究理论基础上，简要介绍了轰燃的定义和轰燃判据，并结合建筑火灾实际情况，分析了因轰燃引起的室内火灾中灭火救援难点问题，根据轰燃的特点，提出了应对此类火灾的灭火救援对策，为消防部队处置室内轰燃火灾提供参考。【关键词】：消防； 建筑火灾； 轰燃； 灭火救援一、引 言轰燃是室内火灾发展过程中的一种特殊燃烧现象。室内发生火灾后，若具备合适的燃料和通风条件，就可能发生轰燃。轰燃一旦发生，室内所有可燃物会在极短时间内同时全面着火，室内整个空间都充满火焰，可燃物燃烧速率和室内温度急剧上升，并且室内会产生大量有毒烟气，氧气浓度也随之急剧下降。这些都会使室内人员受到严重威胁，也给消防灭火救援带来极大困难。国内外发生的很多建筑火灾事故中，轰燃就是造成严重人员伤亡和财产损失的元凶，如新疆克拉玛依友谊馆火灾、洛阳东都商厦火灾、吉林中百商厦火灾、英国布拉德福市足球场火灾和皇家十字地铁车站火灾。因此，结合轰燃的特点和危害性，分析轰燃对建筑火灾中灭火救援工作造成的难点问题，有针对性的加强对室内火灾的控制，对于提高消防部队灭火救援工作效率具有重要意义。二、轰燃及相关研究（一）轰燃定义NFPA 921中轰燃定义为：室内火灾发展的一个过渡阶段，热辐射作用下的所有可燃物在轰燃时几乎同时着火，火焰迅速在室内所有物体传播蔓延，室内形成一片火海。轰燃的发生是火灾失控发展的危险信号，产生的高温烟气会对建筑结构安全产生严重影响，强大的破坏力往往造成恶性死伤事故和巨大财产损失，极易造成群死群伤事故与巨额财产损失，也是火灾即将向临近区域蔓延的重要标志。目前对轰燃还没有统一的定义，比较常用的三种：（1）室内火灾由局部火向大火的转变，转变完成后，室内所有可燃物表面都开始燃烧；（2）室内燃烧由燃料控制向通风控制的转变；（3）在室内顶棚下方积聚的未燃气体或蒸气突然着火而造成火焰迅速扩展。（二）轰燃判据及预测室内火灾是一种受限空间内的燃烧，是建筑火灾的主要形式，将发生轰燃的条件量化为可以测量或计算的物理量是一件极为困难的事情。现在应用最多的三个轰燃判据为：（1）室内接近顶棚热烟气温度超过600；（2）室内地板平面辐射热通量超过20 kW/m2；（3）通风口有火焰喷出。以上判据都源于火灾实验观察结果，虽然具有一定局限性，但可以作为判定轰燃的参考标准。对轰燃的预测方法，不同的研究者提出了不同的温度和热通量判据。V.Barauskas、McCaffrey、Quintiere、Harkleroad、Thomas等分别提出了基于热释放速率预测轰燃的经验公式。此外，武警学院陈爱平教授将内衬材料的热惯性因素引入考虑，基于McCaffrey的方法提出了轰燃综合预测法；B.Hagglund等建议采用临界轰燃燃烧速率预测轰燃；J.G. Quintiere等提出采用临界轰燃燃料面积预测轰燃；S.R.Bishop根据经典热爆炸和非线性热动力学理论温度微分方程特征值预测轰燃等。这些预测方法的实用性和精确性还有待改进。三、轰燃对室内火灾灭火救援的影响（一）轰燃时间预测困难，影响灭火救援决策消防部队在轰燃前到达现场，如果未及时预测和侦察到轰燃，急剧升高的温度和喷出火焰会对消防队员造成伤害。消防官兵到火场后，没有人能够准确预测是否会发生轰燃和什么时候发生轰燃。有些火灾，消防员内攻进入室内的瞬间就可能被卷入火海中，而有些火灾，在灭火救援进行过程中突然轰燃，也有的至灭火战斗结束也不发生轰燃。如何在火场快速判断轰燃发生的可能性及时间，仍是一线消防指挥员的一个难题。而目前对轰燃的预测研究多限于学术理论方面，并没有便于在灭火救援现场操作的轰燃预测仪器或技术手段。指挥员只能依靠个人积累的灭火经验，对轰燃的感官印象及火情侦查情况进行初略判断，容易导致现场决策低效率、低质量，甚至做出错误的决策，造成不必要的人员伤亡和财产损失。（二）火场温度高，灭火进攻困难室内发生轰燃后，火势突然猛涨，进入全面燃烧阶段，产生的高温能达到1000左右。有关研究表明，对于没有任何保护的皮肤，只要暴露在137-160的环境中就会造成严重伤害。扑救建筑火灾最有效的灭火措施是内攻，而轰燃产生如此的高温会对消防员产生强烈的烘烤，加上可能从门窗喷出的火焰和高温烟气，消防队员很难近距离灭火，内攻更加危险、艰难。如灭火中水枪掩护不充分，个人防护不周全，还会危及消防员人身安全。同时由于轰燃中可燃物不完全燃烧会产生大量有毒浓烟和气体，降低了火场能见度，更加难以发现较隐蔽的火势威胁，影响了灭火效率。（三）室内充满烟气，搜索救援难度大轰燃发生前，大量积聚的浓烟和高温会迫使消防员将身子放低，弯腰或匍匐前进，在搜索被困人员时行动不便，效率低下。此外，室内积聚的浓烟具有较强的减光性，室内能见度很低，对侦查和搜救非常不利，受困人员也无法自行安全疏散，消防员也有误入危险区域和迷路的危险。轰燃后转为全面燃烧，燃烧更为猛烈，无法深入开展室内救援，而由于燃烧速率急剧增长，因燃料不充分燃烧会产生大量有毒气体如：CO、H2S、HCL、SO2等，导致被困人员中毒、窒息，消防灭火救援时间更加紧迫，人员疏散更加困难。（四）建筑受高温烘烤，结构有倒塌危险室内轰燃发生后，释热速率急剧增大，温度急剧升高，达到500-600的高温，最高可达1000左右，建筑构件的强度在高温、强烈热辐射作用下会下降。混凝土在高于300温度作用下抗压强度线性下降，超过600时抗拉强度基本丧失，在900左右时抗压强度下降到常温时的10%；钢结构虽不燃烧，但在火灾高温中强度会迅速下降，500左右时全负荷钢结构就会失去静态平衡稳定性，600其强度下降2/3，进而结构发生变形引发倒塌。因此轰燃扑救过程中，建筑结构很容易发生局部倒塌甚至整体坍塌，使室内人员受到威胁，影响消防救援工作。（五）火焰易窜出蔓延，控制火势难度大室内具备轰燃条件时，可能在着火3-10 min后就会发生轰燃，消防队赶赴火场后可能已经发生轰燃，火灾发展至猛烈燃烧阶段，第一出动力量如对火灾形势估计不足，到达火场后往往控制不住逐渐增长蔓延的火势。此外，轰燃后伴随着喷出火焰和飞火，能冲出着火房间，造成火势蔓延。而且轰燃产生的强烈辐射热也对临近可燃物形成威胁，强辐射热也是火势向上层和四周扩散蔓延的主要原因。四、预防和控制轰燃的灭火救援对策（一）全面侦查火情，注意轰燃征兆在处置建筑室内火灾时，应全面侦查火情，快速掌握起火房间位置、火势大小、人员被困情况、室内可燃物数量与类别、建筑结构特点、周围毗邻建筑情况等，尤其对于通风不好且室内可燃物数量较多时，应提高警惕，密切监视，谨防轰燃突发造成恶性事故。为延缓或避免可能发生的轰燃，到场后应确保室内自动喷水灭火系统动作，尽量为后续灭火与人员疏散救援争取时间。同时应派安全员密切注意轰燃发生征兆，轰燃的警报信号主要是高温辐射、“闪燃”和“白烟”。有条件进入室内侦查时，如发现室内烟气温度较低，则轰燃可能性不大，应及时出开花水冷却；如消防员进入后，明显受到高温烘烤，热烟气层不断变厚，表明有轰燃危险，应及时撤离至外围控制火势。同时，消防员进入室内时，还应密切关注是否有浓烟从门窗翻滚、溢出，或则浓烟中夹杂有较小火焰和闪燃现象，如果出现这些征兆，则说明此房间具有轰燃的危险。（二）准确迅速，疏散抢救人员轰燃具有一定突发危险性，消防部队到达火场后，人员抢救时间非常有限，在迅速掌握火情和人员被困情况后，积极做好冷却防护同时，立即组织精干人员成立搜救小分队，展开人员疏散和救援。进入室内救援前，应根据人员被困位置和数量，确定好各小组任务，定好一次作业时间、紧急情况联络方式和撤离路线。每个搜救人员都应穿好灭火服，必要时穿防火服，佩戴空气呼吸器，在水枪跟进掩护中小心进入。搜索时2人或3人一小组，协同搜寻，尽量靠墙前进，弯腰或则匍匐行进，能见度太低时要利用导向绳保护，防止在浓烟