毕节磷煤化工一体化项目高填方场地形成及地基处理工程

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项目概况

毕节磷煤化工一体化项目是集磷化工、煤化工、配套能源及公用工程、新能源材料于一体的大型工业项目,规划总投资约 730亿元,其中一期投资约 243亿元。

 

项目位于贵州省毕节市织金县,规划场地形成面积约 400万平方米(约 400公顷)。原始场地以喀斯特残丘地貌为主,主要包括梯田、村落、道路及天然边坡,最大高差约 200 m,地形起伏显著。

 

通过地表地质调查发现,场地内存在发育的溶洞、岩溶裂隙、溶沟、溶槽及石芽等岩溶地质现象,需要通过大规模挖方、填方及地基处理,将复杂山地地形改造为满足大型工业装置及配套设施建设要求的工业平台。

 

从工程规模、技术复杂程度及实施难度来看,该项目属于大型高填方场地形成及岩土工程中较为复杂的项目。我司参与项目场地形成前期策划、设计咨询及全过程场地形成施工工作。

 

针对超深挖填、深厚填筑体及复杂岩溶条件,项目采用“三面两体两坡两水”技术,将原地基、填筑体、施工层、填料及水文地质条件作为相互关联的整体进行控制,通过分层回填、分层强夯及逐层检测,逐步形成稳定、均匀且可验证的工业建设场地。

 

 

项目挑战

场地东西向长度约 1,800 m,南北向长度约 3,900 m,总面积约 400公顷,原始地形最大高差约 200 m。场地形成需要进行大规模削山填谷,局部挖方及填方高度超过 100 m,形成的填筑体厚度大且分布不均。

 

 

天然地基与人工填筑体之间,以及不同施工阶段形成的填筑层之间,存在变形及沉降特性差异。如果填筑和地基处理控制不足,可能产生较大的总沉降和差异沉降,影响场地平台及后续工业装置的长期使用性能。

 

对于超深填方区域,传统桩基础施工难度大、成本高、工期长,因此需要针对项目特点制定场地形成及地基预处理方案,提高深厚填筑体的整体性、密实度及变形性能。

 

场地岩体以较硬的灰岩为主,部分山顶存在基岩出露,岩石开挖、破碎、粒径控制及填料级配均具有较高难度,其中岩石填料约占填筑体的70%~80%。若大粒径块石控制不当,可能在填筑体内部形成架空空洞、松散区或不均匀夹层,影响填筑质量及长期稳定性。

 

此外,场地处于典型喀斯特地貌区,可能存在溶洞、塌陷、地下河及岩溶通道。大规模地形改造还可能改变原有地表及地下排水路径,因此需要针对岩溶发育情况、地下水运移及天然排水系统进行专项调查和处理。

解决方案

项目采用“三面两体两坡两水”技术,统筹原地基、深厚填筑体、施工层、填料及水文地质条件,形成“总体规划—分层回填—分层强夯—分层检测”的场地形成与地基与处理方案。

 

 

根据不同阶段的填土厚度,结合处理深度要求及下伏天然地基条件,合理选择强夯能级,逐步提高填筑体的密实度、均匀性及整体稳定性;同时,对原地基与填筑体交界面进行同步加固,降低两者之间的变形差异及差异沉降风险。

 

项目团队围绕工艺布局、场地标高、土方平衡及施工组织等内容开展了 30余轮设计优化,将原方案约 1.2亿立方米的土方工程量优化至约 6,000万立方米,预计节约土方工程成本约 1 1 亿元。

 

 

底层协同加固

 

严格控制第一层回填厚度,并根据松铺厚度采用相应能级的强夯及强夯置换,同时加固第一层填土及其下部约 2~3 m、局部区域约 8~10 m的天然地基。

 

该措施能够有效改善原始地基与填筑体结合面薄弱区域,同步配合填方边坡的设计施工,提高边坡的安全性和稳定性。

 

中间层标准化施工

 

中间填筑层每层松铺厚度一般控制在约 12 m,每层填筑完成后进行强夯施工,最大夯击能达到 18,000 kN·m,强夯完成后进行质量检测。

 

施工按照“回填—强夯—检测”交替进行,上一层达到验收要求后方可进行下一层填筑,使每一层均形成独立、可验证的施工及质量控制单元。

 

顶层定制化处理

 

结合项目设计总图设计标高、各区域剩余回填厚度、拟建建(构)筑物的使用及荷载要求、变形控制指标以及基础形式,分别确定回填松铺厚度、填料要求及相应强夯能级。

 

通过定制化处理,使最终场地满足设计标高、地基承载性能、场地均匀性及沉降控制要求,为后续工业建筑及设备基础施工提供条件。

 

填料精细化控制

 

针对场地硬质灰岩及大粒径块石较多的特点,在开挖、破碎、运输及回填过程中严格控制块石粒径及填料级配。

 

结合场地地形及地下排水要求,对岩石填料与土质填料进行合理配置和混合,降低大粒径块石形成架空孔隙、松散区及不均匀夹层的风险。

 

同时协调填料摊铺、整平、强夯与填料含水状态,为填料密实创造适宜条件,提高强夯效果及填筑体整体性。

 

岩溶及水文地质专项治理

 

针对岩溶发育及地下水条件复杂区域,通过专项调查识别塌陷、溶洞、地下河、岩溶沟槽及地下水通道。

 

根据实际地质条件,采取局部回填加固、排水疏导等专项处理措施;在条件允许的情况下保持合理的地表及地下排水路径,降低积水、渗流、填筑体内部侵蚀及局部失稳风险。

 

复合地基替代传统桩基础

 

针对本项目复杂地质条件及拟建工艺装置的基础荷载要求,国内常规做法通常采用长护筒旋挖灌注桩方案,但存在桩长较大、造价高、工期长等问题。

 

为此,大地巨人形成了多种复合地基解决方案,融合以下自主技术:

  • 密排立体网格支撑的夯实碎石墩增强体结构 ——专利号:2020207784129
  • 一种用于钢制储罐基础的疏桩劲网地基调平系统 ——发明专利号:201310223741.1
  • 强夯桩复合地基处理方法 ——发明专利号:2020109634737
  • 高填方非均匀场地强夯和置换与管桩组合地基处理方法 ——发明专利号:2022102919142

 

综合应用后,地基处理成本降低约 50%,施工周期缩短约 40%,同时有效减少了岩溶地基“一桩一勘” 及穿越地下溶洞成桩所产生的额外勘察、施工成本及质量风险。

 

强夯施工智能监测系统

 

项目应用我司基于惯性导航系统(INS)技术开发的强夯施工智能监测系统——“强夯宝”,实现强夯施工过程的实时监测与管控。

 

该系统集成机载监测设备、数据采集硬件、通信模块及集中式数字化管理平台,并与我司全流程质量控制方法深度协同,形成软硬一体的质量管控体系。两项核心技术均已获得国家发明专利授权(专利号:ZL2024100521816、ZL2024104414245)。

 

该系统实现了业主、监理单位与施工单位在整个施工过程中的数字化协同,对施工数据进行实时采集、分析与留存,使项目各方能够监控施工质量、核查进度,并留存完整、可追溯的工程记录。

 

以实时数字化监测与集中式数据管理替代碎片化的人工记录,该系统提升了质量控制的准确性与一致性,提高了管理效率,并降低了现场监督成本。

 

相关技术成果已纳入2026年修订版《建筑地基处理技术规范》,以及《场地形成工程技术规范》《既有无序填方场地与地基技术规程》等相关技术标准。

 

因此,本项目为同类复杂深挖高填场地开发项目的数字化工程管理提供了可复制、可推广的实践参考。

 

 

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