賈朝舉

許昌廣蒞公路工程建設(shè)有限責(zé)任公司，河南 許昌 461000

1 施工方法分析

1.1 豎井開挖及初期支護(hù)

豎井開挖Ⅴ級(jí)圍巖采用一般挖掘機(jī)挖裝，個(gè)別較硬處采用風(fēng)鎬挖松或鑿巖機(jī)鉆孔小藥量炸松后挖掘機(jī)挖裝；Ⅳ級(jí)圍巖采用手持風(fēng)鉆打眼，非電毫秒雷管簇聯(lián)，火雷管起爆，周邊眼采取小藥卷間隔裝藥，以達(dá)到光面爆破的效果。

1.2 豎井二次襯砌及防排水

豎井襯砌采用砼拌合站機(jī)械集中拌合砼，自動(dòng)計(jì)量，輸送帶送砼至井口卸入豎井投料管，經(jīng)溜槽溜放至襯砌平臺(tái)人工對(duì)稱入模。

開挖至一定段高后，即進(jìn)行上一段高的襯砌。而在上一段高內(nèi)，在吊盤上自下而上進(jìn)行襯砌作業(yè)，每節(jié)襯砌高度控制在3m，襯砌臺(tái)車采用液壓襯砌鋼模板臺(tái)車，提升機(jī)定位，激光指向儀對(duì)中，人工絲杠配合液壓頂桿調(diào)位和脫模，井壁先行施工，隔墻最后施工。襯砌鋼筋安裝時(shí)，預(yù)留隔墻搭接鋼筋。

豎井防排水采用全封閉防水設(shè)計(jì)，在初支表面鋪設(shè)300g/m2無紡布及1.2mm防水板，防水板背后按設(shè)計(jì)要求設(shè)環(huán)向排水管，滲水經(jīng)環(huán)向排水管流入與之聯(lián)接的縱向排水管將水引排至聯(lián)絡(luò)通道中心水溝。施作防水板及排水管采取從下到上進(jìn)行，灌注砼前按設(shè)計(jì)位置安裝縱向排水管，排水管用U形卡固定。防水板采用在井外加工場(chǎng)制成半成品，下至工作面鋪裝，接頭采用熱合技術(shù)焊接。

2 測(cè)量控制及導(dǎo)向方法

豎井在井外地面采用精密導(dǎo)線網(wǎng)控制，設(shè)置三個(gè)平面控制點(diǎn)，三個(gè)點(diǎn)設(shè)在互相通視，交通方便，地基穩(wěn)定且能長(zhǎng)期保存的地方。井內(nèi)用垂線控制，并定期復(fù)測(cè)。

井筒開鑿前，通過施工范圍內(nèi)較高一級(jí)三角控制基礎(chǔ)上加密測(cè)量平面和高程點(diǎn)，敷設(shè)井筒施工用十字中線，在井口標(biāo)定井筒中心線。自井口往下施工時(shí)，用井口設(shè)置的專用測(cè)量小絞車?yán)p繞彈簧鋼絲，井下懸掛20kg重錘在工作面投點(diǎn)測(cè)量井筒掘砌半徑。

為保證井筒施工測(cè)量導(dǎo)向精度，滿足施工要求，具體采用以下方法:

1）豎井中心和豎井十字中線，應(yīng)根據(jù)豎井中心的設(shè)計(jì)平面坐標(biāo)和高程，豎井十字中線的坐標(biāo)方位角，利用設(shè)計(jì)院提供的近井點(diǎn)成果進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定豎井實(shí)際中心坐標(biāo)和十字中線的坐標(biāo)方位角按地面一級(jí)導(dǎo)線的精度要求實(shí)地測(cè)定。兩條十字中線垂直誤差應(yīng)≤10＂。十字基樁點(diǎn)在豎井每側(cè)均不少于3個(gè)，點(diǎn)間距不少于20m，離井口邊緣最近的十字中線點(diǎn)距豎井的距離大于15m；

2）在固定盤上方1.2m處安置兩根工字鋼，將激光投點(diǎn)儀按已標(biāo)設(shè)的豎井中心位置安在鋼梁上，以確保激光投點(diǎn)儀的穩(wěn)定性；

3）利用釘于封口盤的特制中線牌子板定期對(duì)激光投點(diǎn)儀的位置進(jìn)行檢查和校正；

4）使用激光儀導(dǎo)向，要適時(shí)利用激光管定位螺旋進(jìn)行調(diào)整，使光斑規(guī)則，邊緣清晰。利用望遠(yuǎn)鏡頭的改正螺絲，使光斑劃圈到最小程度；

5）每次打眼和穩(wěn)模前，都應(yīng)安排測(cè)量人員對(duì)激光投點(diǎn)儀進(jìn)行檢查校正。必須將儀器精確整平，使水準(zhǔn)器的氣泡在各個(gè)位置嚴(yán)格居中；

6）每隔一段距離要檢查在四個(gè)方向上光斑（取光斑中點(diǎn)）是否投在同一個(gè)點(diǎn)上，如偏差應(yīng)即時(shí)校正，并每隔50m用垂球?qū)膺M(jìn)行一次檢查和校正。

3 主要鑿井設(shè)備的選擇方法

根據(jù)總體施工方案，主要機(jī)械設(shè)備將分期分批進(jìn)場(chǎng)，并按計(jì)劃進(jìn)行安裝和調(diào)試，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可使用，使用前每臺(tái)設(shè)備均應(yīng)制定安全操作規(guī)程、安全管理制度和保養(yǎng)維修制度并掛牌上墻。

提升設(shè)備選擇及安裝∶

1）提升重量計(jì)算:根據(jù)工程實(shí)際情況，提升機(jī)主要用于人員、設(shè)備及物料上下運(yùn)輸，載重量最大時(shí)為運(yùn)輸挖掘機(jī)下井，重約12500kg，吊筒凈重700kg。

2）鑿井井架的選擇、安裝調(diào)試

麻崖子通風(fēng)豎井與同類型通風(fēng)豎井相比較，具有跨度大，深度較深的特點(diǎn)，井筒襯砌后直徑達(dá)到9.2m，深度達(dá)213m，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)同時(shí)兼顧井口與井身兩段施工設(shè)備相結(jié)合，本著高效、便于安裝的原則，選擇橋式龍門架作為鑿井主井架，跨徑為20m，起重重量為20T。

主井架拼裝完成后按照井筒施工要求，安裝提升卷揚(yáng)機(jī)、制動(dòng)裝置、減速器、深度指示器、過卷平臺(tái)、穩(wěn)車、滑輪組等施工相關(guān)的提升配套設(shè)施。

3）提升吊桶的選擇

依據(jù)現(xiàn)有的提升機(jī)進(jìn)行吊桶的選擇，現(xiàn)有提升機(jī)核定提升重量為20T，故選用1個(gè)4.5m3的吊桶（尺寸為2m×2m×1.5m）。

4）鋼絲繩的選擇及驗(yàn)算

（1）鋼絲繩最大懸垂高度H0，單位m；

其中HSH-井筒深度；

HJ-井口水平至井架平臺(tái)垂高；

可得H0=213+10=223m

（2）提升荷重載Q，單位:kg

當(dāng)提升物料時(shí)Q=Km×VTB×yg +0.9（1-1/KS）×VTB×ysh

Km-裝滿系數(shù)，取0.9；

VTB-標(biāo)準(zhǔn)吊桶容積，m3，取4.5m3；

KS-巖石松散系數(shù)，取1.8；

yg-巖石松散容重，千克/m3，取1500kg/m3；

ysh-水容重，千克/m3，取1000kg/m3；

根據(jù)計(jì)算:Q=7875kg

當(dāng)提升設(shè)備時(shí)，最大設(shè)備重量為12500Kg，此時(shí)Q=12500Kg。

（3）提升鋼絲繩終端荷重Q0，單位:kg

其中:QZ－提升容器自重，當(dāng)提升最大設(shè)備時(shí)，將吊桶暫時(shí)拆除。

Q0=12500kg

（4）鋼絲繩單位長(zhǎng)度重量Pk，單位:kg/m

其中:

n-所用鋼絲繩的根數(shù)，在此取2根；

б-鋼絲繩鋼絲的極限抗拉強(qiáng)度，取1850Mpa；

γ-鋼絲繩的重度，取90KN/m3；

ma-鋼絲繩安全系數(shù)，《煤礦安全規(guī)程》對(duì)鋼絲繩安全系數(shù)的規(guī)定如下:提人≥9，提人、提物≥9，提物≥6.5，懸吊吊盤、水泵、水管≥6，懸吊風(fēng)管、壓風(fēng)管、混凝土輸送管和拉緊裝置≥5，懸吊安全梯≥9，穩(wěn)繩≥5，在此處取ma=6.5。

根據(jù)計(jì)算Pk=2.12kg/m

（5）選擇直徑26.0mm鋼絲繩，其每米鋼絲繩標(biāo)準(zhǔn)重量PS0為2.468kg/m，

（6）安全系數(shù)校核

其中Qd-所選鋼絲繩所有鋼絲破斷力總和，47800×2=95600 Kg

鋼絲繩滿足需要。

5）操作穩(wěn)盤構(gòu)造及相關(guān)驗(yàn)算

移動(dòng)操作穩(wěn)盤亦稱吊盤，當(dāng)井身掘進(jìn)達(dá)40m后就要在井內(nèi)安裝，它既可用來保護(hù)井下掘進(jìn)工人的安全、還是井筒支護(hù)的工作平臺(tái)。穩(wěn)盤主要由型鋼組成，使用I18工字鋼作主梁，14號(hào)槽鋼作圈梁，根據(jù)井內(nèi)鑿井設(shè)備布置的需要，使用I14工字鋼設(shè)副梁，并留出各通過孔口，其位置與井口蓋布置相對(duì)應(yīng)，盤面鋪設(shè)4mm厚防滑網(wǎng)紋鋼板，盤的直徑比井筒初支直徑小20cm。為了便于穩(wěn)盤移動(dòng)，在穩(wěn)盤四周均勻布設(shè)8個(gè)直徑40cm的橡膠輪胎，穩(wěn)盤與井壁間的間隙用麻袋或膠皮堵塞。為了避免盤面因荷載不均而傾斜或翻轉(zhuǎn)，穩(wěn)盤采用雙層結(jié)構(gòu)，層距為5m，使用6根I14工字鋼將其聯(lián)結(jié)到一起。

在鎖口盤上距井筒中心3.5m的兩側(cè)各布設(shè)2根HW400×400mm型鋼用來安裝天輪，單根型鋼長(zhǎng)度為8m，兩端頭打設(shè)φ22鎖腳錨桿使之與鎖口盤緊密連接在一起，設(shè)置2臺(tái)起重重量為8T的卷揚(yáng)機(jī)用來提升穩(wěn)盤。

（1）HW400×400mm型鋼驗(yàn)算

承重荷載:

移動(dòng)穩(wěn)盤自重:7464Kg

穩(wěn)盤上重物（含人員、電焊機(jī)、鉆機(jī)等）按2000Kg計(jì)

鋼絲繩重量:選用6×7（1+6）=42鋼絲繩，直徑26mm，每延米重量為2.468Kg/m，每根鋼絲繩長(zhǎng)度215m，重530.6Kg，穩(wěn)盤需兩根鋼絲繩提升，總重量為1061.2Kg。

型鋼自重:通過查閱《五金手冊(cè)》，HW400×400mm型鋼延米重量為172.3Kg/m。

單根型鋼承受荷載:（7464+2000+1061.2）/4+172.3*8=2631.3+1378.4=4009.7Kg。

根據(jù)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)計(jì)算力偶M=Ql/4+ql2/8=2631.3×10×8/4+172.3×82/8=54004N·m

通過查閱《五金手冊(cè)》，HW400×400mm型鋼IZ=669000000mm4，b=400mm。

б容=140 Mpa

б=M·b/IZ=54004 N·m×400mm/669000000 mm4=32.3Mpa＜б容

型鋼滿足需求。

（2）鋼絲繩驗(yàn)算

選用6×7（1+6）=42鋼絲繩，直徑26mm，鋼絲破壞拉力總和為478000N。

鋼絲繩安全系數(shù)是鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和與鋼絲繩最大靜負(fù)荷的比值，《煤礦安全規(guī)程》對(duì)鋼絲繩安全系數(shù)的規(guī)定如下:提人≥9，提人、提物≥9，提物≥6.5，懸吊吊盤、水泵、水管≥6，懸吊風(fēng)管、壓風(fēng)管、混凝土輸送管和拉緊裝置≥5，懸吊安全梯≥9，穩(wěn)繩≥5。

安全系數(shù)ma=Qd/Fzd=2×478000/[（7464+2000+1061.2）×10]=9.1＞6

鋼絲繩安全系數(shù)滿足規(guī)定。

（3）卷揚(yáng)機(jī)的驗(yàn)算

移動(dòng)穩(wěn)盤自重:7464Kg

穩(wěn)盤上重物（含人員、電焊機(jī)、鉆機(jī)等）按2000 Kg計(jì)

鋼絲繩重量:選用6×7（1+6）=42鋼絲繩，直徑26mm，每延米重量為2.468Kg/m，每根鋼絲繩長(zhǎng)度215m，重530.6Kg，穩(wěn)盤需兩根鋼絲繩提升，總重量為1061.2Kg。

起重荷載:7464+2000+1061.2=10525.2Kg

卷揚(yáng)機(jī)核定起重重量＞起重荷載

卷揚(yáng)機(jī)滿足需求。

6）封口盤構(gòu)造

井蓋也稱為封口盤，是防止從井口向下掉落雜物、保護(hù)井上井下工作人員安全的結(jié)構(gòu)物，同時(shí)又是升降人員、上下物料、設(shè)備和裝拆各種管路的工作平臺(tái)。

封口盤以I18工字鋼為骨架、上鋪4mm厚防滑網(wǎng)紋鋼板作面層，骨架嵌入井口的鎖口盤上。根據(jù)井內(nèi)鑿井設(shè)備布置的需要，使用I14工字鋼設(shè)副梁，并留出各通過孔口，其位置與操作穩(wěn)盤布置相對(duì)應(yīng)，封口盤各通過孔口主要有吊桶通過孔、挖掘機(jī)通過孔、中心測(cè)錘通過孔、吊泵通過孔以及其他管線通過孔。

吊桶通過孔位于豎井右線排風(fēng)口位置，尺寸為3m×3m，孔口設(shè)置成喇叭口型，高度1.2m，并加蓋井蓋門，在吊渣時(shí)將井蓋門打開，不起用時(shí)關(guān)閉，以防人員、雜物意外掉落。

挖掘機(jī)通過孔與吊桶通過孔位于同一位置，尺寸為6.5m×3.5m，井蓋門與封口盤連接為一起，爆破后在出渣之前，將封口盤及操作穩(wěn)盤上該部位的井蓋門打開，摘下出渣吊桶，使用主提升鋼絲繩將挖掘機(jī)由井口下放到井底，關(guān)閉井蓋門進(jìn)行出渣作業(yè)，出渣結(jié)束后按同樣的順序?qū)⑼诰驒C(jī)提出井口。

7）罐道鋼絲繩的選用

罐道是提升容器的導(dǎo)向裝置，是豎向連接結(jié)構(gòu)物，它消除了提升容器在上下運(yùn)行時(shí)的橫向擺動(dòng)，保證了提升容器的高速、平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

鋼絲繩罐道是一種柔性罐道，上端固定在龍門架上，下端固定在井筒中吊盤上，與剛性罐道相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維修及更換鋼絲繩方便的優(yōu)點(diǎn)。

（1）罐道鋼絲繩的選擇按照規(guī)范要求執(zhí)行

（2）罐道的布置

鋼絲繩罐道布置于吊桶的單側(cè)兩角處，在龍門架上垂直于罐道的位置安裝2個(gè)天輪，在龍門架下方與罐道繩呈45°的方向安裝卷揚(yáng)機(jī)。

8）卸渣臺(tái)的設(shè)置

豎井施工時(shí)，吊桶提出的渣石，要在地面轉(zhuǎn)卸入自卸車，然后運(yùn)往棄渣場(chǎng)，為此在井口上方、提升吊桶通過處，設(shè)置卸渣設(shè)施用的卸渣臺(tái)。

卸渣臺(tái)支撐架采用φ180×10mm無縫鋼管，共布置4根，縱向間距為2.8m，橫向間距為3.8m，無縫隙鋼管設(shè)置在井口封口盤上，為保證該部位穩(wěn)定，使用I18工字鋼斜撐于初支砼上。

卸渣槽為梯形斷面，底寬1.5m，上寬2.5m，高度1.2m，采用6mm厚鋼板制作，槽底和側(cè)幫使用I18工字鋼進(jìn)行加固，并用角鋼補(bǔ)強(qiáng)。

為方便吊桶上下，位于吊桶以下部分的卸渣槽為可移動(dòng)的，如圖所示，當(dāng)?shù)跬疤嵘猎撐恢脮r(shí)，將卸渣槽縱向推移，吊桶到過提升高度時(shí)，將卸渣槽推回到原位置，吊桶打開，將石渣卸下，運(yùn)至棄渣場(chǎng)。

9）人員及小型設(shè)備的上下運(yùn)輸?shù)跬?/p>

人員及小型設(shè)備進(jìn)出井口主要依靠主提升卷揚(yáng)機(jī)吊運(yùn)，使用φ20及φ12的鋼筋分別焊接兩個(gè)長(zhǎng)2.0m、寬1.5m、高1.3m的鋼筋骨架吊桶，當(dāng)進(jìn)行井下施工時(shí)，利用主提升卷揚(yáng)機(jī)將人員和小型設(shè)備分別運(yùn)送至井底，施工結(jié)束后再運(yùn)送至井口或穩(wěn)盤上。

[1]高光.盲豎井井位選擇的可行性研究[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2006(5).