李建國(guó),王祖輝
(湖南漣邵建設(shè)工程(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 湖南 婁底市 417000)
?
可調(diào)節(jié)整體方形模板在方形豎井中的開發(fā)及應(yīng)用
李建國(guó),王祖輝
(湖南漣邵建設(shè)工程(集團(tuán))有限責(zé)任公司,湖南 婁底市417000)
為滿足地下巖體工程的需要,方形豎井越來越多地得到應(yīng)用。對(duì)于短掘短砌混合作業(yè)的方形豎井井筒施工,傳統(tǒng)常規(guī)井筒砌壁支護(hù)工藝制約著其施工質(zhì)量和進(jìn)度。新型開發(fā)的可調(diào)節(jié)整體方形模板由4組直角組合模板及其聯(lián)接裝置組成,實(shí)際工程應(yīng)用表明,其整體剛度高和防爆能力強(qiáng),可適應(yīng)鑿巖鉆爆要求,能適應(yīng)方形豎井的超欠挖,脫模立模省時(shí)省力,砌壁平整光滑且模板不走樣,這對(duì)方形豎井安全優(yōu)質(zhì)快速施工具有重要的借鑒意義。
方形豎井;可調(diào)節(jié)整體方形模板;工程應(yīng)用;井筒掘砌
為滿足地下巖體工程的需要,地下方形豎井越來越多,如四川嘉陵江樞紐工程船閘項(xiàng)目方形豎井[1]、錦屏一級(jí)水電站大壩電梯豎井[2]等,方形豎井作為地下巖體井巷,其成巷施工要遵循井巷掘砌作業(yè)方式,短掘短砌混合作業(yè)是方形豎井常用的施工方法。因方形豎井?dāng)嗝嫘螤钐厥猓WC方形豎井在安全優(yōu)質(zhì)的條件下實(shí)現(xiàn)快速施工,不僅要求鑿巖爆破成形效果好[1],而且對(duì)井筒砌壁支護(hù)工藝也提出了很高的要求。
現(xiàn)澆混凝土支護(hù)是保證礦山豎井井筒井壁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),目前圓形豎井砌壁因井筒截面邊界連續(xù)光滑,多采用整體金屬模板現(xiàn)澆混凝土砌壁支護(hù)[3 ̄4],但方形豎井有4個(gè)直角的影響,其砌壁支護(hù)時(shí)通常采用散裝散拼的傳統(tǒng)常規(guī)腳手架支模和滑升模板施工[5],因?yàn)槟0逭w性差,存在用工較多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、井壁混凝土表面易拉裂的缺點(diǎn),同時(shí),井筒鑿巖爆破,產(chǎn)生大量飛石、強(qiáng)烈的沖擊波和爆破震動(dòng),在受限空間里,易使滑升模板的鉸鏈結(jié)構(gòu)或角模聯(lián)接結(jié)構(gòu)損壞造成支拆模板困難,這些都嚴(yán)重制約著方形豎井井筒施工質(zhì)量和進(jìn)度。為解決相關(guān)問題,針對(duì)方形井筒施工開發(fā)設(shè)計(jì)了一種能適應(yīng)方形豎井的可調(diào)節(jié)整體方形金屬模板,該模板整體剛度大且防爆能力強(qiáng),液壓油缸脫模立模,省時(shí)省力,具有砌壁方便、節(jié)省用工和施工質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。
可調(diào)節(jié)整體方形模板由4組直角組合模板及其聯(lián)接裝置組成,相鄰2組直角組合模之間的聯(lián)接裝置主要包括T型板、搭接槽鋼、限位千斤頂及液壓油缸等,圖1為可調(diào)節(jié)整體方形模板截面示意,圖2為可調(diào)節(jié)整體方形模板內(nèi)部展開平面示意??烧{(diào)節(jié)整體方形模板結(jié)構(gòu)參數(shù)為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備,可根據(jù)具體施工的方形豎井設(shè)計(jì)凈斷面尺寸進(jìn)行定制加工,以云南玉溪大紅山鐵礦1號(hào)銅礦帶150萬(wàn)t/a地下溜破系統(tǒng)2#方形電梯井為例來說明主要技術(shù)參數(shù)。
方形電梯井的凈斷面尺寸為4500 mm×3200 mm,混凝土砌壁高度設(shè)計(jì)為3000 mm,相應(yīng)的可調(diào)節(jié)整體方模橫截面尺寸的調(diào)節(jié)伸縮范圍為(4600~4300)mm×(3300~3000) mm,整體方模結(jié)構(gòu)高度為3000 mm。
圖1 可調(diào)節(jié)整體方形模板截面
圖2 可調(diào)節(jié)整體方形模板展開平面
整體方模包括4組直角組合模板,模板的圍板采用6 mm厚鋼板,連接筋板采用10 mm厚鋼板,橫肋用20號(hào)槽鋼,型號(hào)[20a,間距為205 mm,模板厚度106 mm,頂部加強(qiáng)采用70 mm角鋼,直角導(dǎo)向槽鋼采用[18a槽鋼和10 mm厚鋼板。
搭接丁字板采用10 mm厚鋼板,寬度為550 mm,導(dǎo)向槽鋼采用[18a槽鋼和10 mm厚鋼板制成,長(zhǎng)700 mm;通過2塊導(dǎo)向槽鋼壓蓋將2組直角組合模板和T型板聯(lián)接在一起;T型板需用4塊,整體方模有4處伸縮口。每處伸縮口布置2個(gè)并聯(lián)液壓油缸,2個(gè)限位千斤頂,3個(gè)限位螺栓;總共安裝8個(gè)油缸,采用一個(gè)手動(dòng)二位二通進(jìn)行控制,限位千斤頂?shù)膬?nèi)直徑為50 mm,外直徑為60 mm,限位螺栓直徑為15 mm。
2.1施工工藝流程
可調(diào)節(jié)整體方形模板施工工藝流程見圖3。
2.2施工工藝操作要點(diǎn)
(1) 施工準(zhǔn)備及整體方模制作。根據(jù)方形井筒斷面情況確定整體方模的規(guī)格,繪制設(shè)計(jì)圖紙并按要求進(jìn)行人工、機(jī)械、材料組織,編制整體方模制作與施工方案。制作加工原則:滿足剛度要求,堅(jiān)固耐用,經(jīng)濟(jì)合理;支模尺寸應(yīng)比設(shè)計(jì)斷面大20~40 mm,保證凈斷面尺寸不得小于設(shè)計(jì)值且不大于設(shè)計(jì)值50 mm;符合節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境的要求。不同方形豎井的工程情況會(huì)不一致,但這種整體方模的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)單,一般施工技術(shù)人員都能夠完成。
圖3 可調(diào)節(jié)整體方形模板施工工藝流程
(2) 整體方模井下落模。方形井筒掘至井口以下10 m位置時(shí),停止掘進(jìn),將制作好的整體方模拆分,按編號(hào)順序吊至方形井底隨吊盤一起組裝;下放中垂線,檢查井筒掘進(jìn)斷面,欠挖處采用風(fēng)鎬或補(bǔ)炮處理,然后,平整工作面,平整時(shí),井筒周邊應(yīng)盡量控制在一個(gè)水平面,將上循環(huán)整體方模松模,采用穩(wěn)車懸吊下放整體方模至井底碴面上。
(3) 整體方模的調(diào)模和穩(wěn)模。整體方模落底后暫不座實(shí)碴面,根據(jù)4個(gè)直角下放的4根中垂線,人力推動(dòng)模板將模板調(diào)至設(shè)計(jì)位置,并調(diào)平調(diào)直模板,落模座實(shí)碴面。將氣動(dòng)液壓泵用吊桶下至工作面,接通風(fēng)路、油路,使整體方模液壓油缸撐開,將模板撐開靠牢,支起限位千斤頂,搭好澆筑工作臺(tái)。檢查整體方模的標(biāo)高,平整度偏差控制在10 mm以內(nèi),由質(zhì)檢人員和監(jiān)理對(duì)整體方模結(jié)構(gòu)尺寸、搭接縫寬度,垂直度等進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收,監(jiān)理驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)入下一道工序施工。穩(wěn)立好整體方模后,鋼模懸吊繩必須處于拉緊狀態(tài)。
(4) 澆筑混凝土。搭好澆注工作臺(tái),開始澆注混凝土;采用混凝土運(yùn)送罐車將料運(yùn)至井下方形井井口,井筒采用溜灰管下料;砼的澆筑采用對(duì)稱分層環(huán)形澆灌的方法,分層厚300 mm,必須對(duì)稱澆灌以防鋼模一側(cè)砼堆積太多擠壓整體方模造成跑模;用插入式風(fēng)動(dòng)振動(dòng)棒振搗,接茬口處理待吊盤下落至該位置時(shí),在吊盤上處理。
(5) 養(yǎng)護(hù)脫模至下一循環(huán)點(diǎn)。將混凝土養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度能保證其表面及棱角不因拆模而受損的條件下,依據(jù)井內(nèi)溫度情況、混凝土強(qiáng)度等級(jí)確定脫模時(shí)間;脫模時(shí),先放松模板懸吊鋼絲繩100 mm,下放氣動(dòng)液壓泵到工作面,接通風(fēng)、油路,松開限位千斤頂,
聯(lián)動(dòng)收縮液壓油缸使方模脫離井壁,穩(wěn)車下放整體方模至下一循環(huán)支承點(diǎn)。
云南玉溪大紅山鐵礦I號(hào)銅礦帶150萬(wàn)t/a工程溜破系統(tǒng)布置于礦體西南翼、箕斗豎井旁,2#方形電梯井井筒高度約100 m,其主要服務(wù)140,100,130,48 m水平,井筒斷面為方形,凈斷面尺寸為4.5 m×3.2 m。采用可調(diào)節(jié)整體方形模板進(jìn)行施工作業(yè),2#電梯井施工工期為3個(gè)月,綜合平均月進(jìn)尺達(dá)到35 m,砌壁質(zhì)量好,模板及配件清潔保養(yǎng)后可周轉(zhuǎn)使用,節(jié)省了人工費(fèi)用、材料費(fèi)用等施工成本31萬(wàn)元,在安全優(yōu)質(zhì)的條件下實(shí)現(xiàn)快速施工,取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。另外,大紅山鐵礦400萬(wàn)t/a二期廢石提升系統(tǒng)1#方形電梯豎井施工時(shí),凈斷面尺寸為2.75 m×3.7 m,綜合平均月進(jìn)尺達(dá)到49 m,亦實(shí)現(xiàn)了安全優(yōu)質(zhì)的快速施工。
可調(diào)節(jié)整體方形模板的開發(fā)是適應(yīng)當(dāng)前地下巖體工程的發(fā)展需要,是對(duì)傳統(tǒng)的方形豎井砌壁支護(hù)施工工藝的革新。工程實(shí)踐表明,根據(jù)地下方形豎井短段掘砌施工作業(yè)特點(diǎn)開發(fā)的可調(diào)節(jié)整體方形模板,其整體剛度高和防爆能力強(qiáng),可適應(yīng)鑿巖鉆爆的要求,脫模立模省時(shí)省力,能適應(yīng)方形豎井受限空間內(nèi)的超欠挖,砌壁平整光滑且模板不走樣,適用于方形豎井的快速施工,應(yīng)用前景廣闊,可帶動(dòng)方形豎井建井技術(shù)向前發(fā)展。
[1]李澤華,蒲加順,王永輝,等.方形豎井預(yù)裂爆破一次成型施工工藝[J].四川水利,2009,323(1):95 ̄97.
[2]周振興,李宇.錦屏一級(jí)電站電梯豎井整體液壓自動(dòng)爬升模板設(shè)計(jì)[J].四川水利,2012(3):26 ̄27.
[3]黃明健,王軍華,謝海鵬.大紅山鐵礦箕斗豎井的快速施工技術(shù)[J].采礦技術(shù),2014,14(4):47 ̄50.
[4]劉建超,李宗旭.立井變徑金屬模板的研制和應(yīng)用[J].建井技術(shù),2012,33(2):40 ̄42.
[5]杜林,王治華.液壓滑升模板工藝在陜西麟北煤業(yè)凍結(jié)主井的應(yīng)用[J].煤炭與化工,2014,37(2):107 ̄109.
2016 ̄05 ̄13)
李建國(guó)(1963-),男,工程師,主要從事礦山建設(shè)及生產(chǎn)方面的技術(shù)與管理工作,Email:2607242631@qq.com。