井架空中散裝豎立創(chuàng)新工藝①

林勇

摘 要：隨著國家政策的轉(zhuǎn)移及煤炭市場的日漸飽和，國內(nèi)新生礦井的建設(shè)日漸稀少，而生產(chǎn)礦井的改建、擴(kuò)建工作卻逐漸增多。相對于新礦井該類礦井礦內(nèi)生產(chǎn)、生活設(shè)施已基本齊全，能留給改建、擴(kuò)建工程的施工場地均較小，這嚴(yán)重影響著施工占地較大的工程的正常施工，特別是技改礦井井架的安裝。在井架安裝工程中，我們常見的施工工法有“半翻轉(zhuǎn)法”、“翻轉(zhuǎn)法”、“滑移提升法”等，該類施工工法對現(xiàn)場場地的要求很高。而對于舊礦井的技改井架項(xiàng)目上述工法明顯有很大局限性。

關(guān)鍵詞：鋼井架 高空組裝 井架豎立新型工藝

中圖分類號：TD541 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0097-02

1 工程概括

山東淄博集團(tuán)亭南煤業(yè)公司亭南煤礦新主井由該礦原風(fēng)井改建而成，同時(shí)為了縮短該提升系統(tǒng)的安裝工期，決定在新的風(fēng)井未完成以前完成新主井井架的安裝工作，待新風(fēng)井正式投入使用以后，拆除原風(fēng)井井筒內(nèi)設(shè)施，然后再安裝新主井井筒裝備設(shè)施。

亭南煤礦新主井井架安裝工程由淄博礦業(yè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，西安煤炭建設(shè)監(jiān)理中心實(shí)施監(jiān)理，中煤第三建設(shè)公司機(jī)電安裝工程處承包施工。該主井井架為四斜撐式鋼井架，基礎(chǔ)采用混凝土樁基礎(chǔ)，總高度61.3m，總重量600t，其中井架基礎(chǔ)中心標(biāo)高-1.8m，下天輪中心標(biāo)高48.200m，上天輪中心標(biāo)高55.000m，天輪檢修起吊平臺高度為61.300m。詳見井架1：1空間建模圖。

2 高空散裝的技術(shù)及難點(diǎn)

2.1 關(guān)鍵技術(shù)及保密點(diǎn)

（1）井架1：1空間建模。

（2）重心計(jì)算及吊點(diǎn)布置。

（3）空中合茬。

（4）測量找正。

（5）跳板搭設(shè)及空中焊接。

（6）吊車的選用。

2.2 技術(shù)水平和技術(shù)難度（與國內(nèi)外同類技術(shù)水平比較）

本工法適用于所有煤礦及其他礦井大型鋼結(jié)構(gòu)井架安裝，尤其是生產(chǎn)礦井的擴(kuò)建、改建工程。相對于老工法，本工法更適用施工場地狹小或者有暫時(shí)無法拆除障礙建筑物的工程，同時(shí)本工法大大節(jié)約了勞動力及施工機(jī)具的使用，縮短了施工工期。

主要技術(shù)難度一體現(xiàn)在吊車的選型、座位及井架構(gòu)件的解體組裝方面。井架構(gòu)件繁多，我們不可能利用大吊車一件一件的吊裝，這就需要我們把井架各部件分成若干個(gè)小單元，在地面組裝成整體，而小單元越少相對越節(jié)省時(shí)間，而單元越少說明所需吊裝的整體越重，這又影響了吊車的選型。根據(jù)吊車的參數(shù)合理的將井架解體成若干單元是該工法的關(guān)鍵。

主要技術(shù)難度二由于采用散裝法吊裝井架，因此需要在井架每條斜腿及橫梁連接處焊接臨時(shí)爬梯和護(hù)欄。同時(shí)為了減少空中作業(yè)，我們需要在構(gòu)件吊裝前搭好跳板，跳板的傾斜角度的計(jì)算尤為重要。

主要技術(shù)難度三井架測量找正，由于井架采用散裝法組裝，在找正過程中應(yīng)考慮的因素很多，包括箱體的焊接前后影響、牽引鋼絲繩收繩后井架自身的偏移等等因素。

2.3 施工現(xiàn)場實(shí)際條件

在新主井井架施工期間，井筒西側(cè)絞車房已開工，南側(cè)為永久職工宿舍樓無法拆除，而東側(cè)有高8m、寬5m的風(fēng)道，井筒中心有直徑D=8.4M，高H=2.6m的風(fēng)門，此時(shí)風(fēng)井仍正常運(yùn)行，故而無法拆除風(fēng)井相關(guān)設(shè)施。詳見井架1：1空間建模圖。

3 井架散裝的施工工法及施工步驟要求

3.1 施工工藝流程

見圖2。

4 施工方案及步驟要求

4.1 井架散裝的方案

該井架的吊裝選用散裝法與局部整體組裝半翻轉(zhuǎn)就位的方法結(jié)合運(yùn)用，具體吊裝方案為：主斜架用一臺50t的履帶吊將G-1移至主斜架基座鉸鏈位置，安裝好固定鉸鏈和活動鉸鏈，組對時(shí)主斜架與地面成水平，依次組裝G-2、G-3，待主斜架（G-1至G-3）組裝焊接完成后，用1臺260t履帶吊車、1臺350t汽車吊將主斜架抬頭至10°后找正并固定，然后依次組裝并焊接G-4、G-11、G-5、G-10，利用主斜架后留系統(tǒng)將主斜架吊裝至設(shè)計(jì)位置。副斜架的吊裝采用滑移法吊裝，待副斜架焊接完成后，用1臺260t履帶吊車將其直接基本豎立到位，然后用鉸鏈和副斜架后留系統(tǒng)將其找正。待主、副斜架就位后，用一臺260t履帶吊車將橫梁G-23正反采分別吊裝到位，在G-23正反安裝過程中需整體找正，可通過井筒（提升）十字中心線的經(jīng)緯儀觀測、控制。待安裝好橫梁G-23正反后，可通過依次1臺260t履帶吊車安裝G-6整體、G-16整體、G-14正反、G-7整體、G-8整體、G-9整體以及最后安裝好平臺、梯子、欄桿（見主副連接橫梁G-23就位，G-9整體吊裝就位附圖）。

4.2 施工步驟的要求

4.2.1 測量放線、井架基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓盒校核

根據(jù)礦方提供的井筒十字中心軸線基樁點(diǎn)，將全站儀分別坐在兩個(gè)不同軸線上的基樁點(diǎn)上，根據(jù)井架基礎(chǔ)圖做出基礎(chǔ)十字中心線，再利用卷尺或鋼板尺測量出預(yù)埋螺栓盒與基礎(chǔ)中心線的實(shí)際尺寸是否滿足設(shè)計(jì)及安裝要求。確認(rèn)合格后將基礎(chǔ)十字中心點(diǎn)，用油漆標(biāo)注在基礎(chǔ)側(cè)面，以便安裝時(shí)井架底腿的找正及二次灌漿后原始點(diǎn)保存。

4.2.2 井架基礎(chǔ)中心標(biāo)高校核及基礎(chǔ)沉降點(diǎn)的布置

根據(jù)礦方提供的高程點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)井架基礎(chǔ)中心標(biāo)高是否設(shè)計(jì)要求，合格后再將高程點(diǎn)引到四個(gè)井架斜腿基礎(chǔ)上，以井架斜腿基礎(chǔ)中心點(diǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)高降500mm在基礎(chǔ)四周作出標(biāo)記點(diǎn)，這些標(biāo)記可作為井架標(biāo)高測量、折頁安裝及基礎(chǔ)沉降觀測的參考點(diǎn)。

4.2.3 主、副斜架后留地錨埋設(shè)

主、副斜架后留地錨的埋設(shè)必須嚴(yán)格按要求進(jìn)行，首先進(jìn)行地錨放線，地錨的設(shè)置根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行埋設(shè)，如現(xiàn)場環(huán)境限制不能按原設(shè)計(jì)進(jìn)行，可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后要經(jīng)計(jì)算校核地錨噸位是否足夠，穩(wěn)車設(shè)置時(shí)要與地錨連接牢固可靠。地錨坑的幾何尺寸按規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)的土壤密度，許用地耐力條件下計(jì)算出來。地錨放線應(yīng)準(zhǔn)確，找出地錨中心后，打上木樁標(biāo)記，用石灰粉劃出地錨坑的邊界線，挖掘時(shí)要注意地錨坑的角度，使得埋設(shè)的鋼管與受力方向垂直。若出現(xiàn)積水現(xiàn)象，隨時(shí)用潛水泵抽出。地錨回填土?xí)r，要分層夯實(shí)，保證土壤密實(shí)。

4.2.4 主、副斜架組裝

（1）鉸鏈安裝。

首先測量出主（副）斜架基礎(chǔ)中心線到預(yù)埋件的距離及預(yù)埋件的標(biāo)高，根據(jù)鉸鏈設(shè)計(jì)圖中固定折頁銷軸孔中心標(biāo)高和固定折頁尺寸，在預(yù)埋件上畫出下鉸鏈板線，在固定折頁的安裝過程中如尺寸不合適，可對加工好的固定折頁進(jìn)行修正，待折頁找正、安裝完成前需將固定折頁外側(cè)加工30°坡口，固定折頁與預(yù)埋板焊接且兩側(cè)加筋板加固。同理根據(jù)鉸鏈設(shè)計(jì)圖，將活動折頁在底部箱體的下表面組對完成，在焊接前需經(jīng)過施工現(xiàn)場專業(yè)質(zhì)檢員檢查認(rèn)可后方可焊接，焊縫高度、質(zhì)量均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）主、副斜架組裝。

斜架拼裝是保證井架安裝質(zhì)量的前提由于井架構(gòu)件尺寸、重量比較大，而拼裝要求的精度高，故對拼裝場地要求較高，場地必須平整夯實(shí)。然后根據(jù)每節(jié)箱體的重量確定吊車的型號和大小。斜架的拼裝，從底部開始組對，一端通過鉸鏈固定，另一端采用馬腿支撐找平。根據(jù)井筒十字中心線及構(gòu)件間的對角線調(diào)整斜腿位置，在調(diào)整過程中應(yīng)保證斜架上表面的標(biāo)高以防扭曲，經(jīng)檢查符合要求后可采用焊接臨時(shí)固定，然后依次組對下面構(gòu)件，在主斜架拼裝過程中，應(yīng)保證組裝后的直線度、柱身扭曲、接口處十字中心錯(cuò)動、對角線偏差滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。主、副斜架拼裝完成后，經(jīng)自檢符合標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求后，經(jīng)甲方及監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可焊接。斜架組裝大部分是對接焊縫，焊縫質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，因此焊接時(shí)每焊一遍后都要進(jìn)行檢查，且全部焊接完成后要求對所有焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢查和驗(yàn)收。故在施焊前應(yīng)做好各種準(zhǔn)備工作，坡口間隙及鈍邊要符合要求，否則用碳弧氣刨清根。對接口及其兩側(cè)各30-50mm范圍內(nèi)必須將油污、水、銹清除干凈。嚴(yán)格按對稱分散的原則進(jìn)行施焊，每個(gè)焊口焊縫2名焊工對稱施焊，施焊時(shí)要求同電流、同焊速。

5 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

（1）新工法施工機(jī)具和人工縮減為原來的1/3，只增加了部分吊車費(fèi)用，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，新工法相較于老工法大約節(jié)省了50萬費(fèi)用。

（2）在施工工期方面，新工法比老工法減少了桅桿的組裝、豎立、拆除及2/3吊裝索具的安裝、拆除時(shí)間，增加了各散裝部件空中焊接時(shí)間。在電焊工充足的情況下，空中焊接相對占用時(shí)間很少。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，新工法比老工法縮短了1/3施工時(shí)間。

（3）在節(jié)能、環(huán)保和社會效益方面新、老工法無變化。

6 結(jié)語

（井架高空散裝法的應(yīng)用前景）

近幾年來，隨著國家政策的轉(zhuǎn)移及煤炭市場的日漸飽和，國內(nèi)新生礦井的建設(shè)日漸稀少，而舊礦井的改建、擴(kuò)建工作確逐漸增多。眾所周知，舊礦井屬于生產(chǎn)礦井，礦內(nèi)生產(chǎn)和生活設(shè)施均已齊全，留給礦井改建的施工場地往往都比較狹小，而且可能還有部分障礙建筑在施工期間無法拆除。這樣的施工環(huán)境已經(jīng)明顯不在適應(yīng)老的施工工法，而采用大型吊車散裝大中型井架的新工法，很好的規(guī)避了這些問題。且隨著國內(nèi)大型吊車的日漸普及，大大補(bǔ)強(qiáng)該工法應(yīng)用條件。

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