李衛(wèi)東 任建廣 王康愉

1，河南鶴壁鶴安東頭煤業(yè)有限公司 458020；2，河南煤化鶴煤公司八礦458020；3，河南富昌安裝工程處 458020

豎井剛性罐道井筒裝備安裝工藝

李衛(wèi)東1任建廣2王康愉3

1，河南鶴壁鶴安東頭煤業(yè)有限公司 458020；2，河南煤化鶴煤公司八礦458020；3，河南富昌安裝工程處 458020

副井（立井）井筒裝備(井筒裝備包括罐道梁、托架、罐道、梯子間、管路、電纜、井底套架、防撞梁、擋繩梁以及托管梁、電纜支架等)安裝, 多在副井井筒掘砌到底后,利用鑿井井架布置天輪平臺,施工安裝井筒裝備后拆除所有臨時設(shè)施及鑿井井架 ,再豎立永久井架 ,并配合絞車調(diào)試進行提升設(shè)施的安裝。本文從施工方案選擇、具體施工程序及方法介紹了副井井筒裝備安裝的具體過程。

煤礦豎井裝備安裝；施工方案；施工程序；施工方法

1.簡述

立井井筒裝備按罐道結(jié)構(gòu)不同 ,分為剛性及柔性(鋼絲繩罐道)兩種。井筒內(nèi)布置剛性罐道以副井或者綜合提升井居多 ,主要由罐道梁、托架、罐道、梯子間、管路、電纜、井底套架、防撞梁、擋繩梁以及托管梁、電纜支架等組成。罐道主要形式為組合槽鋼、球扁鋼、方鋼等,目前鋼軌罐道及木罐道已較少使用。罐道梁及梯子梁為水平層格布置,層間距多為4m與6m。除井底套架、 防撞、擋繩及托管梁等采用梁窩固定外,絕大部分采用樹脂錨桿與井壁固定。立井井筒裝備安裝作業(yè)環(huán)境差、安全質(zhì)量要求高,是一項技術(shù)復(fù)雜、施工難度大的關(guān)鍵性工程,對建井總工期有著十分重要的影響。

2.施工方案選擇

立井井筒裝備安裝,副井多在井筒掘砌到底后,利用鑿井井架布置天輪平臺,施工安裝井筒裝備后拆除所有臨時設(shè)施及鑿井井架,再豎立永久井架,并配合絞車調(diào)試進行提升設(shè)施的安裝。若為兩用井架打井,則在拆除建井臨時設(shè)施后直接利用永久井架進行施工安裝井筒裝備;主井井筒多在建井后期進行,安裝后即可提升出煤。井筒安裝使用的鑿井絞車和穩(wěn)車,布置井筒掘砌設(shè)備時應(yīng)預(yù)先考慮,以盡量減少改裝工作量。吊盤是井筒安裝的工作盤,根據(jù)井筒裝備的布置及作業(yè)方式特點設(shè)計結(jié)構(gòu)不同的吊盤。當采用先將井底段(防撞梁、擋繩梁、梯子間等)及套架安裝完,再由下至上一次安裝托架、罐道梁、罐道、梯子間、管路、電纜支架,然后改裝吊盤敷設(shè)電纜的施工方案時,吊盤一般設(shè)計為四至六層。當采用先從上至下一次安裝托架、 罐道梁、 罐道、梯子間、電纜支架,改裝吊盤后從下至上再安裝管路、敷設(shè)電纜、安裝井底套架,最后安裝井底段的施工方案時,吊盤設(shè)計為二至四層(層間距同罐道梁)。經(jīng)比較,從下至上安裝吊盤層數(shù)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、懸吊負荷大、多工序交叉作業(yè)、安全要求高,在罐道梁層格布置復(fù)雜的井筒較難實現(xiàn),敷設(shè)電纜仍要改裝吊盤等。從上至下一次安裝方案,則吊盤層數(shù)少、負荷輕、改裝方便、勞動組織簡單、適用于任何井筒,是對多層吊盤向上安裝以及將罐道梁、梯子間與罐道分次安裝工藝的改進。剛性罐道井筒安裝井內(nèi)布置及從上至下安裝工藝。

3.施工程序及方法

3.1 構(gòu)件加工及防腐

構(gòu)件加工包括:支架及鋼梁構(gòu)件的型鋼或鋼板調(diào)直整平、切割、 鉆孔、焊接等,罐道的調(diào)直、組合成形、焊接、調(diào)直整形、銑端頭以及管路、套管、法蘭、錨桿、緊固件、楔形木罐道等加工制作。應(yīng)按設(shè)計圖紙施工要求,確保加工質(zhì)量。支架、鋼梁、罐道、 管路等多采用酸洗鈍化除銹、涂料保護層防腐方法,緊固件等采用電弧噴涂或鍍鋅處理,梯子間采用玻璃鋼復(fù)合材料等防腐工藝。各類構(gòu)件加工防腐后,檢查、編號,然后運輸至井口,分類堆放。同時制作井筒安裝所需用的設(shè)施 ,如吊盤、風水管路、井蓋門、大線車、各臨時鋼梁、鋪板、卡子及測量工具等。

3.2 穩(wěn)、絞車及天輪平臺布置

拆除井筒掘砌臨時設(shè)施后,測量放線,布置絞車和吊盤及風水管、電纜等懸掛、下放特殊構(gòu)件、奪吊用等鑿井穩(wěn)車,并安裝天輪平臺梁及天輪,完成穩(wěn)、絞車配電控制及纏繩。

3.3 吊盤組裝

將加工好的吊盤立柱、方盤框等組裝成2個方盤骨架(外部尺寸同提升容器 ,寬、窄罐時做成一大一小,雙系統(tǒng)制作內(nèi)側(cè)容器處兩吊盤),4根吊盤繩分兩組與方盤主梁吊點穿銷軸連接,啟動穩(wěn)車提起2個方吊盤松至井筒中,然后組裝一、二層吊盤支梁,鋪設(shè)花紋鋼板,組成一個兩層圓盤、一層方盤的整體吊盤。其中一組方吊盤的2 根吊盤繩兼作絞車鉤頭的引力繩(穩(wěn)繩)。

3.4 封口及井蓋門安裝

利用吊盤作業(yè),將井口臨時封口梁安裝好,并安裝井蓋門及開閉裝置,鋪設(shè)井口鋪板。

3.5 大線點及基準梁和井底穩(wěn)線梁布置

根據(jù)井筒鋼梁及罐道布置,確定其找正用垂線(又稱大線、Φ1.6mm碳素鋼絲)根數(shù),在井口測量給出下線點,布置大線車。并準確安裝第一道梁作為以下各層罐道梁的基準梁,在下井口布置臨時鋼梁作穩(wěn)線梁,將垂線逐根松至井底用一定重量的重錘懸掛,找正各點開檔、對角幾何尺寸無誤后,用卡線板卡好。井壁頂留梁窩的質(zhì)量(方位、斷面、深度),可利用垂線在正式安裝前或安裝到位時檢查與處理。

3.6 罐道梁、罐道、梯子間的安裝

主垂線設(shè)置在各罐道座板旁邊,用以控制其上固定罐道的位置,另外再設(shè)1根輔助垂線,以控制主梁的方向,安裝時用看線板找正罐道梁位置(梁上作沖子眼標記)。管子梁、梯子間大梁等分別用 2 根輔助垂線及水平間距尺找正。各梁的水平度用鐵水平尺操平。罐道梁層間距用層間距尺控制。罐道待罐道梁安裝后,用拐尺、直尺找正其正面及側(cè)面距主垂線的距離,以保證其垂直度符合設(shè)計及規(guī)范要求。同一提升容器兩根罐道安裝后,用罐道間距尺檢查其開檔距離,兩根罐道的接頭應(yīng)保證錯口和間隙符合要求。梯子間安裝依次為安裝大梁、支梁、平臺板、梯子、正面及側(cè)面網(wǎng)門。各梁與井壁牛腿托架間有拴接、焊接兩種形式,焊接應(yīng)在清除焊渣后及時防腐。四層吊盤從上至下安裝時,下層圓盤用來好錨桿眼、鑿眼、安裝錨桿、作錨桿拉拔試驗、安裝托架、充填樹脂膠泥;上層圓盤用來安裝各梁、罐道及梯子間。安裝罐道時,利用斜靠在井壁上的一活動梯子,固定和找正罐道的上端。方盤主要放置干式變壓器、電焊機等。梁、罐道、梯子間設(shè)施采用絞車鉤頭下放,罐道利用穩(wěn)車鉤頭及手拉葫蘆奪吊就位。錨桿孔定位可采用層間距尺配合定位模具進行。凍結(jié)段井壁鉆錨桿孔遇到鋼筋(非素砼井壁)時,可采用水鉆切除鋼筋，切除困難的大筋，可以用風鎬擴孔，氣割掉。吊盤運動時拔除楔木,作業(yè)時用卡住井壁和盤邊(第一層圓盤 ,4根)。定位垂線每隔100m卡固、校核一次方位和尺寸。

3.7 管路安裝

管路安裝待井筒安裝至非標段結(jié)束后,先將兩層圓盤拆除,使吊盤成為 2 個獨立方盤,然后從下至上利用穩(wěn)車、鋼繩下放安裝。吊盤井筒內(nèi)升降導(dǎo)向,利用已安裝好的罐道(每個吊盤用2趟罐道,注意保護防腐層)。

3.8 井底套架安裝

井底套架先在地面上預(yù)組裝。安裝時拆除穩(wěn)線梁和垂線 ,利用 2 層圓盤分別安裝上下大梁 (用活動大線找正) 、 堵梁窩 ,然后掛立柱、 安裝橫梁、 四角罐道等并找正。由于吊盤設(shè)計已考慮方盤骨架能通過穩(wěn)罐道糊，并不能通過數(shù)學函數(shù)精確地表達出來。第三，這些影響耐久性的因素不僅本身起著影響作用，還會相互作用從而共同產(chǎn)生影響，這就進一步增加了我們對影響程度進行計算的難度。根據(jù)使用條件的不同和對建筑物壽命要求的差異，目前對混凝土耐久性的評估中主要使用以下幾種準則：碳化壽命準則、銹脹開裂壽命準則、裂縫寬度與鋼筋銹蝕量限值壽命準則、承載力壽命準則[8]。

由于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估具有隨機性、灰色性的特點，薛鵬飛、項貽強[9]以灰色關(guān)聯(lián)分析為基礎(chǔ)，結(jié)合模糊識別理論，利用信息熵和復(fù)合權(quán)重的概念，綜合考慮了專家經(jīng)驗和檢測數(shù)據(jù)固有信息的重要性，這種評估方法使評估結(jié)果更加客觀、準確。

對于氯離子環(huán)境下的耐久性評估方法，吳瑾[10]等將混凝土表面氯離子濃度和保護層厚度作為隨機變量，將擴散系數(shù)作為隨機過程，建立了混凝土保護層中氯離子濃度分布的隨機模型，推導(dǎo)出了氯離子濃度的均值，用于計算鋼筋開始銹蝕時間。

現(xiàn)在的耐久性評估標準大多采用“優(yōu)、良、中、差”這樣的等級標準劃分，但是這樣的劃分標準在實際工程中的準確性并不高，比如處在兩個等級邊界的構(gòu)件該如何評估等級，這說明這樣的等級標準劃分只是屬于模糊劃分，為了找到一個更有效的評估方法，史長瑩[11]等將基于模糊數(shù)學理論的模糊綜合評估系統(tǒng)用于結(jié)構(gòu)的耐久性評估，在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性模糊綜合評估體系的基礎(chǔ)上，根據(jù)熵的概念，在耐久性等級劃分標準已知的前提下，充分挖掘?qū)崪y數(shù)據(jù)中的信息，提出了一種確定指標權(quán)值的新方法。

4、如何提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

要提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，就要從影響耐久性的因素著手，找出提高結(jié)構(gòu)耐久性的方法。

混凝土的抗?jié)B性對結(jié)構(gòu)的耐久性有很大的影響，抗?jié)B性好的混凝土可以有效地減少氯離子的滲透，從而降低鋼筋的銹蝕速度，提高耐久性。在工程中可以將密實抗?jié)B劑摻入混凝土中，以形成某種膠體或絡(luò)合物填充、堵塞毛細孔縫，從而提高混凝土的抗?jié)B能力。

在設(shè)計混凝土的時候，如果能夠降低水泥的用量，就可以減小溫度開裂的影響，這樣也就可以有效地減少腐蝕性物質(zhì)通過這些裂縫腐蝕鋼筋所帶來的影響。在實際工程中，一些礦物摻和料如硅灰、粉煤灰、礦渣等不但可以提高混凝土的強度，還可以降低水泥用量。

堿骨料的反應(yīng)對結(jié)構(gòu)的危害是很嚴重的，一旦發(fā)生則很難修復(fù)。堿骨料反應(yīng)是指材料中的水泥、外加劑、混合材和水中的堿與骨料中活性氧化硅發(fā)生化學反應(yīng)，生成的堿硅酸凝膠在吸水后產(chǎn)生膨脹壓力，最終導(dǎo)致混凝土開裂的現(xiàn)象。要抑制這種現(xiàn)象的發(fā)生，就要嚴格控制混凝土中骨料的總含堿量。

鋼筋的銹蝕導(dǎo)致的耐久性損失是眾多影響耐久性因素中最大的，要提高鋼筋的耐銹蝕性，可以采用鋼筋阻銹劑。主要有以下幾種類型：陽極型鋼筋陰銹劑，陰極型鋼筋阻銹劑，綜合型鋼筋阻銹劑。

除了以上一些措施之外，嚴格控制保護層厚度，加強混凝土早期養(yǎng)護，改善結(jié)構(gòu)使用環(huán)境等也可以提高結(jié)構(gòu)的耐久性。

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[10]吳瑾,吳勝興.氯離子環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性壽命評估[J]. 土木工程學報.第38卷第2期2 0 0 5年2月

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.042

農(nóng)云開，男，廣西南寧人，碩士研究生，從事結(jié)構(gòu)耐久性研究。