豎井剛性罐道井筒裝備安裝工藝

李衛東 任建廣 王康愉

1，河南鶴壁鶴安東頭煤業有限公司 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

李衛東1任建廣2王康愉3

1，河南鶴壁鶴安東頭煤業有限公司 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施及鑿井井架 ,再豎立永久井架 ,并配合絞車調試進行提升設施的安裝。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構不同 ,分為剛性及柔性(鋼絲繩罐道)兩種。井筒內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環境差、安全質量要求高,是一項技術復雜、施工難度大的關鍵性工程,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施及鑿井井架,再豎立永久井架,并配合絞車調試進行提升設施的安裝。若為兩用井架打井,則在拆除建井臨時設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車,布置井筒掘砌設備時應預先考慮,以盡量減少改裝工作量。吊盤是井筒安裝的工作盤,根據井筒裝備的布置及作業方式特點設計結構不同的吊盤。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,然后改裝吊盤敷設電纜的施工方案時,吊盤一般設計為四至六層。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、敷設電纜、安裝井底套架,最后安裝井底段的施工方案時,吊盤設計為二至四層(層間距同罐道梁)。經比較,從下至上安裝吊盤層數多、結構復雜、懸吊負荷大、多工序交叉作業、安全要求高,在罐道梁層格布置復雜的井筒較難實現,敷設電纜仍要改裝吊盤等。從上至下一次安裝方案,則吊盤層數少、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布置及從上至下安裝工藝。

3.施工程序及方法

3.1 構件加工及防腐

構件加工包括:支架及鋼梁構件的型鋼或鋼板調直整平、切割、 鉆孔、焊接等,罐道的調直、組合成形、焊接、調直整形、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。應按設計圖紙施工要求,確保加工質量。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合材料等防腐工藝。各類構件加工防腐后,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、絞車及天輪平臺布置

拆除井筒掘砌臨時設施后,測量放線,布置絞車和吊盤及風水管、電纜等懸掛、下放特殊構件、奪吊用等鑿井穩車,并安裝天輪平臺梁及天輪,完成穩、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,雙系統制作內側容器處兩吊盤),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(穩繩)。

3.4 封口及井蓋門安裝

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

3.5 大線點及基準梁和井底穩線梁布置

根據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,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面距主垂線的距離,以保證其垂直度符合設計及規范要求。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、正面及側面網門。各梁與井壁牛腿托架間有拴接、焊接兩種形式,焊接應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、梯子間設施采用絞車鉤頭下放,罐道利用穩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車、鋼繩下放安裝。吊盤井筒內升降導向,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組裝。安裝時拆除穩線梁和垂線 ,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。由于吊盤設計已考慮方盤骨架能通過穩罐道糊，并不能通過數學函數精確地表達出來。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]。

由于混凝土結構耐久性評估具有隨機性、灰色性的特點，薛鵬飛、項貽強[9]以灰色關聯分析為基礎，結合模糊識別理論，利用信息熵和復合權重的概念，綜合考慮了專家經驗和檢測數據固有信息的重要性，這種評估方法使評估結果更加客觀、準確。

對于氯離子環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，推導出了氯離子濃度的均值，用于計算鋼筋開始銹蝕時間。

現在的耐久性評估標準大多采用“優、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]等將基于模糊數學理論的模糊綜合評估系統用于結構的耐久性評估，在混凝土結構耐久性模糊綜合評估體系的基礎上，根據熵的概念，在耐久性等級劃分標準已知的前提下，充分挖掘實測數據中的信息，提出了一種確定指標權值的新方法。

4、如何提高鋼筋混凝土結構的耐久性

要提高混凝土結構的耐久性，就要從影響耐久性的因素著手，找出提高結構耐久性的方法。

混凝土的抗滲性對結構的耐久性有很大的影響，抗滲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滲劑摻入混凝土中，以形成某種膠體或絡合物填充、堵塞毛細孔縫，從而提高混凝土的抗滲能力。

在設計混凝土的時候，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。

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

鋼筋的銹蝕導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，加強混凝土早期養護，改善結構使用環境等也可以提高結構的耐久性。

[1]施惠生,郭曉潞,張賀.氯離子含量對混凝土中鋼筋銹蝕的影響[J].水泥技術.2009年5月

[2]姬永生,袁迎曙.干濕循環作用下氯離子在混凝土中的侵蝕過程分析[J]. 工業建筑.2006年第36卷第12期

[3]張偉平.混凝土結構的鋼筋銹蝕損傷預測及其耐久性評估[D].上海:同濟大學博士學位論文.1999

[4]張喜德.鋼筋混凝土構件耐久性的若干問題研究[D] .廣西大學博士學位論文.2004

[5]易偉建,趙新.持續荷載作用下鋼筋銹蝕對混凝土梁工作性能的影響[J].土木工程學報. 2 0 0 6年1月,第39卷第1期

[6]范進,董福興.疲勞荷載下鋼筋銹蝕混凝土構件黏結性能試驗研究[J]. 南京理工大學學報(自然科學版).第33卷第6期，2009年12月

[7]衛軍,張華,李鵬程,黃瀅. 鋼筋銹蝕引起的混凝土偏壓構件剛度退化研究[J].武漢理工大學學報.第31卷第13期,2009年7月

[8]陳建國,王海龍,劉杰. 鋼筋混凝土梁耐久性的評估研究[J]. 四川建筑.第26卷4期2006年

[9]薛鵬飛,項貽強.基于灰色關聯度和模糊識別的混凝土結構耐久性評估[J] . 混凝土.2009年第2期

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

[11]史長瑩,焦峰華,王麗娟. 混凝土結構耐久性模糊綜合評估系統中指標權值計算模型[J]. 西安建筑科技大學學報(自然科學版). 第38卷 第1期,2006年2月

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.042

農云開，男，廣西南寧人，碩士研究生，從事結構耐久性研究。