井架空中散裝豎立創新工藝①

林勇

摘 要：隨著國家政策的轉移及煤炭市場的日漸飽和，國內新生礦井的建設日漸稀少，而生產礦井的改建、擴建工作卻逐漸增多。相對于新礦井該類礦井礦內生產、生活設施已基本齊全，能留給改建、擴建工程的施工場地均較小，這嚴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“半翻轉法”、“翻轉法”、“滑移提升法”等，該類施工工法對現場場地的要求很高。而對于舊礦井的技改井架項目上述工法明顯有很大局限性。

關鍵詞：鋼井架 高空組裝 井架豎立新型工藝

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

1 工程概括

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

亭南煤礦新主井井架安裝工程由淄博礦業集團設計院設計，西安煤炭建設監理中心實施監理，中煤第三建設公司機電安裝工程處承包施工。該主井井架為四斜撐式鋼井架，基礎采用混凝土樁基礎，總高度61.3m，總重量600t，其中井架基礎中心標高-1.8m，下天輪中心標高48.200m，上天輪中心標高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 高空散裝的技術及難點

2.1 關鍵技術及保密點

（1）井架1：1空間建模。

（2）重心計算及吊點布置。

（3）空中合茬。

（4）測量找正。

（5）跳板搭設及空中焊接。

（6）吊車的選用。

2.2 技術水平和技術難度（與國內外同類技術水平比較）

本工法適用于所有煤礦及其他礦井大型鋼結構井架安裝，尤其是生產礦井的擴建、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無法拆除障礙建筑物的工程，同時本工法大大節約了勞動力及施工機具的使用，縮短了施工工期。

主要技術難度一體現在吊車的選型、座位及井架構件的解體組裝方面。井架構件繁多，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小單元，在地面組裝成整體，而小單元越少相對越節省時間，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。根據吊車的參數合理的將井架解體成若干單元是該工法的關鍵。

主要技術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爬梯和護欄。同時為了減少空中作業，我們需要在構件吊裝前搭好跳板，跳板的傾斜角度的計算尤為重要。

主要技術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 施工現場實際條件

在新主井井架施工期間，井筒西側絞車房已開工，南側為永久職工宿舍樓無法拆除，而東側有高8m、寬5m的風道，井筒中心有直徑D=8.4M，高H=2.6m的風門，此時風井仍正常運行，故而無法拆除風井相關設施。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就位的方法結合運用，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將主斜架吊裝至設計位置。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、井架基礎預埋螺栓盒校核

根據礦方提供的井筒十字中心軸線基樁點，將全站儀分別坐在兩個不同軸線上的基樁點上，根據井架基礎圖做出基礎十字中心線，再利用卷尺或鋼板尺測量出預埋螺栓盒與基礎中心線的實際尺寸是否滿足設計及安裝要求。確認合格后將基礎十字中心點，用油漆標注在基礎側面，以便安裝時井架底腿的找正及二次灌漿后原始點保存。

4.2.2 井架基礎中心標高校核及基礎沉降點的布置

根據礦方提供的高程點，利用水準儀檢驗井架基礎中心標高是否設計要求，合格后再將高程點引到四個井架斜腿基礎上，以井架斜腿基礎中心點設計標高降500mm在基礎四周作出標記點，這些標記可作為井架標高測量、折頁安裝及基礎沉降觀測的參考點。

4.2.3 主、副斜架后留地錨埋設

主、副斜架后留地錨的埋設必須嚴格按要求進行，首先進行地錨放線，地錨的設置根據設計圖進行埋設，如現場環境限制不能按原設計進行，可適當進行調整，調整后要經計算校核地錨噸位是否足夠，穩車設置時要與地錨連接牢固可靠。地錨坑的幾何尺寸按規范要求，在設計的土壤密度，許用地耐力條件下計算出來。地錨放線應準確，找出地錨中心后，打上木樁標記，用石灰粉劃出地錨坑的邊界線，挖掘時要注意地錨坑的角度，使得埋設的鋼管與受力方向垂直。若出現積水現象，隨時用潛水泵抽出。地錨回填土時，要分層夯實，保證土壤密實。

4.2.4 主、副斜架組裝

（1）鉸鏈安裝。

首先測量出主（副）斜架基礎中心線到預埋件的距離及預埋件的標高，根據鉸鏈設計圖中固定折頁銷軸孔中心標高和固定折頁尺寸，在預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行修正，待折頁找正、安裝完成前需將固定折頁外側加工30°坡口，固定折頁與預埋板焊接且兩側加筋板加固。同理根據鉸鏈設計圖，將活動折頁在底部箱體的下表面組對完成，在焊接前需經過施工現場專業質檢員檢查認可后方可焊接，焊縫高度、質量均應滿足設計要求。

（2）主、副斜架組裝。

斜架拼裝是保證井架安裝質量的前提由于井架構件尺寸、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。然后根據每節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。根據井筒十字中心線及構件間的對角線調整斜腿位置，在調整過程中應保證斜架上表面的標高以防扭曲，經檢查符合要求后可采用焊接臨時固定，然后依次組對下面構件，在主斜架拼裝過程中，應保證組裝后的直線度、柱身扭曲、接口處十字中心錯動、對角線偏差滿足設計和規范要求。主、副斜架拼裝完成后，經自檢符合標準及規范要求后，經甲方及監理驗收合格后方可焊接。斜架組裝大部分是對接焊縫，焊縫質量要求非常嚴格，因此焊接時每焊一遍后都要進行檢查，且全部焊接完成后要求對所有焊縫進行超聲波探傷檢查和驗收。故在施焊前應做好各種準備工作，坡口間隙及鈍邊要符合要求，否則用碳弧氣刨清根。對接口及其兩側各30-50mm范圍內必須將油污、水、銹清除干凈。嚴格按對稱分散的原則進行施焊，每個焊口焊縫2名焊工對稱施焊，施焊時要求同電流、同焊速。

5 經濟效益和社會效益

（1）新工法施工機具和人工縮減為原來的1/3，只增加了部分吊車費用，經統計，新工法相較于老工法大約節省了50萬費用。

（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、拆除時間，增加了各散裝部件空中焊接時間。在電焊工充足的情況下，空中焊接相對占用時間很少。經統計，新工法比老工法縮短了1/3施工時間。

（3）在節能、環保和社會效益方面新、老工法無變化。

6 結語

（井架高空散裝法的應用前景）

近幾年來，隨著國家政策的轉移及煤炭市場的日漸飽和，國內新生礦井的建設日漸稀少，而舊礦井的改建、擴建工作確逐漸增多。眾所周知，舊礦井屬于生產礦井，礦內生產和生活設施均已齊全，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。這樣的施工環境已經明顯不在適應老的施工工法，而采用大型吊車散裝大中型井架的新工法，很好的規避了這些問題。且隨著國內大型吊車的日漸普及，大大補強該工法應用條件。

參考文獻

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