液压滑升金属模板在深立井套壁施工中的应用

郝宗报 杨 悦

近年来，在新建矿井的筹备过程中，新建矿井在面对冻结深度较深，地压过大的情况下，为确保井筒井壁质量，减小工人劳动强度，缩短工期、确保安全等方面考虑，一般都采用液压滑升金属模板对井筒进行套内壁。实践证明，采用此方法进行井筒套壁，确实能起到很好的效果，如:井筒整体性较好，没有接槎，表面比较光滑，安全系数较高，但是，在实际操作过程中要想达到预期的效果，也非常的不易，由于机械、机电设备故障、工艺之间的衔接和转换、领导管理水平、员工整体素质等问题，也会造成井壁局部质量相对较差、套壁施工间断影响时间较长，从而影响工程进度，为此，要想使用液压滑升金属模板进行套壁，必须克服一些实际问题，才能保证此方法以快速、优质、安全的优势发挥出来。

1 工程概况

朱集西煤矿隶属皖北煤电集团，位于安徽省淮南市潘集区贺疃乡，该项目由中煤国际工程集团南京设计院设计，立井开拓，年设计生产能力 400万t/年，提升能力为 700万 t/年，主井垂深1 015.2m，井筒净直径 6.0m，主井井筒表土段采用冻结法施工，冻结施工段垂深520.1m，冻结段施工完成后，采用钢筋混凝土方式进行套内壁，混凝土厚度500mm～1 903mm，混凝土强度C30～C70。为确保施工安全，主井采用液压滑升金属模板套内壁，技术上可行，经济上合理，安全可靠。

液压滑升模板由若干弧形金属板组成，组装后其半径大于井筒半径30mm左右，模板高度设计为1.4m，设计成上口大、下口小的形式，锥度为0.8%，设计此形状是为了防止液压滑模在滑升过程中由于混凝土的膨胀导致井壁拉裂。1.4m高液压滑升模板均匀布置16个“F”架，每个“F”架上面有两个GYD-35千斤顶，共计32个千斤顶，每个千斤顶用一根φ25mm圆钢，32根φ25mm圆钢爬杆代替 32根竖筋进行滑模套壁工作，液压滑升系统平剖面图如图 1所示。

2 采用液压滑升金属模板套内壁常出现的问题分析

由于采用液压滑升金属模板套内壁，此工艺在时间上是连续的，它是不间断的滑动，所以在套内壁的过程中，各种工序之间的衔接都至关重要，钢筋的绑扎、勾筋的绑扎、爬杆的续接、爬杆水准线的标注、混凝土的搅拌、混凝土下放速度、外加剂是否添加、混凝土入模温度是否达标等等都至关重要，但是，根据现场的实际情况，认为以下几点至关重要:

1)液压滑模组装前期的壁座施工问题;2)液压滑模的定期找正、找平、定位、纠偏及纠扭等问题;3)液压滑模的机电、机械设备系统故障问题;4)混凝土中水泥的质量(型号、散热量)、外加剂、混凝土入模温度、振捣等问题;5)井壁渗水处理问题。

3 针对以上问题提出的解决方案

3.1 液压滑模组装前的壁座施工

按照作业规程，壁座必须设计在穿过冻结段且坐落于坚硬岩石中。按照此要求，主井壁座设计垂深 511.1 m～520.1 m，共9m，为防止壁座以下岩石受到影响，此段分两次放炮、掘进，每段4m，留坐底炮，待掘进至迎头时，停止掘进，对迎头不平之处进行找平，对井壁有欠挖、浮石等问题进行处理，然后对井壁进行锚网喷支护，确保井壁安全。之后对壁座进行混凝土浇筑，要充分振捣，确保壁座密实。待混凝土凝固后，按设计在爬杆位置预埋槽钢并找平，确保液压滑升模板正常组装并顺利试滑。

3.2 滑模的找正、找平、定位、纠偏及纠扭

1)滑升模板组装完成后，首先要进行的是试滑。初次试滑，首先要严格找线，确保水平高差不超过20 mm，中心误差不超过10mm，方可进行混凝土浇筑。2)检查 16个“F”架，32个液压管路供油是否正常，确保液压系统正常运行，行程同步。3)试滑成功后，进入正常滑行，现场技术人员要及时观察爬杆行程，在爬杆还剩50mm左右时，要及时续接爬杆。4)所有爬杆在入井前都要仔细检查是否有腐蚀、断裂、弯曲等不符合要求的现象，对不合格的爬杆严禁入井。5)爬杆的连接处避免出现错台现象，防止液压系统强行通过，造成爬杆扭曲、断裂现象，如有稍微错台，可安排专职人员对其进行处理，把错台搓平。6)在操作室，液压操作人员可以在两个连续“F”架之间悬挂一个铅锤，利用铅锤在井壁的投影画一个参照线，模板滑行时观察投影是不是在一条垂线上，出现偏差及时停机，询问情况，及时纠偏。7)在辅助盘浇筑混凝土时，力争确保浇筑均匀，振捣充分，使井壁四周受力均匀，防止跑偏。8)辅助盘上要准备木砌，在发现模板有跑偏迹象时，及时对其进行向相反的方向支撑，慢慢滑升，及时纠正。9)液压系统正常，而其他原因导致不能正常滑行时，液压系统也不能停机，每隔半小时左右，也要滑1个～2个行程，防止混凝土凝固后与模板相粘，影响井壁质量。

3.3 液压滑模的机电、机械设备系统故障处理

由于井筒垂深较深，作业空间较小，机电、机械设备万一出现故障，间断影响时间将会较长，给套壁工作带来一些坏的连锁反应，比如粘模等情况，不易处理，为此，加强机电、机械设备的日常维护，易损坏、易故障机电、机械设备的备用库存也很重要，尽量减少机电、机械设备的故障率，提高其工作效率。

3.4 混凝土相关要求

采用液压滑模套壁，混凝土的质量至关重要，其质量的好坏直接影响套壁的速度和质量，要严格按照其相关配合比搅拌混凝土，严禁偷工减料。本矿井套壁使用宁国海螺PⅡ5.25R水泥，其发热量较好。由于主井套壁期间正处寒冬，所以为确保混凝土快速凝固，地面搅拌系统对黄砂、石子、外加剂、供水系统等都作出明确的要求，首先供水管路进入水箱的水温要达到 90℃以上，其次，外加剂使用NF-2矿用早强减水剂，再次，对有冰块、结块的黄砂、石子一律不用，防止搅拌系统的温度降低，以确保混凝土入模温度达到 25℃以上。混凝土运送到辅助盘后，现场工人要及时下放混凝土，下放均匀，并充分振捣。

3.5 井壁渗水处理

主井冻结效果较好，外壁有较厚冰霜，在混凝土浇筑的过程中，由于混凝土的放热，导致井壁冰霜融化，往往会出现渗水情况，渗出的水会沿着井壁流入混凝土中，从而导致混凝土的温度下降，给滑模带来困难，因此，就要求现场工人做到以下几点:

1)吊盘除霜人员在除霜的过程中，要对除下的霜进行处理，装入吊桶，运到地面，保证不能让霜落入辅助盘;2)现场操作人员，要安排专职人员进行现场刮水，把水排到吊桶，运到地面;3)不能采用干水泥、减水剂等原料进行吸附，防止发生混凝土之间的离层，影响井壁质量。由于我矿在采用此方法套壁前，相关技术人员就对该工艺有了深刻的了解，因此在整个套壁期间虽然面临严酷的自然问题和技术问题，但是，我们都一一克服，最终达到预计的效果。套壁工程共计 514m，工时 45 d，确保主井套壁顺利完成。

[1] 伏妮婷.整体自升式钢平台模板体系与爬行模板体系[J].山西建筑，2009，35(6):159-160.