井架空中散装竖立创新工艺①

林勇

摘 要：随着国家政策的转移及煤炭市场的日渐饱和，国内新生矿井的建设日渐稀少，而生产矿井的改建、扩建工作却逐渐增多。相对于新矿井该类矿井矿内生产、生活设施已基本齐全，能留给改建、扩建工程的施工场地均较小，这严重影响着施工占地较大的工程的正常施工，特别是技改矿井井架的安装。在井架安装工程中，我们常见的施工工法有“半翻转法”、“翻转法”、“滑移提升法”等，该类施工工法对现场场地的要求很高。而对于旧矿井的技改井架项目上述工法明显有很大局限性。

关键词：钢井架 高空组装 井架竖立新型工艺

中图分类号：TD541 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0097-02

1 工程概括

山东淄博集团亭南煤业公司亭南煤矿新主井由该矿原风井改建而成，同时为了缩短该提升系统的安装工期，决定在新的风井未完成以前完成新主井井架的安装工作，待新风井正式投入使用以后，拆除原风井井筒内设施，然后再安装新主井井筒装备设施。

亭南煤矿新主井井架安装工程由淄博矿业集团设计院设计，西安煤炭建设监理中心实施监理，中煤第三建设公司机电安装工程处承包施工。该主井井架为四斜撑式钢井架，基础采用混凝土桩基础，总高度61.3m，总重量600t，其中井架基础中心标高-1.8m，下天轮中心标高48.200m，上天轮中心标高55.000m，天轮检修起吊平台高度为61.300m。详见井架1：1空间建模图。

2 高空散装的技术及难点

2.1 关键技术及保密点

（1）井架1：1空间建模。

（2）重心计算及吊点布置。

（3）空中合茬。

（4）测量找正。

（5）跳板搭设及空中焊接。

（6）吊车的选用。

2.2 技术水平和技术难度（与国内外同类技术水平比较）

本工法适用于所有煤矿及其他矿井大型钢结构井架安装，尤其是生产矿井的扩建、改建工程。相对于老工法，本工法更适用施工场地狭小或者有暂时无法拆除障碍建筑物的工程，同时本工法大大节约了劳动力及施工机具的使用，缩短了施工工期。

主要技术难度一体现在吊车的选型、座位及井架构件的解体组装方面。井架构件繁多，我们不可能利用大吊车一件一件的吊装，这就需要我们把井架各部件分成若干个小单元，在地面组装成整体，而小单元越少相对越节省时间，而单元越少说明所需吊装的整体越重，这又影响了吊车的选型。根据吊车的参数合理的将井架解体成若干单元是该工法的关键。

主要技术难度二由于采用散装法吊装井架，因此需要在井架每条斜腿及横梁连接处焊接临时爬梯和护栏。同时为了减少空中作业，我们需要在构件吊装前搭好跳板，跳板的倾斜角度的计算尤为重要。

主要技术难度三井架测量找正，由于井架采用散装法组装，在找正过程中应考虑的因素很多，包括箱体的焊接前后影响、牵引钢丝绳收绳后井架自身的偏移等等因素。

2.3 施工现场实际条件

在新主井井架施工期间，井筒西侧绞车房已开工，南侧为永久职工宿舍楼无法拆除，而东侧有高8m、宽5m的风道，井筒中心有直径D=8.4M，高H=2.6m的风门，此时风井仍正常运行，故而无法拆除风井相关设施。详见井架1：1空间建模图。

3 井架散装的施工工法及施工步骤要求

3.1 施工工艺流程

见图2。

4 施工方案及步骤要求

4.1 井架散装的方案

该井架的吊装选用散装法与局部整体组装半翻转就位的方法结合运用，具体吊装方案为：主斜架用一台50t的履带吊将G-1移至主斜架基座铰链位置，安装好固定铰链和活动铰链，组对时主斜架与地面成水平，依次组装G-2、G-3，待主斜架（G-1至G-3）组装焊接完成后，用1台260t履带吊车、1台350t汽车吊将主斜架抬头至10°后找正并固定，然后依次组装并焊接G-4、G-11、G-5、G-10，利用主斜架后留系统将主斜架吊装至设计位置。副斜架的吊装采用滑移法吊装，待副斜架焊接完成后，用1台260t履带吊车将其直接基本竖立到位，然后用铰链和副斜架后留系统将其找正。待主、副斜架就位后，用一台260t履带吊车将横梁G-23正反采分别吊装到位，在G-23正反安装过程中需整体找正，可通过井筒（提升）十字中心线的经纬仪观测、控制。待安装好横梁G-23正反后，可通过依次1台260t履带吊车安装G-6整体、G-16整体、G-14正反、G-7整体、G-8整体、G-9整体以及最后安装好平台、梯子、栏杆（见主副连接横梁G-23就位，G-9整体吊装就位附图）。

4.2 施工步骤的要求

4.2.1 测量放线、井架基础预埋螺栓盒校核

根据矿方提供的井筒十字中心轴线基桩点，将全站仪分别坐在两个不同轴线上的基桩点上，根据井架基础图做出基础十字中心线，再利用卷尺或钢板尺测量出预埋螺栓盒与基础中心线的实际尺寸是否满足设计及安装要求。确认合格后将基础十字中心点，用油漆标注在基础侧面，以便安装时井架底腿的找正及二次灌浆后原始点保存。

4.2.2 井架基础中心标高校核及基础沉降点的布置

根据矿方提供的高程点，利用水准仪检验井架基础中心标高是否设计要求，合格后再将高程点引到四个井架斜腿基础上，以井架斜腿基础中心点设计标高降500mm在基础四周作出标记点，这些标记可作为井架标高测量、折页安装及基础沉降观测的参考点。

4.2.3 主、副斜架后留地锚埋设

主、副斜架后留地锚的埋设必须严格按要求进行，首先进行地锚放线，地锚的设置根据设计图进行埋设，如现场环境限制不能按原设计进行，可适当进行调整，调整后要经计算校核地锚吨位是否足够，稳车设置时要与地锚连接牢固可靠。地锚坑的几何尺寸按规范要求，在设计的土壤密度，许用地耐力条件下计算出来。地锚放线应准确，找出地锚中心后，打上木桩标记，用石灰粉划出地锚坑的边界线，挖掘时要注意地锚坑的角度，使得埋设的钢管与受力方向垂直。若出现积水现象，随时用潜水泵抽出。地锚回填土时，要分层夯实，保证土壤密实。

4.2.4 主、副斜架组装

（1）铰链安装。

首先测量出主（副）斜架基础中心线到预埋件的距离及预埋件的标高，根据铰链设计图中固定折页销轴孔中心标高和固定折页尺寸，在预埋件上画出下铰链板线，在固定折页的安装过程中如尺寸不合适，可对加工好的固定折页进行修正，待折页找正、安装完成前需将固定折页外侧加工30°坡口，固定折页与预埋板焊接且两侧加筋板加固。同理根据铰链设计图，将活动折页在底部箱体的下表面组对完成，在焊接前需经过施工现场专业质检员检查认可后方可焊接，焊缝高度、质量均应满足设计要求。

（2）主、副斜架组装。

斜架拼装是保证井架安装质量的前提由于井架构件尺寸、重量比较大，而拼装要求的精度高，故对拼装场地要求较高，场地必须平整夯实。然后根据每节箱体的重量确定吊车的型号和大小。斜架的拼装，从底部开始组对，一端通过铰链固定，另一端采用马腿支撑找平。根据井筒十字中心线及构件间的对角线调整斜腿位置，在调整过程中应保证斜架上表面的标高以防扭曲，经检查符合要求后可采用焊接临时固定，然后依次组对下面构件，在主斜架拼装过程中，应保证组装后的直线度、柱身扭曲、接口处十字中心错动、对角线偏差满足设计和规范要求。主、副斜架拼装完成后，经自检符合标准及规范要求后，经甲方及监理验收合格后方可焊接。斜架组装大部分是对接焊缝，焊缝质量要求非常严格，因此焊接时每焊一遍后都要进行检查，且全部焊接完成后要求对所有焊缝进行超声波探伤检查和验收。故在施焊前应做好各种准备工作，坡口间隙及钝边要符合要求，否则用碳弧气刨清根。对接口及其两侧各30-50mm范围内必须将油污、水、锈清除干净。严格按对称分散的原则进行施焊，每个焊口焊缝2名焊工对称施焊，施焊时要求同电流、同焊速。

5 经济效益和社会效益

（1）新工法施工机具和人工缩减为原来的1/3，只增加了部分吊车费用，经统计，新工法相较于老工法大约节省了50万费用。

（2）在施工工期方面，新工法比老工法减少了桅杆的组装、竖立、拆除及2/3吊装索具的安装、拆除时间，增加了各散装部件空中焊接时间。在电焊工充足的情况下，空中焊接相对占用时间很少。经统计，新工法比老工法缩短了1/3施工时间。

（3）在节能、环保和社会效益方面新、老工法无变化。

6 结语

（井架高空散装法的应用前景）

近几年来，随着国家政策的转移及煤炭市场的日渐饱和，国内新生矿井的建设日渐稀少，而旧矿井的改建、扩建工作确逐渐增多。众所周知，旧矿井属于生产矿井，矿内生产和生活设施均已齐全，留给矿井改建的施工场地往往都比较狭小，而且可能还有部分障碍建筑在施工期间无法拆除。这样的施工环境已经明显不在适应老的施工工法，而采用大型吊车散装大中型井架的新工法，很好的规避了这些问题。且随着国内大型吊车的日渐普及，大大补强该工法应用条件。

参考文献

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[2] 常同银，赵宗武.立井井架倒装法[J].建井技术，1985（3）：17.

[3] 徐书林，张炳辉，吴向东.井架竖立新工艺的探讨与应用[J].淮北建设科技2001（25）：29-30.