凿井期间“万字式”吊装特大型箱形钢结构井架

张新和

摘要：潘三矿深部进风井井架总重835t，高61m，属于特大型箱形钢结构井架，在井筒掘砌期间进行起立吊装施工。现场施工条件复杂，不能采用通常起吊工艺进行施工。采用“万字式”施工工艺吊装特大型箱形钢结构井架，保证了安全施工、安装质量、工程工期，为今后类似工程积累了经验。

关键词：钢结构井架；“万字式”吊装；特大型箱形钢结构；施工工艺；矿井 文献标识码：A

中图分类号：TD262 文章编号：1009-2374（2017）11-0291-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.147

1 工程概况

1.1 井架概况

潘三矿深部进风井井架安装工程是潘三矿二水平延深及安全改建工程的关键项目之一。该井架为四斜柱式钢井架，采用多绳摩擦轮、双向提升布置，主要构件采用箱形截面。设计总高度为检修起重平台上平标高为

+61.000m，箕斗天轮：上天轮中心标高为+53.000m，下天轮中心标高为+47.000m，罐笼天轮：上天轮中心标高为+40.500m、下天轮中心标高为32.000m。井架柱脚设计为铰接，总重835t，属于特大型箱形钢结构井架。

1.2 工程特点及现场存在问题

1.2.1 深部进风井井筒掘砌正在施工中，与矿建队伍垂直交叉作业。井架吊装工程作业的空间范围内，还存在凿井井架、东西提升机房、东西稳车群等设施，施工困难。

1.2.2 深部进风井井架设计东、西方向为主副斜撑方向。正常施工工艺为井架两主腿组装为一扇，两副腿组装成一扇，但现场情况是井筒东西两侧均被提升机房及稳车群占据，无施工空间（如图1所示）。

1.2.3 受场地影响只能利用井筒南北两侧空地组装井架，即为“万字式”，但井架组装面不规则。虽然设计院对原设计进行了修改，但是组装时井架斜撑的上、下两部分依然存在18.48°的夹角。若要保证组装角度的准确，还必须采取非常规的组装方法。

1.2.4 井架分南北，主付腿组成一扇后几何尺寸不规矩，重心不对称，抱杆、滑车组等起吊设施受力不均匀，受力状态不稳定。

2 井架吊装施工方案及施工方法

2.1 前期准备工作

2.1.1 井架基础、稳车锚桩基础施工，平整场地。

2.1.2 针对施工场地狭窄问题，对井筒南侧矿排矸、煤销路进行暂时封闭，同时完成新排矸、煤销路疏通工作。为保证井架构件顺利进入施工现场，专门组织队伍对影响车辆通行的障碍进行整改，并出台《潘三矿矿内煤销路临时改道管理规定》。

2.1.3 确定井架施工期间施工用电方案，提供电源及变压器，协助开滦形成施工用电系统。

2.1.4 井架制作：在制造厂分段进行，运到安装现场后再组装在一起。

2.1.5 抱杆起立方案确定：在井架斜撑地面组装的同时，在井口的东西两侧分别组装两座B=1.6m、L=65m起重抱杆。

2.1.6 为配合井架安装单位施工，矿建单位在起重抱杆进场前完成固定吊盘、动力电缆落地及保护、锁钢丝绳、钢丝绳落地及保护等工作。

2.1.7 布置4台25t稳车、8台16t稳车、13台8t稳车，用于井架吊装施工。同时完成稳车缠绳、滑轮组穿绳等施工。

2.2 地面组装井架

井架构件按照组装顺序进入施工现场后，在井筒南北两侧开始进行地面组装，南侧场地组装GZ1、GZ2，北侧场地组装GZ3、GZ4，其中GZ1、GZ4为井架主腿，GZ2、GZ3为井架副腿。井架地面组装基本程序为构件吊装到位、找正、焊接，其中井架主付腿与铰链连接安装尤其重要。施工过程中，要对构件找正质量、焊接质量进行现场验收。

2.3 井架起立顺序

2.3.1 起立兩座B=1.6m、L=65m起重抱杆。

2.3.2 北侧斜撑GZ3、GZ4抬头，与转折点以上部分对接。

由于该井架采用“万字式”组装，存在组装面不规则，井架斜撑的上、下两部分存在18.48°的夹角。针对于此，井架地面组装工序中，井架斜撑转折点以下部分在地面进行组装，然后利用起重抱杆将转折点以下部分抬头。转折点以上部分地面组装后用300t汽车吊吊至高约14m的组装平台与下半部分进行对接，找正后进行焊接。如图2所示：

2.3.3 起吊北侧斜撑。开动4台25t稳车，利用拴挂好的起重抱杆上的250t滑车组起吊北斜撑，至北斜撑与抱杆的夹角接近10°时，停止提升；与此同时设在井筒北侧500t锚桩处的北斜撑主绷绳已经与北斜撑连接好，处于预备受力状态。用抱杆南侧的绷绳稳车做动力，向南牵引抱杆的顶部，使抱杆连同北斜撑向南倾斜，北斜撑接近垂直状态为止。如图3所示：

2.3.4 放倒起重抱杆。依据北侧斜撑为基点，用250t滑车组分别放倒东西抱杆，同时使用东西两侧稳车配合，使抱杆侧向受力，避免抱杆碰触到临时凿井井架，将抱杆放倒在原组装位置，然后组织施工人员拆除运走。然后矿建单位五建三处恢复钢丝绳，确保井筒提升。

2.3.5 北侧斜撑调整、南侧斜撑抬头。利用井筒北侧4台稳车继续旋转北斜撑，使之到达设计角度，在北侧绷绳及自身重心作用下达到稳定静止状态。然后牵引南侧250t滑车组，使之与南侧斜撑吊点连接，起吊南斜撑下部抬头至一定角度；利用已经安装好的组装用平台，用汽车吊将已组装好的南侧斜撑上半部分调至组装平台上，完成两部分对接、找正、焊接。

2.3.6 起吊南侧斜撑。使用4台25t稳车作为起吊动力，利用250t滑车组回收钢丝绳，南侧井架斜撑开始缓慢起立，南侧井架在起立到接近垂直位置时，开动南侧4台16t稳车，收紧南侧绷绳，确保南侧斜撑安全起立。

2.3.7 南、北斜撑对接。利用4台25t稳车、8台16t稳车将南北两斜撑对接，开始找正，找正完成后由测量部门配合验收，达到设计要求后开始焊接。如图4所示：

2.3.8 安装平台栏杆等附属构件。

3 结语

在潘三矿深部进风井井架安装施工过程中，采用组装平台、整体吊装、“万字式”吊装工艺等创新施工方法，成功克服了井口场地狭窄、井架组装面不规则等困难，在井筒掘砌期间如期完成了井架吊装，确保了该井架安装施工质量。在井筒凿井期间采用“万字式”吊装工艺安装特大型箱形钢结构永久井架的施工方案，为全国首例，大大缩短了建井工期，实现了整个施工过程安全、快速，同时减少了对井口周边构筑物的损坏，节省了大量劳动力及成本，提高了施工效率，为类似工程施工积累了经验，具有很强的应用性和较高的推广价值。

参考文献

[1] 崔碧海.起重技术[M].重庆：重庆大学出版社，2006.

[2] 樊兆馥.重型设备吊装手册[M].北京：冶金工业出版社，2006.

（责任编辑：秦逊玉）