直径5.5米竖井施工设计优化及进度对比

目前我公司在内蒙古有一项目,目前表土层开挖进度约为30米/月,岩石层估计进度55米+马头门,罐笼井。由于进度不太理想,一直有个想法想优化一下施工设计,无奈个人对施工基本一窍不通,咨询了一些相关人员结合个人理解吧,目前正在写项目技术总结。下面这篇文章是我在超星图书馆看到的,里面提供的思路和数据都很有普及性和易用性,对工程造价、进度计划、施工设备选型有一定的参考思路,记录一下。

1 问题的提出

立井施工,在一个掘砌循环里,钻孔爆破时间,一般占30%以上,出碴时间,一般占35%以上。要缩短掘砌循环时间,必须尽量配置高效中深孔钻具,高效抓岩机和大吊桶,或加大吊桶合计总容积。净径5.5 m立井井筒,凿井时如果采用伞钻钻孔、中心回转式抓岩机装碴,一般布置1个3 m3吊桶和1个1.5 m3吊桶,其月成井最高可达到130 m;如果布置1个3 m3吊桶和1个2 m3吊桶,吊桶合计总容积5 m3,则施工月成井最高可达到160 m。由于受井筒断面空间限制,要实现该项布置,难度较大,笔者对此进行了优化,实现了上述布置。充分发挥了机械化配套设备的优势,为安全快速施工创造了良好的条件。

2 立井施工机械化作业线的设备配套

本方案是根据井筒的直径和深度,采用国内先进的、适用的机械化混合作业施工技术。从快速施工的长远出发,按国内较高月成井160 m进行设备配套。并充分考虑到它的通用性和复用性。该方案采用了以下配套方式:

1)钻孔、爆破。采用SJZ5.6型5臂伞钻打眼,配YGZ-70型导轨式重型凿岩机。

2)装碴。采用1台 HZ-6B型中心回转式抓岩机抓岩,井筒内采用1个3 m3和1个2 m3座钩式吊桶运碴,井口设主副矸石仓各1座,采用座钩式自动翻碴。地面采用汽车运碴。

3)砌壁

(1)采用DX-1.4型底卸式吊桶下放混凝土,整体金属液压滑降模板砌壁,每模浇筑高度3.8 m。

(2)井口设混凝土搅拌站,配JS750双卧轴强制式混凝土搅拌机2台,每台生产能力35 m3/h,配1台PDL1000型电子称配料机配料,拌好的混凝土顺溜槽、限溜闸门进入底卸式吊桶,用提升机下放至井下吊盘,卸至溜槽,经下料软管均匀下溜、入模。

4)提升。提升机选型与提吊桶、提伞钻的所需能力相配套。布置主、副提升机各1台,

主提升机用于提伞钻和3 m3吊桶,井深在400 m~600 m时,选用JK-2.5/20型;在井深600 m~1000 m时,选用JK-3.5/20型。

副提升机用于提2 m3吊桶和材料、人员。井深在400 m~600 m时,选用JK-2/20型;在井深600 m~1000 m时,选用JK-2.5/20型。

5)通风。采用对旋式风机,单机单孔压入式通风,Φ700 mm钢丝圈胶皮阻燃风筒,风筒采用井壁悬挂。井深在300 m以上部位用2×11型,300 m~600 m部位采用2×22型风机,600 m以下部位换用2×37型风机。

6)井筒施工排水

(1)在井深500 m部位以上,采用二级排水,在吊盘上设置1台DM 46-50×12型离心卧泵和水箱,井底工作面的水先用潜水泵排至吊盘水箱后,经卧泵排至地面。

(2)在井深500 m部位以下,采用三级排水,在井深中间部位设一转水临时水仓,水仓内装1台DM 46-50×12型离心卧泵。井底工作面的水,先用吊盘水泵排至临时水仓,再用水仓水泵排至地面。

(3)井筒排水管采用Φ108 mm×4 mm的无缝钢管。吊盘上的泵和管道采用稳车悬吊,水仓卧泵的管道采用井壁固定。

7)悬吊。设两层吊盘一座,用4台JZ2-16/800稳车悬吊,压风管、供水管和排水管用3台2JZ-16/1000A稳车悬吊,模板由3台JZ2-10/800稳车悬吊,悬吊钢丝绳根据井深和相应的荷重经过计算选用。

风筒采用井壁固定悬挂。

8)井架采用IVG型钢管亭式凿井井架。

9)井架及凿井设备在井口的布置。凿井吊盘、施工设备、提升机、稳车采用双翼集中对称布置,稳车群便于集中控制,并可使井架受力基本均匀。见图1、图2。

3 井内设备平面布置和“三盘、两台”布置

为了满足上述施工机械化作业线的设备配套要求,并充分考虑到它的长远性和通用性,施工中对此进行了优化,实现了上述布置。

1)在抓岩机部位,吊盘下层主梁采用悬挂式“”形梁(本文简称“口字形梁”),上层主梁采用直通梁,布置较为紧凑、实用。符合《安全规程》要求(见图1、图2)。

口字形梁的采用,为井筒布置1台 HZ-6B型0.6m3中心回转式抓岩机、1个3 m3吊桶和1个2 m3吊桶(合计容积5 m3),提供了必需的安全空间。

2)如果采用长绳悬吊式抓岩机、吊盘4点悬吊,2个吊桶共采用4根罐道导向稳绳兼吊盘悬吊绳:长绳悬吊式抓岩机的绳通过口用钢板封为300 mm×1000 mm,上下层各设4根限绳滚筒。

3)如果采用中心回转式抓岩机,在中心回转式抓岩机旁增设1个悬吊点,吊盘为5点悬吊。

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图2 施工绞车、稳车布置平、立面图

1主提绞车;2副提绞车;3吊盘、稳绳稳车;4吊盘稳车;5抓岩机稳车;6模板稳车;7风水管稳车;8排水管稳车;9排水管稳车;10安全梯稳车;11凿井井架

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图1 净径5.5 m立井凿井施工设备平面布置

1主提吊桶;2副提吊桶;3稳绳;4口字形梁的加强悬吊点;5井筒中线及测量孔中心;6长绳悬吊式抓岩机;7中心回转式抓岩机;8吊盘钢丝绳;9模板钢丝绳;10Φ700风筒;11排水管;
12、压风管;13给水管;14放炮电缆;15安全梯

4)为便于运输和安装,吊盘设计为拼装式(可在井底拼装、拆卸),上下层各为3片。

5)采用轮胎式(或实心尼龙滚轮式)稳盘装置,上下层各布置3组,上下层三点错开布置,稳盘装置的底部设加强梁。

6)悬挂式口字形梁的处理:将下层盘口字形梁的受力传递到上层盘的直通梁上;在口字形梁上设2个钢丝绳简易悬挂点,悬挂于上层盘的直通梁上。简易悬挂点的梁与钢丝绳用U型大卡子连接,缠上钢丝绳后,紧固U型大卡子的螺栓即可将钢丝绳拉紧。也可加设2台5 t手动葫芦拉紧上层盘的梁。

7)吊盘、井口封盘、天轮平台、卸矸平台各设备的安全间距的尺寸,在设计中同时统一考虑。

8)该设计既可作单钩提升,又可作双钩提升;既可采用中心回转式抓岩机,又可采用长绳悬吊式抓岩机,吊盘通过口可通过伞钻,方便灵活,通用性强。

表1 几个Φ5.5 m立井井筒装备和施工进度情况

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4 使用情况

公司先后在宜萍主立井、东同组合立井、曲江东立风井、安徽罗河综合提升(废石井)井等5个Φ5.5 m立井施工中,采用了该设计方案。其中宜萍主立井的施工吊盘并在东同组合立井施工中复用。各井筒装备及施工进度见表1。

1)宜萍主立井井筒,净直径5.5 m,井深525 m,马头门1对。该工程由于地面场地所限,采用1台JK2.5/20型提升机、提1个3 m3吊桶。施工中采用多台7655型风钻打眼,DTQ-4型长绳悬吊式抓岩机装岩,整体液压滑模,掘砌滚班作业等立井施工机械化作业线施工。基岩段平均月成井82.6 m,2006年6月份最高月成井101 m。工程质量优良,安全无事故,比合同工期提前22天竣工。得到了业主单位、上级单位的好评。取得了良好的经济效益和社会效益。用较少的设备,实现了快速、优质、安全施工。

2)东同组合立井,采用了该设计方案。并采用宜萍主立井的凿井吊盘。基岩段平均月成井超过100 m,2008年8月份最高月成井148m。创本公司全省立井施工最高记录。

3)曲江东立风井井深919.5 m,采用了该设计方案。连续3个月月成井超过100 m,2010年10月最高月成井130 m。

事实证明,该设计方案能适应立井快速、优质、安全施工的要求。
原作者:徐思凌

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