張富貴

(西山煤電集團(tuán) 馬蘭礦，山西 古交 030200)

特大型箱形鋼結(jié)構(gòu)永久井架安裝工藝探討

張富貴

(西山煤電集團(tuán) 馬蘭礦，山西 古交 030200)

為了研究特大型箱形鋼結(jié)構(gòu)永久井架在安裝過(guò)程中遇到的各種困難，提出了“萬(wàn)”字式吊裝工藝，成功進(jìn)行了井架的安裝，縮短了施工工期，保證了工程質(zhì)量和安全，節(jié)省了成本。

特大型箱形鋼結(jié)構(gòu)井架；復(fù)雜環(huán)境；吊裝；萬(wàn)字式

1 工程概況

某礦深部進(jìn)風(fēng)井井架安裝工程是該礦二水平延深及安全改建工程的關(guān)鍵項(xiàng)目之一。該井架為四斜柱式鋼井架，采用多繩摩擦輪、雙向提升布置，主要構(gòu)件采用箱形截面。設(shè)計(jì)總高度為檢修起重平臺(tái)上平標(biāo)高+61.000 m；箕斗天輪：上天輪中心標(biāo)高為+53.000 m，下天輪中心標(biāo)高為+47.000 m；罐籠天輪：上天輪中心標(biāo)高+40.500 m、下天輪中心標(biāo)高32.000 m. 井架柱腳設(shè)計(jì)為鉸接，總重835 t，屬于特大型箱形鋼結(jié)構(gòu)井架。該井架的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1.

圖1 進(jìn)風(fēng)井井架結(jié)構(gòu)示意圖

2 井架安裝中存在的主要困難

1) 深部進(jìn)風(fēng)井井筒掘砌正在施工，與礦建隊(duì)伍垂直交叉作業(yè)。井架吊裝工程作業(yè)的空間范圍內(nèi)，還存在鑿井井架、東西提升機(jī)房、東西穩(wěn)車(chē)群、地面混凝土攪拌站、散裝水泥罐等設(shè)施，給正常的安全施工帶來(lái)很大的困難。

2) 深部進(jìn)風(fēng)井井架設(shè)計(jì)東、西方向?yàn)橹鞲毙睋畏较?，即井架西?cè)為兩主腿，東側(cè)為兩副腿。正常施工工藝為井架兩主腿組裝為一扇，兩副腿組裝成一扇，但現(xiàn)場(chǎng)情況是井筒東西兩側(cè)均被提升機(jī)房及穩(wěn)車(chē)群占據(jù)，無(wú)施工空間，施工現(xiàn)場(chǎng)布置圖見(jiàn)圖2.

圖2 施工現(xiàn)場(chǎng)布置圖

3) 井架組裝及吊裝施工現(xiàn)場(chǎng)為原工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)地，礦區(qū)主干道、構(gòu)筑物較多，相對(duì)于新建礦井的工業(yè)廣場(chǎng)來(lái)講，明顯的狹窄，不明的施工障礙可能在施工中還會(huì)出現(xiàn)。

4) 受場(chǎng)地影響只能利用井筒南北兩側(cè)空地組裝井架，即為“萬(wàn)字式”，但井架組裝面不規(guī)則。雖然對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改，但是組裝時(shí)井架斜撐的上、下兩部分依然存在18.48°的夾角。若要保證組裝角度的準(zhǔn)確，還必須采取非通常的組裝方法。

5) 井架分南北，主副腿組成一扇后幾何尺寸不規(guī)矩，重心不對(duì)稱(chēng)，抱桿、滑車(chē)組等起吊設(shè)施受力不均勻，受力狀態(tài)不穩(wěn)定。

3 “萬(wàn)”字式井架吊裝施工工藝

針對(duì)本工程環(huán)境條件復(fù)雜，井架大，施工難度大等難點(diǎn)，該礦制定了“萬(wàn)”字式井架吊裝施工方案，保證了安裝工程的成功實(shí)施，主要工藝流程有以下幾點(diǎn)：

1) 施工前的準(zhǔn)備。

a) 井架基礎(chǔ)、穩(wěn)車(chē)錨樁基礎(chǔ)施工，平整場(chǎng)地。b) 針對(duì)施工場(chǎng)地狹窄問(wèn)題，對(duì)井筒南側(cè)部分道路進(jìn)行改道，為后期施工留出空間。為保證井架構(gòu)件順利進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)影響車(chē)輛通行的障礙進(jìn)行整改。c) 確定井架施工期間施工用電方案，提供電源及變壓器，形成施工用電系統(tǒng)。d) 井架制作：在制造廠分段進(jìn)行，運(yùn)到安裝現(xiàn)場(chǎng)后再組裝。e) 抱桿起立方案確定：在井架斜撐地面組裝的同時(shí)，在井口的東西兩側(cè)分別組裝兩座B=1.6 m、L=65 m的起重抱桿。f) 為配合井架安裝單位施工，礦建單位在起重抱桿進(jìn)場(chǎng)前完成固定吊盤(pán)、動(dòng)力電纜落地及保護(hù)、鎖鋼絲繩、鋼絲繩落地及保護(hù)等工作。g) 布置4臺(tái)25 t穩(wěn)車(chē)、8臺(tái)16 t穩(wěn)車(chē)、13臺(tái)8 t穩(wěn)車(chē)，用于井架吊裝施工。同時(shí)完成穩(wěn)車(chē)?yán)p繩、滑輪組穿繩等施工。

2) 井架組裝。

井架構(gòu)件按照組裝順序進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，在井筒南北兩側(cè)進(jìn)行地面組裝，南側(cè)場(chǎng)地組裝GZ1、GZ2，北側(cè)場(chǎng)地組裝GZ3、GZ4，其中GZ1、GZ4為井架主腿，GZ2、GZ3為井架副腿。井架地面組裝基本程序?yàn)椋簶?gòu)件吊裝到位、找正、焊接，其中井架主副腿與鉸鏈連接安裝尤其重要。施工過(guò)程中，要對(duì)構(gòu)件找正質(zhì)量、焊接質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收。

3) 井架吊裝。

a) 起立兩座B=1.6 m、L=65 m起重抱桿。

b) 北側(cè)斜撐GZ3、GZ4抬頭，與轉(zhuǎn)折點(diǎn)以上部分對(duì)接。由于該井架采用“萬(wàn)字式”組裝，存在組裝面不規(guī)則，井架斜撐的上、下兩部分存在18.48°的夾角。針對(duì)此，井架地面組裝工序中，井架斜撐轉(zhuǎn)折點(diǎn)以下部分在地面進(jìn)行組裝，然后利用起重抱桿將轉(zhuǎn)折點(diǎn)以下部分抬頭。轉(zhuǎn)折點(diǎn)以上部分地面組裝后用300 t汽車(chē)吊吊至高約14 m的組裝平臺(tái)與下半部分進(jìn)行對(duì)接，找正后進(jìn)行焊接。

c) 起吊北側(cè)斜撐。開(kāi)動(dòng)4臺(tái)25 t穩(wěn)車(chē)，利用栓掛好的起重抱桿上的250 t滑車(chē)組起吊北斜撐，至北斜撐與抱桿的夾角接近10°時(shí)，停止提升；與此同時(shí)設(shè)在井筒北側(cè)500 t錨樁處的北斜撐主繃?yán)K已經(jīng)與北斜撐連接好，處于預(yù)備受力狀態(tài)。用抱桿南側(cè)的繃?yán)K穩(wěn)車(chē)做動(dòng)力，向南牽引抱桿的頂部，使抱桿連同北斜撐向南傾斜，北斜撐接近垂直狀態(tài)為止。

d) 放倒起重抱桿。以北側(cè)斜撐為基點(diǎn)，用250 t滑車(chē)組分別放倒東西抱桿，同時(shí)使用東西兩側(cè)穩(wěn)車(chē)配合，使抱桿側(cè)向受力，避免抱桿碰觸到臨時(shí)鑿井井架，將抱桿放倒在原組裝位置，之后組織施工人員拆除運(yùn)走，現(xiàn)場(chǎng)圖見(jiàn)圖3.然后礦建單位恢復(fù)鋼絲繩，確保井筒提升。

圖3 放倒起重抱桿現(xiàn)場(chǎng)圖

e) 北側(cè)斜撐調(diào)整、南側(cè)斜撐抬頭。利用井筒北側(cè)4臺(tái)穩(wěn)車(chē)?yán)^續(xù)旋轉(zhuǎn)北斜撐，使之到達(dá)設(shè)計(jì)角度，在北側(cè)繃?yán)K及自身重心作用下達(dá)到穩(wěn)定靜止?fàn)顟B(tài)。然后牽引南側(cè)250 t滑車(chē)組，使之與南側(cè)斜撐吊點(diǎn)連接，起吊南斜撐下部抬頭至一定角度；利用已經(jīng)安裝好的組裝用平臺(tái)，用汽車(chē)吊將已組裝好的南側(cè)斜撐上半部分調(diào)至組裝平臺(tái)上，完成兩部分對(duì)接、找正、焊接。現(xiàn)場(chǎng)圖見(jiàn)圖4.

圖4 南側(cè)斜撐抬頭與轉(zhuǎn)折點(diǎn)以上部分對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)圖

f) 起吊南側(cè)斜撐。使用4臺(tái)25 t穩(wěn)車(chē)作為起吊動(dòng)力，利用250 t滑車(chē)組回收鋼絲繩，南側(cè)井架斜撐開(kāi)始緩慢起立，南側(cè)井架在起立到接近垂直位置時(shí)，開(kāi)動(dòng)南側(cè)4臺(tái)16 t穩(wěn)車(chē)，收緊南側(cè)繃?yán)K，確保南側(cè)斜撐安全起立?，F(xiàn)場(chǎng)圖見(jiàn)圖5.

g) 南、北斜撐對(duì)接。利用4臺(tái)25 t穩(wěn)車(chē)、8臺(tái)16 t穩(wěn)車(chē)將南北兩斜撐對(duì)接，開(kāi)始找正，找正完成后由測(cè)量部門(mén)配合驗(yàn)收，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開(kāi)始焊接。

h) 安裝平臺(tái)欄桿等附屬構(gòu)件。

4 結(jié) 論

圖5 起吊南側(cè)斜撐現(xiàn)場(chǎng)圖

本文針對(duì)特大型箱形鋼結(jié)構(gòu)永久井架吊裝過(guò)程中，地面環(huán)境復(fù)雜，井口場(chǎng)地狹窄、井架組裝面不規(guī)則等困難，采用“萬(wàn)”字式吊裝工藝，很好地實(shí)現(xiàn)了井架的安裝。實(shí)踐表明，采用“萬(wàn)”字式吊裝工藝，施工速度快、安全，對(duì)井口周邊構(gòu)筑物損壞少，節(jié)省成本，為企業(yè)帶來(lái)了很高的經(jīng)濟(jì)效益。這是在大型機(jī)電設(shè)備安裝中非常成功的一次探索。

[1] 崔碧海.起重技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2006：39-42.

[2] 樊兆馥.重型設(shè)備吊裝手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006：113-114.

[3] 朱甲軍.單家村煤礦主井井架安裝[J].建井技術(shù)，2010,31(2)：67-69.

Discussion on Installation Technology of Permanent Headframe for Large Box Steel Structure

ZHANG Fugui

In order to study the problems encountered in the installation of the large-scale box-type steel structure permanent headframes, the a type lifting technology was put forward, the installation of the headframe was successfully completed, the construction period was shortened, the engineering quality and Safety improved ,and cost also saved.

Large box steel structure head frame; Complex environment; Lifting

2017-04-24

張富貴(1981—)，男，山西祁縣人，2002年畢業(yè)于山西省煤炭工業(yè)學(xué)校，助理工程師，主要從事煤礦機(jī)電安全工作(E-mail)szp6356@163.com

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1672-0652(2017)06-0051-03