井塔与竖井井筒平行作业施工技术

摘要：打破传统的施工方式，采取有效的安全技术措施将井塔施工场地与竖井施工场地分开，组织井塔与竖井井筒上下平行作业施工，大大缩短施工工期。

关键词：井塔；竖井；平行作业

Abstract: In order to break the traditional construction practices, we should take effective measures to separate the well tower construction site and the construction site, the organization of tower and shaft in parallel operation, greatly shorten the construction period.

Keywords: well tower shaft; parallel operation;

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

随着矿山深部矿体开采的需要，越来越多的矿井采用塔式多绳摩擦轮提升系统。传统施工方式，制约工程建设总工期。为缩短基建期，争取矿山提前投产是企业追求的目标。安徽省庐江龙桥矿业有限公司打破了传统的施工模式，在确保安全的前提下实施井塔与竖井井筒上下同时施工新技术，可使矿井建设周期缩短6-8个月，取得了很好的经济和社会效益。

1工程概况

安徽省庐江龙桥矿业有限公司二期技改工程设计生产能力为300万t/a，在矿区的山坡上增加一条主井，采用竖井开拓方式。井口标高为+98m，井底标高-658m，井深756m，井筒净直径φ4.8m 。分别在-550m、-600m、-658m水平设三个马头门。主井井颈段为钢筋混凝土支护，厚度600～800mm，基岩段为素混凝土支护，厚度250mm。井筒内配置2个3m³吊桶，专门提升矿石和废石，采用钢丝绳罐道。在+98m水平设计了废石运输平硐通向废石场。破碎硐室设在-550m水平，箕斗计量硐室、皮带道设在-600m水平，井底设有粉矿回收系统。

主井井塔为钢筋混凝土框架一剪力墙结构，四周采用条形基础，中间柱采用独立基础。平面尺寸为17m×15m，建筑总高度81m，其中+98m～+138m标高部分在地表以内，+138m标高以上为地表井塔楼，地表井塔楼高41m。其中顶层是卷杨机大厅，79.5m是现浇钢筋混凝土屋面，73.5m标高处设有一台50/10t的桁车；A、C轴线65.5m标高处向外悬挑2m，室内设一部电梯和一部钢梯通往各层平台。

2分步工程施工

2.1平硐施工

先施工+98m平硐至井筒位置，平硐设计长度150m，三心拱断面，300mm厚混凝土支护，净断面积11.5m²，掘进断面14.5m²。平硐采用气腿式凿岩机打眼，ACY-2型柴油铲运机出矸，5t自卸卡车运矸，掘进后采用喷射30～50mm混凝土临时支护。与此同时，施工凿井设备基础，进行凿井设备设施的安装，在+98m水平布置井口平台，在+98m以上段井塔内布置翻矸平台及翻矸装置，在+98m平硐出矸，在+138m水平布置天轮平台，实施无井架施工，提升机与凿井绞车布置在+138m水平。混凝土搅拌站布置在平硐工业场地，用拖泵将混凝土送到各作业点。搅拌站和拖泵同时为井筒支护和井塔浇混凝土服务。

2.2井口段施工

从平硐到+138m水平的40m井塔采用反向小井掘进至地表，而后从上至下刷扩的施工方式，主要优点是最大限度地分隔与井塔基础的施工，避免施工相互干扰，同时通过上面刷扩、平硐内铲运机出矸简化施工程序和设备配置，加快施工进度。

2.3井筒施工

根据井筒支护的结构特点以及该项目对井筒施工速度的要求，井筒总体施工方法采用普通钻爆法，掘砌作业方式采用立井短段掘砌混合作业施工工艺，两掘一砌，掘砌段高为3.5m。

井筒内设置双层凿井吊盘，层间距4.0m，下层吊盘安设一台中心回转式抓岩机及排水水箱，上层吊盘安设卧泵排水。采用整体移动式金属钢模板砌壁，模板段高为3.5m。混凝土由设在+138m水平搅拌站配制，下料管下料输送到井下。

为了减少稳车占用场地，压风管、供水管和风筒通过井壁锚杆悬吊，吊盘、整体金属模板、溜灰管、放炮电缆、安全梯等悬吊用稳车都布置在井口工业场地，采用两边对称布置。卸矸台设在平硐马头门，废石从平硐通过卡车运至废石场，人员、材料等都从平硐马头门上下井。马头门、箕斗计量硐室等与井筒一并掘砌。井筒到底后，接着进行井筒装备、附属设施的安装，最终完成竖井的掘进、支护和安装。

2.4井塔施工

2.4.1 进行基点交接，做好图纸会审和人员培训工作。

2.4.2 根据平面图做好定位、高程控制和沉降观测等工作。井塔和井筒施工使用统一的测量基准点，在施工过程中经常检查关键点的坐标和标高，防止出现井塔偏斜或扭转现象。

2.4.3 井塔采用液压滑模施工方法。

为了避免影响提升钢丝绳和悬吊钢丝绳，滑模要在高出天轮平台水平位置后才开始组装滑升，此段采用普通钢管脚手架、建筑钢模施工。滑模高度1.5m，液压升降装置依靠纵向受力钢筋提升整体模板，一次提升500mm，浇灌混凝土，接着绑扎钢筋，完成一个浇灌循环。模板提升既要考虑混凝土的早期强度，又要便于模板松动后能顺利提升。在楼层位置，柱、梁、楼板和剪力墙同时绑扎钢筋，一并浇灌混凝土，防止出现不应该的施工缝。布置1台建筑塔吊作垂直运输，塔吊随井塔施工而不断增加高度，为保持整体稳定，防止倾覆，每隔20m左右通过联杆与井塔联结。

井塔主体施工完后，进行门窗安装和内外装修，利用这段时间养护混凝土并达到设计强度。随后进行起重机、提升机、电器设备、电梯、卸矿设备等的安装及单机调试。

3施工工期比较

3.1井塔与井筒平行作业施工工艺

当采用正掘法施工竖井时，通常在井口工业场地布置提升机、稳车、空压机房、搅拌站、凿井井架、天轮平台、卸矸台等。人员、设备、材料等从井口通过提升容器上下井，废石通过吊桶提出地表后采用矿车或者卡车运出工业场地到废石场排放，风、水、电缆等也从井口挂下井口场地被凿井设备、设施占用，不可能同时进行井塔土建施工。传统施工顺序是：竖井掘进、支护到底井筒装备撤除凿井设备井塔基础施工井塔塔身施工提升机安装及调试提升系统运行。

而新的施工方式是使一个施工面改为两个施工面，即一个作业面为井塔土建施工和提升设备安装，另一个工作面为井筒掘支及井筒装备安装施工，井塔与井筒同时施工（施工示意图见图1，具体施工工序流程见图2）。

3.2工期比较

工期比较详见图3，上面部分是井筒和井塔平行作业施工工艺流程安排的施工进度计划，实际施工也是按照进度计划进行的。下面部分是采取顺序施工方式，按照上面的计划中相同的进度指标，同时考虑了没有同时施工时部分时段相互干扰的差异作出进度计划。从图3中看出，采取平行作业施工方式比顺序施工方式缩短工期7个月。

从图3中还可以看出，由于井筒施工工期比井塔长，井塔施工有较多的总时差，这对于冬季不便于地表施工的北方地区而言具有较大的调整余地，否则有可能整体停工4-6个月之久，整体工程将会更长。

4安全防护技术

除了井塔、井筒施工和设备安装按照正常程序施工作业的安全隐患，主要存在的井塔施工或设备安装时坠落物砸断钢丝绳或砸坏凿井设备而造成竖井施工安全隐患。为此，采取以下安全措施。

4.1采用保护盘封闭井塔第一层平台井筒上方的提升孔，保护盘的强度和抗击性能按照井塔土建施工时可能的最大坠落件计算，在保护盘施工完成前，停止竖井井筒内的施工。

4.2当井塔第二层平台施工完后，再在第二层提升孔上布置几根平行钢梁，防止大的坠落物直接砸到第一层保护盘上。

4.3在井口设置封口盘和井盖板，当井下有人作业时，井盖板处于关闭状态。

4.4在井塔搭设钢丝绳保护廊道，钢丝绳通过预埋管通过井塔围护墙。井塔施工期间要对可能受土建施工安全危害的稳车或提升机采取防护措施，以避免坠落物体砸坏设备引发安全事故。

4.5从工序安排上尽量避开在同一场地同时施工。

4.6加强通讯、信号管理。

5结束语

5.1井塔与井筒平行作业施工方式能够缩短整体工期，井塔施工、设备安装工期越长效果越显著。

5.2本施工方式需要有地形条件，当矿井建在平原地区，就很难实现；当井筒布置在丘陵地区时，从设计开始就应该充分考虑本施工方式的优越性，充分进行技术经济比较，争取实现平行作业施工。

【参考文献】

[1]现行建筑施工规范大全（第2版）[S]．北京：中国建筑工业出版社，1995．

[2]杨玉访.《矿山高层井塔施工技术》，2006年《福建冶金》第5期 CN35-1143/TF．

作者简介：杨玉访（1973--），男，广东省英德市人，工程师 231500。现在安徽省庐江龙桥矿业有限公司从事矿山建设工程施工技术管理工作。