可調(diào)節(jié)整體方形模板在方形豎井中的開發(fā)及應(yīng)用

李建國，王祖輝

(湖南漣邵建設(shè)工程(集團(tuán))有限責(zé)任公司，　湖南 婁底市　417000)

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可調(diào)節(jié)整體方形模板在方形豎井中的開發(fā)及應(yīng)用

李建國，王祖輝

(湖南漣邵建設(shè)工程(集團(tuán))有限責(zé)任公司，湖南 婁底市417000)

為滿足地下巖體工程的需要，方形豎井越來越多地得到應(yīng)用。對于短掘短砌混合作業(yè)的方形豎井井筒施工，傳統(tǒng)常規(guī)井筒砌壁支護(hù)工藝制約著其施工質(zhì)量和進(jìn)度。新型開發(fā)的可調(diào)節(jié)整體方形模板由4組直角組合模板及其聯(lián)接裝置組成，實際工程應(yīng)用表明，其整體剛度高和防爆能力強(qiáng)，可適應(yīng)鑿巖鉆爆要求，能適應(yīng)方形豎井的超欠挖，脫模立模省時省力，砌壁平整光滑且模板不走樣，這對方形豎井安全優(yōu)質(zhì)快速施工具有重要的借鑒意義。

方形豎井；可調(diào)節(jié)整體方形模板；工程應(yīng)用；井筒掘砌

0　引　言

為滿足地下巖體工程的需要，地下方形豎井越來越多，如四川嘉陵江樞紐工程船閘項目方形豎井[1]、錦屏一級水電站大壩電梯豎井[2]等，方形豎井作為地下巖體井巷，其成巷施工要遵循井巷掘砌作業(yè)方式，短掘短砌混合作業(yè)是方形豎井常用的施工方法。因方形豎井?dāng)嗝嫘螤钐厥猓ＷC方形豎井在安全優(yōu)質(zhì)的條件下實現(xiàn)快速施工，不僅要求鑿巖爆破成形效果好[1]，而且對井筒砌壁支護(hù)工藝也提出了很高的要求。

現(xiàn)澆混凝土支護(hù)是保證礦山豎井井筒井壁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，目前圓形豎井砌壁因井筒截面邊界連續(xù)光滑，多采用整體金屬模板現(xiàn)澆混凝土砌壁支護(hù)[3￣4]，但方形豎井有4個直角的影響，其砌壁支護(hù)時通常采用散裝散拼的傳統(tǒng)常規(guī)腳手架支模和滑升模板施工[5]，因為模板整體性差，存在用工較多、勞動強(qiáng)度大、井壁混凝土表面易拉裂的缺點(diǎn)，同時，井筒鑿巖爆破，產(chǎn)生大量飛石、強(qiáng)烈的沖擊波和爆破震動，在受限空間里，易使滑升模板的鉸鏈結(jié)構(gòu)或角模聯(lián)接結(jié)構(gòu)損壞造成支拆模板困難，這些都嚴(yán)重制約著方形豎井井筒施工質(zhì)量和進(jìn)度。為解決相關(guān)問題，針對方形井筒施工開發(fā)設(shè)計了一種能適應(yīng)方形豎井的可調(diào)節(jié)整體方形金屬模板，該模板整體剛度大且防爆能力強(qiáng)，液壓油缸脫模立模，省時省力，具有砌壁方便、節(jié)省用工和施工質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。

1　可調(diào)節(jié)整體方形模板技術(shù)參數(shù)

可調(diào)節(jié)整體方形模板由4組直角組合模板及其聯(lián)接裝置組成，相鄰2組直角組合模之間的聯(lián)接裝置主要包括T型板、搭接槽鋼、限位千斤頂及液壓油缸等，圖1為可調(diào)節(jié)整體方形模板截面示意，圖2為可調(diào)節(jié)整體方形模板內(nèi)部展開平面示意。可調(diào)節(jié)整體方形模板結(jié)構(gòu)參數(shù)為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，可根據(jù)具體施工的方形豎井設(shè)計凈斷面尺寸進(jìn)行定制加工，以云南玉溪大紅山鐵礦1號銅礦帶150萬t/a地下溜破系統(tǒng)2#方形電梯井為例來說明主要技術(shù)參數(shù)。

方形電梯井的凈斷面尺寸為4500 mm×3200 mm,混凝土砌壁高度設(shè)計為3000 mm，相應(yīng)的可調(diào)節(jié)整體方模橫截面尺寸的調(diào)節(jié)伸縮范圍為(4600～4300)mm×(3300～3000) mm，整體方模結(jié)構(gòu)高度為3000 mm。

圖1　可調(diào)節(jié)整體方形模板截面

圖2　可調(diào)節(jié)整體方形模板展開平面

整體方模包括4組直角組合模板，模板的圍板采用6 mm厚鋼板，連接筋板采用10 mm厚鋼板，橫肋用20號槽鋼，型號[20a，間距為205 mm，模板厚度106 mm，頂部加強(qiáng)采用70 mm角鋼，直角導(dǎo)向槽鋼采用[18a槽鋼和10 mm厚鋼板。

搭接丁字板采用10 mm厚鋼板，寬度為550 mm，導(dǎo)向槽鋼采用[18a槽鋼和10 mm厚鋼板制成，長700 mm；通過2塊導(dǎo)向槽鋼壓蓋將2組直角組合模板和T型板聯(lián)接在一起；T型板需用4塊，整體方模有4處伸縮口。每處伸縮口布置2個并聯(lián)液壓油缸，2個限位千斤頂，3個限位螺栓；總共安裝8個油缸，采用一個手動二位二通進(jìn)行控制，限位千斤頂?shù)膬?nèi)直徑為50 mm，外直徑為60 mm，限位螺栓直徑為15 mm。

2　 可調(diào)節(jié)整體方形模板施工工藝

2.1施工工藝流程

可調(diào)節(jié)整體方形模板施工工藝流程見圖3。

2.2施工工藝操作要點(diǎn)

(1) 施工準(zhǔn)備及整體方模制作。根據(jù)方形井筒斷面情況確定整體方模的規(guī)格，繪制設(shè)計圖紙并按要求進(jìn)行人工、機(jī)械、材料組織，編制整體方模制作與施工方案。制作加工原則：滿足剛度要求，堅固耐用，經(jīng)濟(jì)合理；支模尺寸應(yīng)比設(shè)計斷面大20～40 mm，保證凈斷面尺寸不得小于設(shè)計值且不大于設(shè)計值50 mm；符合節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境的要求。不同方形豎井的工程情況會不一致，但這種整體方模的結(jié)構(gòu)計算簡單，一般施工技術(shù)人員都能夠完成。

圖3　可調(diào)節(jié)整體方形模板施工工藝流程

(2) 整體方模井下落模。方形井筒掘至井口以下10 m位置時，停止掘進(jìn)，將制作好的整體方模拆分，按編號順序吊至方形井底隨吊盤一起組裝；下放中垂線，檢查井筒掘進(jìn)斷面，欠挖處采用風(fēng)鎬或補(bǔ)炮處理，然后，平整工作面，平整時，井筒周邊應(yīng)盡量控制在一個水平面，將上循環(huán)整體方模松模，采用穩(wěn)車懸吊下放整體方模至井底碴面上。

(3) 整體方模的調(diào)模和穩(wěn)模。整體方模落底后暫不座實碴面，根據(jù)4個直角下放的4根中垂線，人力推動模板將模板調(diào)至設(shè)計位置，并調(diào)平調(diào)直模板，落模座實碴面。將氣動液壓泵用吊桶下至工作面，接通風(fēng)路、油路，使整體方模液壓油缸撐開，將模板撐開靠牢，支起限位千斤頂，搭好澆筑工作臺。檢查整體方模的標(biāo)高，平整度偏差控制在10 mm以內(nèi)，由質(zhì)檢人員和監(jiān)理對整體方模結(jié)構(gòu)尺寸、搭接縫寬度，垂直度等進(jìn)行質(zhì)量驗收，監(jiān)理驗收合格后，方可進(jìn)入下一道工序施工。穩(wěn)立好整體方模后，鋼模懸吊繩必須處于拉緊狀態(tài)。

(4) 澆筑混凝土。搭好澆注工作臺，開始澆注混凝土；采用混凝土運(yùn)送罐車將料運(yùn)至井下方形井井口，井筒采用溜灰管下料；砼的澆筑采用對稱分層環(huán)形澆灌的方法，分層厚300 mm，必須對稱澆灌以防鋼模一側(cè)砼堆積太多擠壓整體方模造成跑模；用插入式風(fēng)動振動棒振搗，接茬口處理待吊盤下落至該位置時，在吊盤上處理。

(5) 養(yǎng)護(hù)脫模至下一循環(huán)點(diǎn)。將混凝土養(yǎng)護(hù)至強(qiáng)度能保證其表面及棱角不因拆模而受損的條件下，依據(jù)井內(nèi)溫度情況、混凝土強(qiáng)度等級確定脫模時間；脫模時，先放松模板懸吊鋼絲繩100 mm，下放氣動液壓泵到工作面，接通風(fēng)、油路，松開限位千斤頂，

聯(lián)動收縮液壓油缸使方模脫離井壁，穩(wěn)車下放整體方模至下一循環(huán)支承點(diǎn)。

3　可調(diào)節(jié)整體方形模板應(yīng)用

云南玉溪大紅山鐵礦I號銅礦帶150萬t/a工程溜破系統(tǒng)布置于礦體西南翼、箕斗豎井旁，2#方形電梯井井筒高度約100 m，其主要服務(wù)140，100，130，48 m水平，井筒斷面為方形，凈斷面尺寸為4.5 m×3.2 m。采用可調(diào)節(jié)整體方形模板進(jìn)行施工作業(yè)，2#電梯井施工工期為3個月，綜合平均月進(jìn)尺達(dá)到35 m，砌壁質(zhì)量好，模板及配件清潔保養(yǎng)后可周轉(zhuǎn)使用，節(jié)省了人工費(fèi)用、材料費(fèi)用等施工成本31萬元，在安全優(yōu)質(zhì)的條件下實現(xiàn)快速施工，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。另外，大紅山鐵礦400萬t/a二期廢石提升系統(tǒng)1#方形電梯豎井施工時，凈斷面尺寸為2.75 m×3.7 m，綜合平均月進(jìn)尺達(dá)到49 m，亦實現(xiàn)了安全優(yōu)質(zhì)的快速施工。

4　結(jié)　論

可調(diào)節(jié)整體方形模板的開發(fā)是適應(yīng)當(dāng)前地下巖體工程的發(fā)展需要,是對傳統(tǒng)的方形豎井砌壁支護(hù)施工工藝的革新。工程實踐表明，根據(jù)地下方形豎井短段掘砌施工作業(yè)特點(diǎn)開發(fā)的可調(diào)節(jié)整體方形模板，其整體剛度高和防爆能力強(qiáng)，可適應(yīng)鑿巖鉆爆的要求，脫模立模省時省力，能適應(yīng)方形豎井受限空間內(nèi)的超欠挖，砌壁平整光滑且模板不走樣，適用于方形豎井的快速施工，應(yīng)用前景廣闊，可帶動方形豎井建井技術(shù)向前發(fā)展。

[1]李澤華,蒲加順,王永輝,等.方形豎井預(yù)裂爆破一次成型施工工藝[J].四川水利,2009,323(1):95￣97.

[2]周振興,李宇.錦屏一級電站電梯豎井整體液壓自動爬升模板設(shè)計[J].四川水利,2012(3):26￣27.

[3]黃明健,王軍華,謝海鵬.大紅山鐵礦箕斗豎井的快速施工技術(shù)[J].采礦技術(shù),2014,14(4):47￣50.

[4]劉建超,李宗旭.立井變徑金屬模板的研制和應(yīng)用[J].建井技術(shù),2012,33(2):40￣42.

[5]杜林,王治華.液壓滑升模板工藝在陜西麟北煤業(yè)凍結(jié)主井的應(yīng)用[J].煤炭與化工,2014,37(2):107￣109.

2016￣05￣13)

李建國(1963-)，男，工程師，主要從事礦山建設(shè)及生產(chǎn)方面的技術(shù)與管理工作，Email：2607242631@qq.com。