6 施工方案
本竖井工程为深井,为实现竖井施工快速、安全、优质、高效的目标,根据竖井结构特性,竖井施工采用光面爆破开挖技术,采用Ⅳ改型钢管井架机械化配套装备,SJZ6.7型风动伞钻凿岩,HZ-6型中心回转抓岩机装岩,2JK-3.5/20绞车单钩提升,配3m3吊桶座钩式翻渣,整体金属下行模板砌壁,进行开挖衬砌混合作业的施工方案。
先利用伞钻钻孔,人工装药,光面爆破;再利用抓岩机将爆破石渣装3m3吊桶,2JK-3.5/20绞车单钩提升至地面,井底剩余2m厚石渣后停止出渣,利用抓岩机整平石渣;然后将模板下移,模板底部放置在整平后的石渣平台上,待模板全部就位后,浇筑混凝土;最后采用抓岩机装3m3吊桶的出渣方式,将剩余部分石渣全部清理,进入下一循环钻孔施工(见图7)。
图7 竖井施工流程图
6.1 钻孔
采用SJZ6.7型风动伞钻凿岩钻孔。
伞钻的起落是竖井施工的一个关键工序。井底做完清底工作,通知钻工班下井,钻工班班长和2~3名钻工带着伞钻中心架下井,地面留2~3名钻工准备钻杆钻头等物品。吊桶提至地面后,井口把钩工与钻工一起配合将吊桶推出井筒范围存放,摘掉提升钩头。信号工打起钩点,将钩头提至二层台下方。工作人员将伞钻收拢到最小直径,从伞钻夺钩梁上拉至井口位置。吊挂工佩戴好保险带从二层台下至伞钻平台上,拴挂好保险带。信号工打落钩点将提升钩头落至合适位置。吊挂工将夺钩绳套挂在提升钩头上,并锁好钩头保险销。信号工打起钩点。绞车工缓慢起升提升钩头。待钩头预紧后,吊挂工将吊挂伞钻的绳套从伞钻夺钩梁上的卸扣上摘掉。吊挂工解开保险带,递给二层台把钩工,二层台把钩工将保险带挂在安全可靠的地方后,吊挂工上到二层台上。
井口信号工打起钩点,提升机司机将伞钻提至能够打开井盖门的高度,井口把钩工打开井盖门。钻工和把钩工站在井盖门四周,扶正伞钻,井口信号工打落钩点,绞车司机缓慢下放伞钻。伞钻落至井盖门下方后,井口把钩工关闭井盖门。绞车司机下放伞钻时将绞车动力制动投入运行,以保证下放速度均匀,缓慢。待到吊盘上方时,下放速度减至0.5m/s,吊盘上作业人员扶送伞钻顺利通过吊盘。
井下钻工班班长将伞钻中心架放在井筒中心位置。伞钻下放至井底1m左右时,井下作业人员扶正伞钻,缓慢落在伞钻中心架上。吊挂工佩戴保险带顺扶梯爬到伞钻平台上,挂好保险带。井底信号工通知地面作业人员下放夺钩绳,并打落钩点,地面作业人员启动夺钩稳车将夺钩钢丝绳下放至伞钻上方500mm位置。吊挂工将伞钻夺钩绳套用卸扣连接到夺钩钢丝绳套内。信号工听到吊挂工的起钩信号后打起钩点。地面作业人员启动夺钩稳车,拉紧夺钩钢丝绳,待提升钢丝绳松弛到可以顺利摘掉的位置,吊挂工通知信号工打停点。待夺钩钢丝绳停稳后,吊挂工摘掉提升钩头后顺扶梯下至井底。
信号工打起钩点将提升钢丝绳提至地面挂吊桶。准备下钻杆、钻头和其他辅助材料。
钻工班班长和井下的钻工将伞钻风管连接牢固后,将伞钻钻臂摆到炮孔位置。
吊桶内的钻工待吊桶落至伞钻上方1m处,吊桶停稳后,将吊桶内的工具材料、钻杆、钻头卸到井下。然后顺着扶梯下到井底。扶梯收至不妨碍钻孔的地方放置。
钻孔后,卸下钻杆钻头,收拢伞钻。钻杆钻头等装入吊桶中,提至地面。卸完吊桶内的物品后,将吊桶摘到地面,空钩头下井。吊挂工佩戴保险带顺扶梯爬上伞钻平台,挂好保险带后,将提升钩头挂在伞钻提升绳套内,闭锁保险销。打点预紧提升钢丝绳,松下夺钩钢丝绳。吊挂工摘掉夺钩钢丝绳,将夺钩钢丝绳升至吊盘位置放好。吊挂工下到井底后,信号工打点将伞钻提至地面,挂在夺钩梁上,拉至检修位置。
6.2 爆破
爆破材料采用乳化炸药和非电毫秒延期雷管、炸药的规格为ϕ42mm×400mm。施工时采用光面爆破,导爆管导爆,严格控制装药量。放炮前,地面井筒周围设警戒线。
伞钻钻孔孔深4.5m,孔径50mm,每循环钻孔爆破时间约4h。采用光面爆破,在伞钻钻孔完成后,开始进行装药,最后由爆破工负责装药连线,连完线后,所有人员升井,停止通风机。爆破工在距井口50m以外的起爆箱连接放炮母线,然后合闸送电。放炮后立即拆除放炮母线并将起爆箱上锁。
放完炮后,启动通风机,并不少于30min且炮烟吹出井口后方可安排作业人员下井。由爆破工和安全员,带班班长、吊盘信号工一起乘吊桶下井。吊桶落至下层吊盘后,吊桶内人员下到吊盘上,对吊盘进行扫盘和安全检查。将爆破的渣块等危害立井安全的物品装入吊桶。在安全员,带班班长确认吊盘上无杂物及渣石威胁安全后,安全员、爆破员、带班班长乘坐吊桶至井底,检查爆破情况,确认无瞎炮、残炮后,爆破员升井,抓岩机司机和井底作业人员乘坐吊桶入井开始出渣。
6.3 出渣
采用1台中心回转抓岩机出渣装桶,并采用人工清底。布置1套单钩提升,石渣上井后经溜渣槽落地后,再由装载机装自卸汽车运至指定弃渣场。
6.3.1 井下装渣
绞车司机听到落钩点后,通过视频监控观察井盖门是否打开。如果已经正常开启,将吊桶落入井筒内,缓慢通过井盖门后,加速下放,下放速度不能超过绞车允许运行速度。离吊盘上口10m左右,速度必须降至1m/s,吊桶缓慢通过吊盘。吊盘信号工目接目送吊桶平稳通过吊盘。井底把钩工指挥抓岩机司机用中心回转抓岩机抓出罐窝,吊桶落过吊盘后,井底把钩工目视吊桶,待离井底2m左右和井底其他作业人员一起将吊桶推至罐窝位置,然后站在安全区域,井底信号工打停点。抓岩机司机开始装渣。装渣至离吊桶沿100mm时停止装渣。把钩工清理桶沿浮渣后信号工打起钩点,待吊桶提起离地面1.4m左右时,打停点。把钩工稳住吊桶,并清理桶底浮渣。然后信号工打起钩点。
6.3.2 井身运输
绞车工平稳开绞车,将吊桶提至吊盘位置下10m左右,速度必须降至1m/s,吊桶缓慢通过吊盘。吊盘信号工目视吊桶平稳通过吊盘。吊桶过吊盘后,绞车工方可提速。吊桶运行至减速段,绞车工听到减速铃响后,将绞车速度降至1m/s提升至井口位置。井口把钩工应观察提升钢丝绳,判断吊桶运行至井口盘下40m范围内,应及时打开井盖门。绞车司机应通过视频监控观察井盖门,若井盖门没有打开,应停止吊桶运行,防止吊桶撞击井盖门发生提升事故。
6.3.3 井口卸渣
吊桶提高于井盖门2m后,井口把钩工应及时关闭井盖门,井盖门不关闭不允许翻渣。
吊桶提至二层台翻渣位置,落下摇台。二层台把钩工稳住吊桶,绞车司机缓慢将吊桶落在座钩上,慢慢下放,吊桶翻转将渣石倾倒在矸石仓内。倾倒干净后,二层台信号工打起钩点,绞车工将吊桶缓慢提起,待脱离座钩后,二层台信号工打停点,二层台把钩工稳住吊桶。信号工升起摇台,打落钩点;绞车工将吊桶落下。井口把钩工打开井盖门,吊桶通过井盖门后落至井底。进行下一个循环的出渣。
6.4 衬砌混凝土
井壁采用整体金属下行模板砌筑,模板由直模和刃脚两部分组成。模板由地面稳车悬吊。每次开挖要超过模板底部2m左右,再用石渣回填至模板底高程,石渣表面用细砂铺底,模板下放至细砂层,经调整合格后,开始浇筑混凝土。混凝土达到一定强度后,清理底部石渣,开始下一循环钻孔施工。
6.4.1 模板的拆卸与组立
模板采用外直径为5560mm,模板有效段高4.5m。液压伸缩整体下行金属模板脱模是靠安装在伸缩缝两侧的四个液压油缸同时向内收缩,带动模板进行收模工作,从而达到脱模的目的。脱模下移到预定位置时,靠液压油缸同时外伸,使模板撑大至设计尺寸,操平找正并固定牢固后,便可进行浇筑混凝土作业。为了确保井壁接茬质量,模板下部设计45°斜面刃脚,刃脚高300mm。
6.4.2 浇筑混凝土
模板立好经检查符合设计要求后,放下脚踏板,搭设作业平台,用提升钢丝绳将分料器下放至作业平台上方,利用夺钩钢丝绳将分料器吊起距模板作业平台1.5~1.8m高处,利用提升钢丝绳吊起底卸式吊桶,即可进行混凝土浇筑工作。
由混凝土运输罐车运送到竖井井口,混凝土垂直输送采用1.5m3底卸式吊桶下料,经溜灰槽入模,入模混凝土采用振动棒振捣,混凝土浇灌必须严格按分层、均匀、对称,随浇筑随振捣,振捣深度控制在300~400mm。
在下一模模板立模前,应采用钢钎或手镐将与上一模接茬处的渣石清理干净,然后再进行组立模板,进行下一模混凝土浇筑施工。