孙连钰
中煤建筑安装工程集团有限公司第七十三工程处
摘要：煤矿井塔工程是一座煤矿的核心工程，尤其是副井井塔，承担着煤矿井下设备垂直运输，煤矿工人上下井的重要任务，是一座煤矿的标志性建筑。在煤矿建设期间,由于井塔施工受井筒位置的限制,同时要及时为井筒装备安装提供施工条件,在三类工程交替施工时,井塔往往成为影响矿井投产的关键工程。同时井塔工程具有主体结构高耸、主梁截面大、楼层高、预留预埋多、工期紧等施工特点，因此,如何加快井塔施工速度,保证施工质量,保证安全，满足生产和煤矿建设的要求,将成为煤矿地面建筑施工中极为重要的问题。本文主要针对高耸的主体剪力墙结构如何施工，六七百平米的作业面如何快速的组织施工，4m高的大梁如何支撑，最高24m高的楼层梁板如何搭设支撑架，如何保证绞车大厅4m高预埋套管的精度这些施工难点，对近期施工过的三座井塔采用的不同的施工工艺进行对比分析，通过分析、总结，在巴拉素煤矿副井井塔工程采用的“液压爬模”“钢木组合大模板”“钢平台作施工平台”“高精准预埋套管安装”等施工工艺在工期、安全、质量、经济效益等方面均得到了良好的效果。
关键词：液压爬模；大模板；钢平台；对比分析；
1.副井井塔的工程概况
自2015年以来，我共组织施工了三座副井井塔，分别为2015年施工的内蒙古广联煤化有限责任公司红庆河煤矿的副井井塔工程，建筑长度为28.7m，宽度为25.8m，建筑总高度70.5m，建筑面积4300㎡，建筑体积45000m3，地基处理为钢筋混凝土灌注桩，C30混凝土；基础为钢筋混凝土筏板基础，C35P6抗渗混凝土；主体结构为钢筋混凝土剪力墙结构，C35混凝土，共六层；球型网架屋面；2019年施工的内蒙古联海煤业有限责任公司白家海子煤矿副井井塔工程，建筑长度为28.7m，宽度为25.8m，建筑总高度70.5m，建筑面积4300㎡，建筑体积45000m3，地基处理为钢筋混凝土灌注桩，C30混凝土；基础为钢筋混凝土筏板基础，C40P6抗渗混凝土；主体结构为钢筋混凝土剪力墙结构，C40混凝土，共六层；球型网架屋面；2020年施工的陕西延长石油巴拉素煤业有限公司巴拉素矿井副井井塔工程，建筑长度为25m，宽度为24.5m，建筑总高度69.5m，建筑面积4200㎡，建筑体积43000m3，地基处理为钢筋混凝土灌注桩，C30混凝土；基础为钢筋混凝土承台基础，C40P6抗渗混凝土；主体结构为钢筋混凝土剪力墙结构，50.7m以下采用C40混凝土，50.7m以上采用C35混凝土，共七层；球型网架屋面；
2.施工方案的对比分析
2.1副井井塔的特点及施工的难点
主体结构高耸、主梁截面大、楼层高、预留预埋多、工期紧是井塔施工的特点；高耸的主体剪力墙结构如何施工，六七百平米的作业面如何快速的组织施工，4m高的大梁如何支撑，最高24m高的楼层梁板如何搭设支撑架，如何保证绞车大厅4m高预埋套管的精度是井塔施工的难点。
2.2副井井塔施工方案的对比分析
2.2.1剪力墙结构施工方案对比分析
我单位以前施工井塔的传统工艺为滑模施工，但底层剪力墙和上部框剪结构的中间存在转换梁结构，而且转换梁层的截面尺寸大。因此使用滑模施工的方式，会对施工的进度和质量造成影响，所以滑模为主的井塔施工技术不完全适合。如果采用正常搭设脚手架“散装散支”的施工工艺，会存在模板支设效率低、安全性低等问题，而且“散装散支”需要很多施工材料进行周转，整体的施工进度较慢，施工费用也较高，不满足甲方的工期要求。
①针对以上施工难点，在红庆河煤矿副井井塔工程采用了外爬架+钢框木模大模板倒模施工工艺。爬架做为外防护及操作架体，电动爬架系统。本工程设计爬架23个机位，分为4片，每片均为单独的个体，可以单独爬升，单独控制，布置在井塔四角的剪力墙位置，每面墙体的中间部分为填充墙，后期砌筑，采用搭设外双排悬挑脚手架。爬架的宽度为0.75m，高度为18m，分为两层，上层为钢筋绑扎、模板加固作业层，下层为墙面打磨修补及轨道提升作业层。
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模板系统采用钢框木模大模板，选用12mm厚1220mm*2440mm的竹胶板。本工程模板配置高度为内墙模板5000mm，外墙模板5050mm，每块的宽度根据墙体尺寸不同而不同，最小块宽度2.5m，最大块3.8m。大模板背楞一共设置8道背楞，背楞中用8#双槽钢设置4道，用Φ50双钢管设置4道，在模板边框中间用100x50的木方子按照间距200布置次楞。采用Φ18的对拉螺栓进行加固，共设置8道。
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此系统的工艺流程为：墙体钢筋绑扎完成，验收合格→墙体上弹模板控制线并贴20mm后海绵条→塔吊吊入内墙模板就位→塔吊吊入外墙模板就位→模板加固，验收→浇筑混凝土→混凝土凝固后拆除模板，塔吊吊到地面搭设的大模板存放架内，用于存放、清理模板→爬架爬升→墙体钢筋绑扎，重复前面的工序。
②在白家海子煤矿副井井塔采用了液压爬模系统，架体系统通过液压油缸的伸缩将架体向上顶升；架体挂钩以附墙挂钩连接座为固定支点。此工程共设置16个机位，分4个单体，分别为四个角剪力墙部分。每面墙中间部分还是采用外双排悬挑脚手架。操作平台共分为三层，最上层为钢筋绑扎操作层，中间层为模板加固操作层，最下层为墙体打磨修饰操作层，架体总高度11m；爬模特点是外模板固定在爬模系统上，随着液压系统自动爬升， 一次组装后，外模一直到顶不落地。内模系统由塔吊吊起后直接挂到内挂件上，遇到楼层平台时才吊到地面；
模板系统采用12#双槽钢主背楞，3*60*80方管次楞，模板框外铺12mm厚竹胶板，模板高度为3.66m，内模高度3.6m，模板的最大宽度达到5.5m，采用￠18的精扎螺纹钢作为对拉螺栓，强度高，竖向共设置3道对拉螺栓。
此系统的工艺流程为：混凝土浇筑完成后→ 绑扎钢筋→拆模后移→ 安装附墙挂座→爬升轨道→爬升架体→模板清理刷脱模剂→安装预留孔（件）→ 合模→浇筑混凝土→绑扎钢筋→拆模后移→ 安装附墙挂座→爬升轨道→爬升架体→模板清理刷脱模剂→安装预留孔（件）→ 合模→浇筑混凝土。
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③在巴拉素煤矿副井井塔工程，依然采用了液压爬模系统，但是做了一些改进。通过与业主、设计院沟通，将外墙填充墙部分改为钢筋混凝土墙，所有取消了外双排悬挑脚手架，通过爬模系统连接成整体。为了提高效率、减少窝工，爬模系统设计为两个“L”型，分两个流水段施工。模板高度由3.66m改为了4.5m，架体总高度改为了13.2m。
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④三种施工工艺的优缺点对比分析
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2.2.2楼层高支撑施工方案对比分析
红庆河煤矿副井井塔和白家海子煤矿副井井塔最高楼层22.5m，采用传统的搭设满堂脚手架进行施工，立杆间距不超过0.8m，梁底立杆横向间距0.2m左右，步距不超过1.2m，高支模部位四周设置自上而下的连续式剪刀撑，其余高支模部位四周水平杆全部顶在四周剪力墙内侧砼壁上，预防架体失稳，架体内部纵、横向每5跨（且不大于5m）由底至顶设置连续竖向剪刀撑，并在竖向剪刀撑顶部交点平面、中间水平拉杆和扫地杆处分别设置水平剪刀撑，在纵横向相邻的两竖向连续剪刀撑之间增加之子撑。架体非常密，不方便施工，占用大量的周转材料，耗费大量的人力物力，不经济。
针对以上施工难度，在巴拉素煤矿副井井塔施工时，最高楼层24m，采用了搭设钢平台作为满堂脚手架施工平台的施工方案。具体施工方案为：先施工框架柱，施工至18.1m牛腿位置浇筑混凝土，安装提前预制好的钢行车梁，在11.5m跨度的行车梁上搭设工字钢横梁，纵向搭设12#槽钢，然后铺设花纹钢板，形成封闭的施工平台，在此平台上再搭设满堂脚手架用于梁板的施工。此方案节省了大量的周转材料和搭设脚手架的人工，提高的施工效率，降低了满堂脚手架的施工风险。
2.2.3绞车大厅套管预埋技术
考虑到绞车大厅大梁（950mm*4000mm）满足安装要求梁底的平整度、挠度，满足误差5mm的范围，采用梁底不起拱的方法支设梁底模板，大梁底木方使用40*90mm，梁底根据梁宽如0.95mm*4000mm不少于4根承重立杆，梁跨度方向立杆600mm，顶丝使用φ32大直径顶丝，顶丝托板厚度不小于5mm。大梁分三次浇筑。同时预埋套管安装时在梁底预埋套管处铺设2mm厚铁皮，使用同预埋管内径，车床加工的10mm厚钢板点焊到梁底铁皮上，最后利用塔吊将预埋套管吊落于钢板内套上，提高了施工效率，容易控制钢管的位置及精度。预埋套管在固定梁底后，校正钢管垂直，利用脚手管及钢筋对预埋钢管进行加固，在所有钢管加固完成后开始绑扎梁钢筋，梁的主筋围绕着预埋位置放置，钢筋套管截断处采用焊接连接。最后所有梁钢筋绑扎完成后，复验套管位置、精度，继续进行调整加固，最后进行第一次砼浇筑。在第一次砼浇筑完成后，混凝土终凝前继续复验预埋套管，发现偏差预埋套管继续调整加固，最后两次浇筑混凝土后绞车大厅施工完成。
3.结束语
通过三个煤矿的副井井塔施工的经验总结，通过剪力墙使用液压爬模系统，模板采用外爬内挂、钢木组合大模板系统，使用钢平台作为高楼层梁板施工的方案，不仅提高了施工质量，同时也保障了施工的安全，有效的缩减了施工工期，提高了施工速度，最终达到了降低施工成本的目的。
参考文献
[1]吴澜晶，半埋式井塔的施工实践[J]， 中国矿山工程，2010(04)
[2]刘国峰 黄璐璐，液压爬架技术获得成功[N]，北京科技报，2000年