汽车平硐70度斜溜井施工技术研究与应用

1、汽车平硐70度斜溜井施工技术研究与应用河北省第四建筑工程公司二0一二年三月一、 小组概况1、小组概况表小组名称河北四建一分公司QC小组注册编号JSJYF11-01活动课题活动时间2011.4.12-2011.9.3075本小组共循环次数1次历次成果情况序号课题名称时间所获奖历备注11995年河北省21998年32000年42001年52002年62004年7压型钢板施工质量控制2006年8混凝土泵管修复机械研制2008年9纤维增强硅酸盐板风管施工质量控制2009年10高型仓直形墙一体化滑升施工技术研究与应用2010年11提高超大直径变截面筒仓施工质量2010年122011年本次课题简况石湖矿业

2、工程为采矿570水平618水平段施工，包括570汽车平硐、装载硐室、操作硐室、斜溜井、618m卸矿硐室等部位的施工。汽车平硐总长度61.000m，断面为拱顶，平硐顶最高处为7.200m；装载硐室、操作硐室与汽车平硐相连，也为拱顶结构；斜溜井与地面呈70角，内径4.0m，井壁厚400mm，连接618m卸矿硐室与570m汽车平硐。斜溜井部分计划工期：2011年5月25日至2011年7月28日，工期日历天数65天。采矿运输中的斜溜井施工时，连接卸矿硐室与汽车平硐间的溜井轴线定位往往不易控制，因此小组围绕斜溜井施工技术研究开展活动。2、 小组成员表：表2 小组成员表 序号姓 名组内分工文化程度职称职务

3、TQC教育1王丽霄组长本科高级工程师技术负责人90h2刘瑞彩组员本科高级工程师项目副经理80h3张哲组员本科高级工程师项目经理80h4李艳涛组员本科高级工程师工长80h5耿洪波组员专科工程师质检员80h6郭云松组员专科助理工程师技术员60h7李辉平组员专科工程师资料员60h8李卫锋组员专科助理工程师安全员60h9唐志强组员本科助理工程师技术员60h10刘云芳组员中专技术员班组长40h11郝文辉组员中专技术员副班组长40h二、 选择课题采矿运输中的斜溜井施工时，连接卸矿硐室与汽车平硐间的溜井轴线定位往往不易控制，其工程的主要特点和难点包括：本工程的主要特点和难点工程难点环境特点2、斜溜井高差大，

4、与地面呈70°倾角，卸矿硐室为溜井上口，爆破后洞口及内壁形状不规则，洞内阴暗潮湿，施工场地狭小。1、斜溜井底板中心仅留有2.170m×1.730m的预留洞，斜溜井底板以上所有材料、工具均需从预留洞通过，垂直运输难度较大。2、由于施工工程场地狭小，汽车平硐门口紧靠上山道路，周转工具进入硐室内均需人工倒运，且场地有限，容易造成道路不畅。1、由于矿井地处山体内部，斜溜井施工工程为山洞内作业，施工用道路狭窄崎岖，坡度大，弯度大，同时施工中存在着坠石等安全隐患。首要问题必须解决的问题1.施工工期保证优质高效施工与技术难题之间的矛盾2. 汽车平硐70度斜溜井一次交验合格100%三、设定

5、目标项目允许偏差轴线位置15标高全高+30圆形筒体结构半径6+10轴线角度3º有利条件该工程为我公司新开拓的施工领域，是公司技术研究与技术积累的关注焦点，在资金、技术力量等方面能首先获得公司支持，具备成功实施的资源条件本QC小组技术力量强，有公司技术骨干和高等级技术工人，小组成员施工经验丰富，理论基础好，创新能力强，小组成员能熟练运用QC工具解决工程问题。不利条件施工环境恶劣，斜溜井在山体内部施工，施工场子地狭小，工艺创新研究项目实施压力大，工作任务紧张。没有可借鉴施工经验，具有一定的施工安全风险和工期不可预见风险因素存在。四、提出各种方案并确定最佳方案（二）、方案论证并确定最佳方案

6、1、方案的分析、论证序号备选方案工期天数备注1方案一30天2方案二42天3方案三50天 优缺点分析论证结论施工成本（1）采用定形自加固弧形模板用时30天施工搭设双排脚手架,高空作业,安全隐患多。定型模板带自加固，钢性较好，弧度易控制，砼表面平整度较好。定模钢模板制作需要投入一定成本。技术上有一定难度。技术上有一定难度，质量有保证，成本投入适宜。选择（2）采用组合钢模板用时 42天施工搭设双排脚手架,高空作业,安全隐患多。组合钢模板需拼成弧形，U形卡不能满足要求，需用20钢筋进行加固。钢模拼缝较明显，观感质量差。成本基本符合经济性要求。实施难度小。质量难以保证。不选（3）采用木模板用时 50天施

7、工搭设双排脚手架,高空作业,安全隐患多。木模板需拼成弧形，需用双排20钢筋进行加固，弧度度不易控制，砼表面平整度好。木模板相对成本投入大木模板钢度小，实施难度大。 工期风险大，成本高。不选（三）方案的确定：步骤a步骤a步骤d步骤c步骤b 步骤内容a.首先在爆破后的斜溜井及硐室内壁进行喷浆；b.然后在斜溜井底部进行底板和与底板相连的竖直墙壁的浇筑施工；c.根据斜溜井径向尺寸，沿底板中心点在斜溜井内支设弧形模板，调整弧形模板的轴线与底板间夹角为70°±2°，调整弧形模板的圆心与底板中心点偏差2mm，然后浇筑混凝土；d.沿上述支设的弧形模板上再支设弧形模板，然后再次调整

8、弧形模板的轴线与底板间夹角和弧形模板圆心与底板中心点偏差后，浇筑混凝土；e 小组成员对该总体方案进行细化，编制工程技术方案，将本方案施工工艺划分防护、设计、组装、纠偏、施工五个阶段。70º斜溜井施工工艺流程爆破、喷浆防护防护阶段作业面区域布密目安全网防护防护定形模板体系设计斜溜井井壁模板体系支设及加固设计设计阶段弧度及轴线角度偏差控制设计定形模板体系组装斜溜井井壁第一步模板体系支设及加固组装阶段调整弧度及轴线角度偏差纠偏阶段支设第二步定形模板调整弧度及轴线角度偏差浇筑混凝土重复组装及纠偏阶段施工阶段施工至溜井井壁上口竣工验收 图5：施工工艺流程图 制图：王丽霄 日期：2011年5月1

9、0日五、确定对策通过选定方案在安全、工期、质量、成本存在风险，结合定形模板施工技术的流程图和施工方案，制定对策实施如下表所示。表7 对策实施表 项目对 策目 标措 施地点时 间负责人防护阶段1.实施爆破后进行喷浆防护。2.作业面区域布密目安全网防护。保证施工出入通道、作业环境安全，防止落石伤人，保证安全施工。1、 由技术负责人制定安全防护专项方案，并进行逐级交底，签字接收，留存记录。2、 进行防护后由技术负责人带领工长、质检员、安全员进行联合验收，验收合格后方可进行下一步施工。3、 由工长对施工班组作业人员进行现场交底，识别危险源并做警示标志，每天进行班前十分钟安全教育。4、 配备安全可靠的安

10、全防护用品，施工过程中安全员进行旁站式管理，确保安全无事故。项目部及现场2011年5月13日郝文辉、耿洪波设计阶段1、定形模板体系设计。2、斜溜井井壁第一步模板体系支设及加固。3、弧度及轴线角度偏差控制设计。1、 通过定形模板的设计，实现优质高效组装的目的。2、 通过弧度及轴线偏差控制措施的合理设计，实现偏差控制目标。1、由技术负责人、工长负责，结合设计图纸，根据现场实际情况，对模板进行定型详细设计，制定设计方案。2、由技术负责人、工长负责，根据现场环境狭小，施工场地有限的实际情况，设计模板加固体系。3、对溜井模板支设弧度及角度控制体系进行设计。项目部2011年6月1日唐志强 组装阶段1、定形

11、模板体系组装。2、斜溜井井壁第一步模板体系支设及加固。根据定形模板及自加固系统设计方案，实现高效支设模板、并通过自加固系统保证工程质量。1、优选施工队伍，施工前进行作业交底，按方案确定的组装方法进行施工。2. 定模模板加肋，采用16螺栓进行模板之间拼接、加固。现场2011年7月1日郭云松纠偏阶段1、调整第一步弧度及轴线角度偏差。2、支设第二步模板。3、调整整体弧度及轴线角度偏差。1、调整弧形模板的轴线与底板间夹角为70°±2°。2、调整弧形模板的圆心与底板中心点偏差2mm。1. 将斜溜井中心轴线控制转移至底板定位线，结合全站仪复核的方法，实现溜井角度控制由不易实现

12、空间轴线到实物定位线的转移。2、根据溜井为70度倾斜角形式，采用检测尺实现检测模板圆度及对轴线70度角的定位及核验，从而实现了混凝土浇筑前控制斜溜井圆度及轴线角度，避免了二次返工的损失。现场2011年7月2日李艳涛施工阶段1、 浇筑混凝土。2、重复组装及纠偏阶段。3、重复上述步骤至溜井壁出口。1、 按规范要求控制砼浇筑、振捣及养护，保证砼质量。2、 控制偏差值在允许范围内。1、 严格执行交底制度，严格执行混凝土施工质量验收规范的要求，制定砼施工质量。2、 根据纠偏阶段的控制，确保偏差值符合要求。3、 质检员严格控制施工质量，认真执行三检制。现场2011年7月3日刘云芳六、对策实施1、 实施一由

13、技术负责人制定安全防护专项方案，并进行逐级交底，签字接收，留存记录。2、 进行防护后由技术负责人带领工长、质检员、安全员进行联合验收，验收合格后方可进行下一步施工。 喷浆防护效果如下图所示：3、 由工长对施工班组作业人员进行现场交底，识别危险源并做警示标志，每天进行班前十分钟安全教育。 班前现场安全交底教育现场如下图所示：4、 配备安全可靠的安全防护用品，施工过程中安全员进行旁站式管理，确保安全无事故。实施效果：严格按照防护方案进行实施，能保证作业环境安全可靠。1、 实施二由技术负责人、工长负责，结合设计图纸，根据现场实际情况，对模板进行定型弧形模板详细设计，制定设计方案。2、由技术负责人、工

14、长负责，根据现场环境狭小，施工场地有限的实际情况，设计模板加固体系。相关设计方案如下：说明：1、模板高度1.5米一节； 2、模板形式有SJ-01、SJ-02、SJ-03三种，如下表所示，具体结构形式见图7、8、9。序号代号名称数量（件）重量（kg）单件总计1SJ-01模板118113.62044.82SJ-02模板24113.2452.83SJ-03模板32114228.0 3图中1代表竖肋，2代表面板，3代表弧板，详细特征见图7、8、9所示。4.拼装合格后方可出厂。图6：溜井模板拼装形式 制图：王丽霄 日期：2011年5月10日编号名称材料数量(块)重量（kg）单件总计1竖肋-8*8047.

15、6530.62面板5161.861.83弧板-8*8045.421.6图7：SJ-01模板详图 制图：刘瑞彩 日期：2011年5月11日编号名称材料数量(块)重量（kg）单件总计1竖肋-8*8047.6530.62面板5161.861.83弧板-8*8045.220.8图8：SJ-02模板详图 制图：张哲 日期：2011年5月11日编号名称材料数量(块)重量（kg）单件总计1竖肋-8*8047.6530.62面板5161.861.83弧板-8*8045.421.6说明：1、图中尺寸以毫米为单位。图9：SJ-03模板详图 制图：王丽霄 日期：2011年5月11日3、对溜井模板支设弧度及角度控制体

16、系进行设计。说明: 1、图中尺寸以毫米为单位；。2、编号1为定型检测尺本体，选用=2mm的铝合金材料，为内外卡槽伸缩式，外卡尺宽度5cm，内卡尺4cm；3、编号2为普通线坠；4、编号3为卡锁，线坠固定于卡锁端部。5、编号4为定型检测尺角度控制线。图10：定位检测尺详图详图 制图：王丽霄 日期：2011年5月12日实施效果：对溜井模板、加固及弧度、角度控制方法进行详细设计，设计阶段顺利完成。实施三1、对加工完成的定型模板进行预拼，核验尺寸偏差。预拼及尺寸偏差检查相关图片如下：2、优选施工队伍，施工前进行作业交底，按方案确定的组装方法进行施工。3、定模模板加肋，采用16螺栓进行模板之间拼接、加固。

17、实施效果：根据设计方案进行组装后，实测直径偏差6mm，满足要求。实施四步骤内容1将斜溜井中心轴线控制转移至底板定位线，具体方法是：根据斜溜井径向尺寸，沿底板中心点在斜溜井内支设拼装好的弧形模板，弧形模板圆弧半径为2000mm，用RTS-822R全站仪支设于底板中心点，用全站仪定位底板径向水平定位线，用墨斗在底板上弹出径向定位线，再用全站仪垂直向上旋转70度定位溜井中心轴线，调整弧形模板的轴线与底板间夹角为70°±2°。2在GL618m卸矿硐室壁上设置定位控制点，用于校核斜溜井中心轴线，调整弧形模板的圆心与底板中心点偏差2mm，弧形模板肋高安装后高度偏差不大于1mm

18、。3沿上述支设的弧形模板上再支设弧形模板，用检测尺径向量测，检验组拼好的模板的弧度，同时检测尺上的角度控制线校核弧形定型模板的轴线角度为70°±2°，保证此时线坠落于底板径向水平定位线上，如线坠未落在定位线上，调整模板，直至落点在水平定位线上为止，即再次调整弧形模板的轴线与底板间夹角和弧形模板圆心与底板中心点偏差后，浇筑混凝土。实施五1、严格执行交底制度，严格执行混凝土施工质量验收规范的要求，制定砼施工质量。2、根据纠偏阶段的控制，确保偏差值符合要求。施工阶段七、确认效果1、效果施工阶段未发生任何质量安全事故。（1）工程质量一次验收通过，合格率100%。（2）实现

19、山体斜溜井安全生产、优质高效施工。（3）施工过程中允许偏差值在规范允许范围内内，详见下表8。1、工程质量比计划提前12天完成，提前了建设单位下一步设备安装的总工期控制点，为确保业主按期投入生产创造了条件。2、进度工期3、施工安全4、经济效益比常规施工方法减少设备、人工投入，节约工程直接成本8.9万元，计算经济效益详细分析。图11：效果对比图 制图：刘瑞彩 日期：2011年9月30日2、目标值对比：表8 目标对比表 项目目标值（允许偏差）（mm） 实现值（mm）轴线位置1514标高全高+30+8圆形筒体结构半径6+10+3轴线角度3º2º制图：王丽霄 日期：2011年9月30日3、经济效益详细分析：采用定形弧形自加固模板施工斜溜井的方法相对于传统组合钢模板的工期较短，可实现节约工期12天。经过初步测算节约费用如下：表9 经济效益分析表 序号名目节约费用备注1管理费用、临建摊销费2.5万元2三大工具租赁费1万元3人工费300元/人.天×15