книги из ГПНТБ / Строительство железорудных шахт

фундаментных железобетонных плит длиной до 14 м и площадью до 60 м2. Применение фундаментных плит приводило к увеличе­ нию возможных наибольших осадок фундаментов и стоек каркаса. Однако, с другой стороны, применение больших фундаментных плит привело к созданию благоприятных условий производства ра­ бот, к уменьшению объемов работ, сокращению срока возведения сооружения на четыре месяца, к уменьшению стоимости фунда­ ментов на 140 тыс. руб. и получению годовой экономии около 100 тыс. руб.

При расположении сооружений, в том числе бункеров и ба­ шенных копров, в непосредственной близости от ствола шахты иногда целесообразно применять парные, развитые в плане фун­ даментные плиты. Указанное решение ведет к относу тяжело на­ груженных фундаментов от ствола и, как правило, к увеличению несущей способности оснований. Наиболее значительными преиму­ ществами больших парных фундаментов являются улучшение усло­ вий их возведения и сокращение сроков производства работ.

При проходке вспомогательного ствола шахты «Северо-Пес- чанская» имели место значительные вывалы породы. В связи с этим при разработке методов производства работ по возведению башенного копра было решено отказаться от центрального распо­ ложения фундамента и основания копра, а вместо этого приме­ нить две симметрично разнесенные относительно ствола фунда­ ментные плиты площадью более 80 м2 каждая.

Реализация указанного метода возведения фундаментов ба­ шенного копра привела к возможности заблаговременного (еще до момента демонтажа проходческого копра) сооружения фунда­ ментов и к сокращению общего срока возведения сооружения на один месяц, или на 20%.

В большинстве случаев башенные копры железорудных шахт имеют развитые в плане фундаментные плиты, а также сложные железобетонные фундаментные плиты. Последние — обычно за­ глублены (до И м и более) и составлены из плоской опорной же­ лезобетонной плиты и расположенной над плитой жесткой коробки из железобетонных стенок по контуру сооружения.

При разработке методов производства работ при строитель­ стве башенных копров вопросам возведения сложных фундамент­ ных плит уделялось большое внимание. При этом преимущест­ венно решались вопросы установки опалубки, производства арма­ турных работ и сокращения сроков выполнения работ.

В большинстве случаев сложные фундаментные железобетон­ ные плиты армированы вертикальными пространственными арма­

в зависимости от наличия подъемно-транспортного оборудования арматурные каркасы устанавливают в один или два яруса.

91

Первый способ является более удобным и соответствует меньшим срокам монтажа арматуры.

Монтаж арматурных каркасов, опалубки и подачу бетона при возведении фундаментов сооружений производили обычно с при­ менением башенных строительных кранов небольшой грузоподъ­ емности (типа М-3-5-5 и др.). В большинстве случаев эти краны устанавливали на металлической площадке или небольшой эста­ каде, опорные конструкции которой оставались забетонирован­ ными в фундаменте.

Вотдельных случаях при возведении фундаментов применяли краны на гусеничном ходу.

Вобычных условиях возведение упомянутых фундаментов

производилось за 2,5—6 мес. Было выяснено, что сроки возведе­ ния фундаментов башенных копров существенно сокращаются в случае применения высоких вертикальных арматурных карка­ сов при максимальных размерах последних в плане. Для монтажа таких арматурных каркасов целесообразно использовать крупные строительные башенные краны (БК-404; БК-406А; БК-300; БК-900 и др.), применяемые для монтажа несущего каркаса башенного копра. Краны должны быть приближены к зоне монтажа арма­ турных каркасов (к зоне расположения стен сложных фундамент­

действия крана распространена на всю площадь фундаментной плиты.

Блок арматурных каркасов каждой наружной или внутренней стены фундамента устраивается из двух длинных горизонтальных арматурных каркасов, а также одного или нескольких вертикаль­ ных каркасов, находящихся между горизонтальными. При этом горизонтальные каркасы, особенно верхний, могут быть объеди­ нены с вертикальными каркасами в один общий блок. Все верти­ кальные и горизонтальные каркасы взаимно надежно связы­ ваются.

Высоту горизонтального арматурного каркаса следует прини­ мать меньшей по сравнению с высотой собственно фундаментной плиты. В этом случае затраты времени и труда на установку арматуры снижаются.

При предварительной заготовке крупных пространственных арматурно-опалубочных блоков и их укрупнительной сборке сроки монтажа арматуры фундаментных плит и стен резко сокра­ щаются. Общий срок возведения фундамента крупного башен­ ного копра в этом случае составляет 1,5—3 мес. вместо 2,5— 6 мес.

92

В качестве фундаментов сооружений в ряде случаев приме­ нены опускные колодцы. Опускной колодец башенного копра шахты «Магнетитовая-бис» Высокогорского рудника — прямо­ угольной формы в плане размером 22,2x22,2X14,0 м( соответст­ венно размерам каркаса копра). Колодец имеет четыре продоль­

в плане размеры 0,9X1,8 м при массе до 3 т, установлены по пе­ риметру стен с небольшими разрывами.

Перед опусканием колодца возводили только наружные стены, что позволяло механизировать земляные работы. Грунт разраба­ тывали экскаватором (обратная механическая лопата) с емко­ стью ковша 0,25 м3 и бульдозерами. Грунт в емкостях около 2 м3 подавался башенным краном и краном на гусеничном ходу на автосамосвалы. По мере опускания колодца производили работы по разборке тюбинговой крепи устья ствола (при перекрытом стволе).

После опускания колодца были выполнены опорная железобе­

срокам, установленным с учетом весьма сложных условий произ­ водства работ.

Опускной колодец применен также при возведении фунда­ мента башенного копра шахты «Клетевая» Высокогорского руд­ ника. Фундамент здесь отличается своей формой от обычных опускных колодцев. Размер возведенного колодца в одном на­ правлении значительно превышает соответствующий размер кар­ каса башенного копра. При размерах последнего в плане 12,ОХ Х18,0 м опускной колодец прямоугольной в плане формы имеет размеры 18,7X18,7 м.

Высота собственно опускного колодца составляет 6 м. Верх колодца находится на глубине 5 м (с этой глубины было начато

ярус армоблоков, выше расположен второй ярус армоблоков фун­ дамента.

После опускания колодца были выполнены опорная железобе­ тонная плита с особой подготовкой у крепи ствола, все прочие (кроме четырех стен собственно опускного колодца) стены фун­ дамента, железобетонные перекрытия и др. Работы по возведению и опусканию колодца, за вычетом вынужденного перерыва в прот изводстве работ, были произведены за три месяца.

93

Следует отметить, что в данном случае фундамент башенного копра шахты «Клетевая» возведен в непосредственной близости к действующему железнодорожному пути.

При возведении опускных колодцев прямоугольной в плане формы рациональным методом производства работ должно пре­ дусматриваться:

применение крупного башенного крана как для монтажа кар­ каса башенного копра (или другого сооружения), так и для воз­ ведения опускного колодца. Это мероприятие для опускного ко­ лодца наиболее просто осуществимо и не требует особых уст­ ройств для поддержания пути строительного крана;

максимальное укрупнение арматурно-опалубочных блоков стен опускного колодца, как и при возведении сложных железобе­ тонных фундаментных плит.

Следует отметить, что сокращение сроков возведения железо­

уральских шахт возведены с применением крупных башенных и других кранов. При этом стальные конструкции иногда укрупня­ лись для сокращения сроков монтажа. При этом каркас башен­ ного копра высотой до 70 м возводился за 3—6 мес. В течение этого же срока в отдельных случаях одновременно устраивали железобетонные перекрытия, устанавливали крупные стеновые панели и пр. (Общий срок возведения большого башенного копра составляет 1—1,5 года и более). Установлено, что в ряде слу­ чаев при правильном выборе сетки несущих конструкций воз­ можно сократить расход стальных конструкций, а за счет укруп­ нения монтажных марок и уменьшения их числа — срок возведе­ ния сооружений.

Стальной каркас башенного копра шахты «Клетевая» Высоко­ горского рудника имеет увеличенные размеры сетки стоек (12х Хб и 18X6 м). Элементы каркаса этого копра укрупнены, а число

сокращен на три месяца, а годовой экономический эффект в ре­ зультате ускорения ввода объекта в действие и за счет сокраще­ ния капитальных затрат составил 196 тыс. руб.

На шахте «Магнетитовая-бис» было предусмотрено осущест­ вить возведение большого башенного стального копра высотой около 70 м рядом со стволом шахты с дальнейшей его надвижкой на постоянный фундамент с перемещением сооружения на 52,6 м.

94

В связи с указанным был разработан и осуществлен специ­ альный комплекс мероприятий. В частности, было осуществлено:

возведение стенда для монтажа краном БК-406А стального каркаса сооружения, а также для устройства железобетонных перекрытий башенного копра;

устройство двух путей для надвижки копра с их фундамен­ тами;

усиление каркаса копра в связи с его перемещением в гори­ зонтальном направлении по двум путям;

установка основного оборудования на перекрытия копра; возведение постоянного фундамента башенного копра; установка лебедок, полиспастов, домкратов, якорей для пере­

мещения копра и т. д.

Для усиления каркаса сооружения и в основном для устрой­ ства путей и стенда потребовался дополнительный расход ме­ талла в количестве около 350 т и железобетона в количестве до 700 м3 (при содержании арматуры около 120 кг на 1 м3 бетона). Эти дополнительные объемы работ вызвали увеличение стоимо­ сти сооружения. Однако в результате возведения копра методом

организации монтажа особых крупноразмерных сборных железо­ бетонных конструкций. На клетевом стволе шахты «Северо-Пес- чанская» был возведен башенный копер с железобетонным сбор­ ным каркасом.

Монтаж сборных железобетонных колонн и ригелей башен­ ного копра клетевого ствола произведен башенным краном БК-406А. Этим краном одновременно производили монтаж сбор­ ных железобетонных конструкций надшахтного здания клетевого ствола. В дальнейшем этим же краном был выполнен значитель­ ный объем работ по монтажу стальных конструкций у скипо-кле­ тевого ствола той же шахты.

Сборный башенный копер клетевого ствола характеризуется малым расходом бетона и стали (см. § 18) и небольшим числом типоразмеров сборных железобетонных элементов, которые просты по форме и удобны в процессе монтажа. Взаимное скрепление сборных элементов производили путем сварки с наложением преи­ мущественно нижних швов.

Точное выполнение указанного метода возведения каркаса копра и специальных технических условий, увязывающих вопросы производства работ и планировочно-конструктивные решения сборного железобетонного башенного копра шахты «Северо-Пес- чанская», обеспечило сокращение срока строительства на два месяца. При этом стоимость сооружения была уменьшена на 93 тыс. руб., а общий годовой экономический эффект в результате сокращения капитальных затрат и ускорения ввода объекта в действие составил 101 тыс. руб.

95

Несколько каркасных железобетонных сооружений на шахтах Урала, в том числе небольшой башенный железобетонный копер на вспомогательном стволе шахты «Северо-Песчанская», возве­ дены с применением несущих арматурных каркасов.

Метод возведения каркасных сооружений с применением не­ сущих арматурных каркасов и арматурно-опалубочных блоков заслуживает особого внимания в условиях строительства на отда­ ленных шахтах. Применение этого метода целесообразно для многих сооружений с несущими монолитными железобетонными конструкциями. К числу этих сооружений относится ряд прием­ ных воронок, в том числе приемные воронки дробильно-сортиро­ вочных и дробильно-обогатительных фабрик, скиповые и другие бункера, ряд фундаментов сооружений и фундаментов крупного оборудования, подземные и надземные галереи, тоннели и другие.

Выше (см. § 11) было приведено краткое описание железобе­ тонного скипового бункера особой складчатой конструкции с круп­ ными пространственными арматурными каркасами. Там же описан несущий железобетонный каркас герметизированного над­ шахтного здания, для стоек и ригелей которого применены несу­ щие арматурные каркасы.

Несущие арматурные каркасы, примененные 'при возведении башенного копра вспомогательного ствола шахты «Северо-Пес­ чанская» (см. § 18), были объединены в общую жесткую систему. На монтаже опалубочно-арматурных блоков каркаса, масса ко­ торых не превышала 1,5—3 т, и на подаче бетона использован рядовой строительный кран.

Башенный копер вспомогательного ствола был возведен за 3 мес, что определяется простотой схемы каркаса копра, неболь­ шим числом относительно крупных несущих элементов рам при небольших массах арматурных каркасов, отсутствием лесов и т. д.

Примененные пространственные арматурные каркасы изготав­ ливали в заводских условиях, что предопределило точность и удобство сборки.

Малые массы отдельных армоблоков позволяют при возведе­ нии надшахтных сооружений применять рядовые, относительно распространенные башенные краны грузоподъемностью преиму­ щественно 3—5 т (МСК-ЮО; МСК-5-20А; МБТК-80; Т-226: Т-227;

МСК-3-5-20; С-390; КБ-60) с высотой подъема крюка в пределах

шахтных сооружений для монтажа несущих армокаркасов и для подачи бетона можно применять приставные краны грузоподъем­ ностью 3,5—5 т (краны БКСМ-7-5 и УБК-5-49 с высотой подъема

96

несущие железобетонные стены, возведенные с применением подвижной опалубки (с обычной арматурой);

несущие железобетонные стены, возведенные с применением пространственных арматурных каркасов;

несущие железобетонные стены, возведенные с одновременным Применением подвижной опалубки и пространственных арматур­ ных каркасов;

несущие и самонесущие стены с применением кирпичной и шлакоблочной кладки;

стены с применением крупных стеновых панелей; стены с применением крупных облегченных щитов.

Из методов производства работ заслуживает особого внима­ ния впервые осуществленный в СССР новый метод возведения несущих железобетонных стен, характеризующийся одновремен­ ным применением подвижной опалубки и пространственных арма­ турных каркасов. Скорость возведения железобетонных стен при строительстве этого башенного копра составила до 0,85 м в смену. Эта цифра не превышает по абсолютной величине луч­ ших показателей, достигнутых в СССР при строительстве моно­ литных железобетонных башенных копров, возводимых с приме­ нением подвижной опалубки и обычной арматуры. Однако при оценке этой скорости возведения стен копра необходимо учесть следующее:

1.Строительство башенного копра на Гороблагодатском руд­ нике осуществлено местным шахтопроходческим управлением, ко­ торое впервые в своей практике выполнило строительно-монтаж­ ные работы по возведению надшахтного сооружения.

2.Шахтопроходческое управление не имело строительного крана, необходимого для возведения копра. Поэтому по предло­ жению автора данной главы (и глав IV, V) было предусмотрено использовать легкий крышевой кран (масса крана 7 т) грузо­ подъемностью 1,5—3,0 т с установкой последнего непосредственно на подвижной опалубке. Это предложение было осуществлено при возведении сооружения (см. § 18). Таким образом, приве­

порта.

3. Метод возведения стен с одновременным применением под­ вижной опалубки и пространственных каркасов сочетается с оп­ ределенными конструктивными решениями, в частности, с умень­ шением числа железобетонных несущих стен, увеличением их толщины до 250—300 мм с соответствующим уменьшением объе­ мов железобетонных работ, с несравненно лучшими условиями проработки бетона и сокращения числа домкратов.

4. При возведении железобетонных стен указанным методом большая часть работ по вязке арматуры отпадает, а качество ар­ матурных работ в связи с заводским изготовлением арматурных каркасов резко улучшается. Точность выполнения стен сущест­

Г л а в а IV

НАДШАХТНЫЕ КОПРЫ

§13. Реконструкция надшахтных копров

снаправляющими шкивами

Реконструкция стальных надшахтных копров на железорудных шахтах Урала в отдельных случаях была осуществлена в слож­ ных условиях и с применением оригинальных схем и конструкций.

Реконструкция подъемов и надшахтного стального копра шахты «Магнетитовая» Высокогорского железного рудника. На рис. 24 показана схема этого надшахтного копра. Направляющие шкивы действующих подъемов были установлены на старом стальном надшахтном копре станковой системы высотой 34,2 м, возведен­ ном с применением клепаных стальных конструкций. Реконструк­ цию сооружения предстояло осуществить с учетом следующих условий. Следовало разработать и принять схему, допускающую в случае необходимости относительно небольшой разрыв во вре­ мени между моментом окончания эксплуатации существующих подъемов (двухскипового и клетевого с противовесом) и началом эксплуатации новых подъемов.

Новый двухскиповой подъем характеризовался значительным увеличением полезной емкости скипов, предусматривалось приме­ нение скипов грузоподъемностью 15 т вместо ранее эксплуатируе­ мых скипов грузоподъемностью 6 т.

Направляющие шкивы нового скипового подъема необходимо было разместить на 14 м выше существующих, на высоте 49,7 м над уровнем опор копра. Верхний шкив клетевого подъема следо­ вало разместить выше существующего примерно на 5 м (на вы­ соте 39 м над уровнем опор копра).

Так как сечение ствола шахты и армировка последнего сохра­ нялись, то сечение станка копра тоже оставалось неизменным, и существующий станок копра желательно было сохранить. Однако в связи с большим увеличением нагрузок это было выполнимо лишь при условии осуществления весьма сложного и трудоемкого усиления конструкций станка, выполненного с применением кле­ паных стальных конструкций.

Станок копра на высоте от 10 до 15 м пересекал существую­ щую откаточную галерею с откаткой понизу. Несущие конструкции

галереи были представлены стальными фермами, главными и вспомогательными балками и железобетонными плитами покры­ тия и перекрытия. Поэтому при реконструкции необходимо было учесть также требования, касающиеся этой галереи. В частности, схема реконструкции должна была допускать возможность отно-

Рис. 24. Схема надшахтного копра раскосной системы шахты «Магнетитовая» (реконструкция):

сительно небольшого перерыва в эксплуатации откаточной га­ лереи.

Вариант, предусматривающий усиление клепаных конструкций станка и развитие его по высоте через плоскости существующих подшкивных площадок с дальнейшим возведением головки стан­ кового копра, а также организацию примыкания новой укосины,

100