立井整體移動(dòng)式金屬模板(鑿井整體活動(dòng)金屬模板或者豎井液壓整體下移式金屬模板)主體結(jié)構(gòu)為多塊圓弧形金屬板塊連接形成單縫式環(huán)形結(jié)構(gòu),并由數(shù)層圓環(huán)連成只有一個(gè)收縮口的剛性模板。模板支脫模動(dòng)作通過氣動(dòng)液壓泵驅(qū)動(dòng)一組伸縮液壓缸,并通過手動(dòng)液壓閥實(shí)現(xiàn)的。安裝在主體模板下端的下刃腳,能防治混凝土跑漿,實(shí)現(xiàn)了下行砌壁方式。該模板具有剛性大整體強(qiáng)度高,多次拆裝后變形量小的特點(diǎn),液壓收縮機(jī)構(gòu)能夠靈活的進(jìn)行脫模、立模。因而,在煤礦和金屬礦山以及地下工程立井豎井盲豎井井筒砌壁時(shí)被廣泛使用。
豎井液壓整體下移式金屬模板適應(yīng)當(dāng)前上短段掘砌混合作業(yè)傘形鉆架打眼和深孔爆破的要求;段高小必然造成井壁接茬多,各種工序交替頻繁,影響鑿井速度,接茬多,處理不好,難免粗糙,結(jié)果造成接茬不平整,封堵不嚴(yán),漏水,影響井壁質(zhì)量,外觀不美;脫模方法落后,主要采用反、正扣螺栓收縮或手動(dòng)葫蘆拉脫模,脫、立模板普遍存在費(fèi)力、費(fèi)時(shí)、不安全。澆注混凝土臨時(shí)工作臺(tái)設(shè)立和拆除不方便,有時(shí)被炮崩壞,無法繼續(xù)使用,工人在高模板上操作很不安全,很難做到連續(xù)對(duì)稱澆注,井壁易出現(xiàn)質(zhì)量問題。
較早的模板用材單薄,只按模板靜態(tài)受力計(jì)算圍板和加強(qiáng)筋的尺寸,強(qiáng)調(diào)重量輕,結(jié)果造成結(jié)構(gòu)剛度不足,易變形的先天缺陷。近些年模板普遍加大了用材規(guī)格,主要形式如圖,圍板用8-10個(gè)厚鋼板,加強(qiáng)筋用16-25號(hào)槽鋼。合理利用材料,調(diào)整斷面布置,經(jīng)改進(jìn)后的斷面布置;經(jīng)過合理調(diào)整斷面布置,在不增加鋼材用量情況下,可增大單塊模板的抗變形強(qiáng)度。
模板在豎向的節(jié)數(shù)多和圓周向的段數(shù)多,必然使模板整體性差,門扉式模板和液壓滑模就是有剛性框架而 保證了它的總體剛度。而伸縮式模板一般都是2-3個(gè)收縮口,每一個(gè)收縮口連接處都是一個(gè)相對(duì)薄弱點(diǎn),立模時(shí)需不斷調(diào)整處反、正螺栓,很難使模板調(diào)節(jié)在完全圓的狀態(tài)。從理論上講,一個(gè)收縮口的模板結(jié)構(gòu)最容易保持其全圓的狀態(tài),模板整體性更好。為驗(yàn)證一個(gè)收縮口能否實(shí)現(xiàn)脫模,專門做按1:5的模板模型試驗(yàn),只設(shè)一個(gè)收縮口,結(jié)果完全獲得成功。如果在收縮口處附加合理的導(dǎo)向裝置,將進(jìn)一步提高模板整體剛度。
以往的模板段高為2-2.5米,井壁接茬相對(duì)較多,加上模板結(jié)構(gòu)上難于保證接茬處井壁澆滿,導(dǎo)致井壁不平,封堵不嚴(yán),漏水。段高小也妨礙傘鉆打眼、深孔光爆和大段高短段掘砌施工技術(shù)的發(fā)展。在短段掘砌施工中,每個(gè)循環(huán)巖幫暴露一般在20小時(shí)左右,在這段時(shí)間里圍巖處在變形到破壞前的相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下,4-5米的空幫實(shí)際施工中也未發(fā)生過片幫。根據(jù)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有傘鉆和深孔光爆能力和水平,模板設(shè)計(jì)有效高度應(yīng)提高到5米左右,以減少井壁接茬。
為研制新型的澆注口,做圓筒式、合頁式和插板式種澆注口室內(nèi)試驗(yàn),以三角漏斗合頁式澆注口圖2為更佳,由于三角漏斗中的混凝土高于模板的上邊,使混凝土有一定壓力向兩邊流動(dòng),加上嚴(yán)格振搗和利用推門板擠壓混凝土,可保證井壁接茬處澆滿。
隨著模板段高不斷增高,要保證工人澆注時(shí)操作安全,又要便于及時(shí)挪動(dòng)下料管對(duì)稱均勻澆注,必須有一個(gè)安裝拆除方便的澆注工作臺(tái)。以往工作臺(tái)有搭板式、折疊式等,前者存在安裝拆除費(fèi)時(shí)、費(fèi)力,后者存在怕炮崩,粘上混凝土不好清理。經(jīng) 過反復(fù)改進(jìn)設(shè)計(jì)的一種鐵蓖式工作臺(tái)如圖3,一邊鉸接在模板上,平時(shí)不操作時(shí)緊貼模板內(nèi)邊,使用時(shí)每塊只需用一個(gè)鋼管將其支起即可,在模板上口形成一個(gè)環(huán)形工作臺(tái),不怕炮崩,混凝土掉在上面也不會(huì)積存。
實(shí)現(xiàn)機(jī)械化脫模、立模,液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓缸來完成脫模是當(dāng)前立井整體移動(dòng)式金屬模板研制的重點(diǎn),立井豎井鑿井液壓整體下移式金屬模板的最大優(yōu)點(diǎn)是省力、省時(shí),動(dòng)作準(zhǔn)確,出力一致,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,增加操作安全程度。