本文是一篇土木工程论文，本研究了以工程施工四大班组为管理要素，以施工成本、进度为考核依据，以信息化管理为主要手段，建立了基于全面预算的综合信息化管理体系，在工程施工管理中取得了进度控制与成本控制都明显提升的良好效果。
1 绪论
1.1 课题来源与背景
1.1.1 课题来源
本课题来源北京市科委重大落地培育专项项目《1500 米竖井安全高效施工关键技术研究》，依托中国华冶科工集团有限公司 SSL 铁矿副井工程。
1.1.2 课题背景
随着矿产资源浅层开采日趋减少情况的出现，能够使采矿业继续发展的途径就是转向深部开采。我国抚顺红透山铜矿、铜陵冬瓜山铜矿，广东凡口铅锌矿、武钢程潮铁矿等矿山已进入 1000m 以下开采，掀开了我国矿山深井开采的序幕[1-3]。竖井是深井矿山开拓的最主要的方式。目前，我国施工的千米竖井多为 1200m 以浅，井筒的净直径较少达到 8m 以上。如弓长岭铁矿新主井 1022m，程潮铁矿新副井 1135m。“十一五”期间全国每年有近 300 个井筒施工，其中有超过 30 个千米深井井筒，千米以上深竖井施工呈明显增加趋势。
近年来随着勘探技术的发展使得地下 1000～1500m 埋藏的矿床不断得以发现。新发现的埋深达到 1500m 以上的铁矿床矿石储量达 150 亿吨以上，占全国已探明铁矿石储量的近 20%。如矿石储量达到 50 亿吨的本溪大台沟铁矿和 25 亿吨的思山岭铁矿等特大型铁矿床埋深在 1200~2000m。由此可见，1500 米深矿床开采逐渐成为我国铁矿资源开发的主要来源。在深部矿床开采过程中，势必采用竖井开拓方式，为实现深部铁矿床资源的大规模开采需要开凿大断面结构深竖井。因此，深竖井的设计与施工逐渐朝着大断面（井筒直径 10m）、1500m 以上深度的趋势发展，但其施工技术与装备，同加拿大、南非等矿业发达国家相比还不成熟，已经成为制约未来我国深部资源开发的瓶颈问题。可见，开凿 1500m 以上深度的竖井将成为我国矿山建设的重要任务，也是摆在矿山建设者面前的重大难题。
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1.2 研究目的和意义
针对大断面超深竖井的工程特点，研究得到一套与大断面超深竖井工程相适应的工艺技术、加快工程进度的技术管理手段及优化方案，以及安全、质量和成本管控的模式。实现信息化施工技术的应用，完成大断面超深竖井施工进度优化模型的建立与应用，完成大断面超深竖井工程施工安全质量管控最优模式的研究与应用。从而实现课题依托的 1503.9m 的大断面超深竖井 SSL 铁矿副井工程安全高效施工，为 1500m 级深度的竖井施工提供技术保障和管理模式参考，为未来我国 1500-2000m 深井的施工奠定基础。
随着深部勘探技术的发展，越来越多的深埋大型矿床被探明并将开发。课题依托的 SSL 铁矿副井工程为国内第一条 10m 大直径井深超过 1500m 的超深竖井。在目前国内矿山工程管理理论和应用实践较少的环境下，课题的研究为大断面超深竖井的施工进度保障及管理模式的创新尝试，并将为今后的工程施工提供参考。在激烈的市场竞争环境中，通过进度、成本的有效控制实现施工企业的经济效益最优化，对提升企业的竞争能力具有重要的意义。
国外一次掘砌深度超过 2000m 竖井井筒的已达到 80 余个，主要集中在南非和加拿大。目前，南非已经建成单段提升一次成井近 3000 米深竖井 2 个，最深的井筒为南非 West Deep Level 金矿建设的 2991.5m 深竖井，并且还有继续加深的趋势；美国内华达州 Lucky Friday 矿也在建一条 3000m 深竖井。我国目前建设的深竖井一般不超过 1200m。总体上，我国千米以上深井的施工技术水平与国外还有一定的差距。国外千米深井月平均成井速度一般能达到 100m/月以上，在涌水量小于 10m3/h 的条件下，目前国内千米井平均成井速度约 60m/月。
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2 基于网络计划及工序优化的进度保障
2.1 网络计划确定建井准备期
建井准备期指的是自征购井筒的建设用地开始，至施工作业人员入场，到竖井实现封口、组装供风供电系统、提升悬吊设备、凿井井架吊盘等设备，到井筒正式开始下掘时为止的这段时间。施工准备期作为施工总工期的一部分，施工准备期的充分与否，必然影响到施工总工期和井筒质量的好坏。在完善各种设备和场地需求下，合理安排施工组织，尽可能地优化准备工作，缩短准备工作消耗的时间，从而实现更高的经济效益。
工期优化是寻求竖井施工经济效益的最佳目标。SSL 副井开挖断面直径达11.2m，井深 1500m，属大断面超深竖井，需配备准用的大型凿井配套设备，井筒施工准备期较长，投资较大。竖井施工工期的优化一般有两种办法：一是缩短各施工工序的持续时间，也就是加快施工速度；二是改变组织关系。在技术水平一定的条件下，通过加快施工速度来实现竖井施工的工期时间的难度较大。所以缩短施工工期主要是通过技术改进和科学组织、施工方案优化来实现。良好的科学组织可以通过合理的网络计划来实现，由于建井准备期的场地和设施准备工作较多，各项工作间需要统筹规划时间，详细且全面地分析准备工作的流程和内容，制定准备工作网络示意图，确定准备期和各项工作的时差，考虑个方面的条件进行平衡，并进行具体计划安排。采取措施找出技术上可行，经济上最有利的建井准备期。
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2.2 凿井工序优化
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3 基于工艺改进及信息化施工技术的工程进度优化 ..................... 24
3.1 大断面超深竖井施工工程进度影响因素 ............................. 24
3.2 大断面超深竖井施工装备与工艺优化 ...................... 25
4 大断面超深竖井机械化配套成本最优化模型分析 ........................ 38
4.1 目标规划优化循环作业时间 .................... 38
4.1.1 作业循环时间的计算 ................ 38
4.1.2 凿岩时间与费用计算 .......................... 38
5 大断面超深竖井施工进度、成本管理模式 ...................... 48
5.1 信息化管理系统的应用 .......................... 48
5.1.1 工程信息化管理趋势 ........................ 48
5.1.2 工程信息化管理系统建立 ............................ 48
5 大断面超深竖井施工进度、成本管理模式
5.1 信息化管理系统的应用
5.1.1 工程信息化管理趋势
20 世纪 80 年代以来，随着我国经济的快速腾飞，工程项目规模不断扩大，工程技术要求有了质的提高，工程施工中各参与方的分工协作日益频繁，工程项目设计、施工、运营各方的信息交流极其重要，因此对工程项目管理中信息的共享交流及信息资源的充分利用提出了更高的要求，传统的施工管理模式已无法满足新时代工程项目管理的需要。随着计算机网络技术的高速发展，给工程项目管理模式的革新提供了有力的支撑，以计算机网络技术为基础的工程项目信息化管理逐渐兴起，并在美国、日本等发达国家迅速扩大应用。我国则在“十五”后建筑行业工程信息化管理关键技术作为科技重点支撑项目，组织相关领域的专家对其关键技术进行了科技攻关，并以政策为驱动，逐渐在全国范围内推广工程项目信息化管理。
SSL 铁矿副井工程信息化管理以公司层信息化管理平台为基础，根据本工程概况独立设计，该系统共设置协同门户、人力资源管理、综合项目管理、档案管理、项目综合掌控及系统管理六大子项。综合项目管理是工程信息化管理的核心，
其贯穿工程项目的整个施工阶段，对工程项目的质量、成本、工期等进行全面管理，综合项目管理系统建立的是否科学合理，直接决定着项目管理的成败。
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6 结论与展望
6.1 课题研究结论
课题依托 SSL 铁矿副井工程，研究并实施多种方式对大断面超深竖井工程进度及成本控制，形成如下结论：
（1）采用区间层次分析法构建模型对竖井混合作业快速施工法的工序进行重要性排序分析，得出副井混合作业施工工序重要性依次为凿岩爆破、出渣、砌壁、供压风、供水、排水、通风以及照明。
（2）综合成本因素，影响进度主要因素是装岩时间，是施工控制的主要环节。对于井筒 800-1000m 段的井筒正常段施工，当凿岩时间 7.8 小时，装岩时间 13.2小时，支护时间 6.9 小时，为最优的进度控制。
（3）应用六臂液压伞钻并进行技术优化，通过 5m 深孔控制爆破技术优化，使用双中心回转抓岩机配小型挖掘机出渣清底及应用模块化整体马头门支护模板施工工艺较传统施工技术每掘进循环施工工时降低 30%以上，可适用于 10m 直径大断面高效施工。
（4）由稳车集散控制系统、吊盘钢丝绳张力监测系统形成的提升安全监控系统，井壁安全监测系统，井架受力状态监测系统及工作面注浆压力流量监测系统联合形成的大断面超深竖井信息化施工技术保障了竖井施工的全方位安全，加快了工序循环，总体减少工期 20%以上。
（5）着眼于整体经济效益的最大化，优化模型设计，采用复形法配比出经 济效益层面可行的机械化配套方案：凿岩作业中优化的机械配置为 YSJZ6.12 液压伞钻配六台 HYD200 液压凿岩机钻眼，同时配备 6 台 YT-28 型高频人抱钻辅助伞钻凿岩；提升装岩作业中的优化配置为采用两台 HZ-6 中心回转抓岩机抓岩，配备电动小挖进行辅助清底作业。
（6）SSL 铁矿副井工程因其大断面超深井的施工特点，以工程施工四大班组为管理要素，以施工成本、进度为考核依据，以信息化管理为主要手段，形成了基于全面预算的成本、进度综合信息化管理与考核体系，该管理方法在工程施工管理中得到成功应用并取得良好的效果。
参考文献（略）