水利水電工程中斜井施工技術的應用

羅忠明

（中國水利水電九局 貴州貴陽）

1 引言

水利水電工程施工技術的應用效果能夠在很大程度上影響整個工程建設質量，因此，為了保證水利水電工程建設能夠帶來較大的社會效益和經濟效益，必須對施工中所應用到的施工技術進行詳細探究，并加強施工管理和控制。

2 水利水電工程中的斜井施工類型

①施工斜井。在此類斜井的施工過程中，其傾斜度一般需要控制在25°以內，同時斜井的斷面直徑也應該盡量小，具體的施工順序是由上至下。②高壓管道類的斜井。此類斜井在高壓管道挖掘的過程中，一般需要將斜井的傾斜度控制在40～60°之間，在一些特殊的施工情況下，傾斜度也需要進行適當改變，比如有時傾斜度會因為管道位置或者安全性等原因而小于40°，在對此類斜井開挖的過程中，其斷面的直徑都是小于7m的，只有在極少數的情況下對于高壓管道斜井的施工挖掘，其直徑會控制在7～9m之間。③泄洪洞的斜井。這種斜井類型一般其傾斜度都在30°以下，但是其斷面的尺寸會較大，同時會伴有運輸通道。④通風處以及電纜處的斜井。在這種施工區域出現的斜井其最大的特點就是斷面會比較小。

3 斜井開挖與支護

3.1 掌握施工環境地質資料

水利水電工程施工與地質條件有很大的關聯，尤其是斜井施工技術，對地質環境的要求更高，因此，在斜井施工前，首先需要了解施工現場的地質狀況和水文狀況，明確施工場地的地質構造、地層的巖性、井口處邊坡的穩定情況等。這些元素都對斜井施工技術有很大的影響，在斜井施工中，要根據地質水文資料的情況來采取相應的方法。在開挖的過程中，如果發現實際情況和資料所提供的數據有不符，則應該對其做好詳細的記錄，通過匯總及時提交到相關部門，并且采取相應的措施進行處理。

3.2 施工方法

在斜井施工前，應該綜合考慮施工現場的地質情況、交通情況和施工設備等確定施工方法。如果斜井的傾斜角度在30°以內，則可以采取由上至下的全斷面施工方法。如果傾斜角度在30～45°之間，則也可以采取由上至下的全斷面施工方法，但是還需要采取必要的支護技術。但是，如果傾斜超過45°，則應該先挖導井，然后再由上至下進行擴挖。

在斜井施工設備方面，爬罐和反井鉆機這兩種設備的最大施工范圍為400m，如果斜井長度超過450m，則應該采用支洞施工形方式。在這種情況下，應該將斜井分為上下兩段，但是值得注意的是必須加強兩段連接處的合理設置，加強支護技術，保證工程的安全。

在斜井施工爆破中，乳化炸藥和起爆雷管這種炸藥應用的比較普遍，在爆破后，應該及時的將井內炸掉的渣輸送出去，防止堵塞井口，使井內的空氣得不到流通而危及到人員的安全。在輸送的過程中，要注意軌道的設置和采取必要的安全措施。

3.3 導井開挖

當斜井的斷面面積超過18m2時，應該采用導井的施工方式，當采用爬罐或者是人工開挖的方法時，應該設置在斜井的下部，這樣有利于在爆破后將井內的渣向出輸送。

目前，對于長斜井導井的開挖施工，一般采用反井鉆機法和爬罐法兩種。根據反井鉆機和爬罐的技術性能，施工長度應該控制在250m以內，如果斜井傾角大于45°，則對于導井開挖應該采用反井鉆機或者爬罐，如圖1所示；如果斜井施工長度在250m以上，則應該采用爬罐開挖反導井。如果采用爬罐開挖較長斜井的反導井時，應該同時采用人工自上而下開挖正導井相配合，這樣有利于提高施工進度。

圖1 ALIMAK爬罐施工反導井工作

根據目前我國的反井鉆機施工設備，在斜井導井施工中，開挖直徑一般為1.4m，但是反井鉆機施工直徑較小，在溜渣過程中很容易出現堵塞的問題，因此一般都會采用自下而上的方式，先將導井擴挖到直徑3m左右，然后再擴挖。在擴挖的施工中，往往采用吊籠法，不僅施工速度快，而且安全性較好。

3.4 擴大開挖

斜井導井形成后，應該由上至下進行擴挖。在長斜井施工中，施工人員、材料、機械設備的運輸都需要采用卷揚機牽引的軌道車，軌道車運輸系統重復按拆難度較大，所以在擴挖施工中，應該一次擴挖至設計開挖邊線。為了解決短斜井運輸系統難點，可以設置爬梯。對于較大斷面的斜井的開挖施工，可以分兩部分進行，分別為上半洞和下半洞，這樣能夠有效降低施工難度。對于斷面直徑較大的長斜井擴挖施工，首先應該準備好作業臺車，而且具體的輪廓尺寸應該略小于斜井開挖直徑，為機具存放、鉆孔爆破等提供移動平臺。如果長斜井直徑，則不需要專門設置開挖臺車，只需要設置運輸臺車。對于擴挖作業臺車，可以安排1臺雙筒慢速卷揚機進行牽引，如果需要2臺同型號慢速卷揚機同時牽引，則應該采用1根鋼絲繩繞過安裝在作業臺車上的平衡輪與2臺卷揚機相連結，保證鋼絲繩受力均衡。

3.5 支護

在進行斜井擴挖施工中，應該對井壁（包括底拱）進行系統錨噴支護。如果井壁有不利的節理裂隙組合，則應該及時做好支護措施。對于直徑較大的斜井，應該將支護作業安排在擴挖臺車上進行；如果斜井直徑較小，則不需要專門設置擴挖臺車，并且將支護作業安排在運輸臺車上進行。對于斜井內噴射混凝土施工，可以采用干噴機進行施工，可以將噴機設置在上平段，輸料管接至井下工作面，但是為了保護施工人員的身體健康，應該盡量采用濕噴工藝。對于混凝土濕噴機，應該設置在井口上或者擴挖平臺車上，在輸料管的噴頭部位，應該采用一定長度的軟管，而其余部分應該采用鋼管。濕噴機輸料方式一般可以被分為稀薄流和稠密流兩種，其中，稀薄流與干噴機輸料方式類似，將混凝土混合料與壓縮空氣混合，可以形成稀薄流，從而使得物料向下輸送。稠密流濕噴機輸料管內的混凝土是連續緊密的，因此，如果向下輸送，則會導致物料運輸的穩定性降低，對于這一問題，應該將濕噴機吊放到井下，混凝土通過溜管供給濕噴機，而且還需要另外設置吊濕噴機的提升系統，但是這樣依賴，施工難度將大大增加，另外，濕噴機需要頻繁地吊人、吊出，這樣對施工進度也產生不良影響。

4斜井井口的加固方式

斜井的上部井口主要分為露天和埋藏兩種。在對斜井井口進行加固的時候，要根據具體的施工條件來進行選擇。如果井口是露天型的，那么就不會有過高的邊坡坡度，此時應該根據周圍巖石的穩定情況來進行加固處理。根據施工現場條件以及具體建筑的需求，對尺寸進行具體的確定，通常情況下，井口在周邊都會有3～5m的寬臺池，在邊坡處以及邊角處設置排水溝來確保地表水不會最終流入到斜井的內部。對于稍大的井口，在上部需要挖掘到一定程度，然后再根據周圍巖石的具體條件來選擇加固方式或者選擇具體標準進行襯砌，確保穩定性。而對于埋藏式的井口，加固方式的選擇應該綜合考慮地表之上建筑物的具體情況，比如，在調壓井的上部，采用混凝土結構，既可以方便模板的搭建，同時也可以為之后施工便利和安全打下基礎，從而確保施工穩定和安全；在對下部進行施工之前，于斜井的頂部進行混凝土的施工可以有助于周圍巖石的穩定性，這就可以創造良好的安全性。

5 施工安全

斜井施工難度較大、施工環境惡劣，而且在施工過程中，不安全因素較多，因此，保證施工安全，是斜井施工的難點和重點。斜井施工前，應該根據相關規范和實際要求，制定具體的施工安全技術措施。另外，對于施工人員，應該進行安全技術交流交底工作，并加強安全技術培訓，按規定持證上崗。在施工過程中，應該嚴格執行“作業動態掛牌制”管理辦法，作業時掛牌，下班時摘牌。

6 結語

綜上所述，斜井施工技術是水利工程的一項常見技術，提高斜井施工質量對于保證水利水電工程的順利進行至關重要。在斜井施工過程中，首先需要做好現場勘察工作，根據實際情況確定具體的施工方案，保證各項支護安裝工作落實到位。另外，還應該加強施工安全管理，明確施工中的關鍵點，熟練掌握施工技術，保證斜井施工的質量。

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[3]韓 斌.探究水利水電工程施工技術及需注意的問題[J].文摘版：工程技術，2015（ 55）：125.