大斷面陡傾角斜井快速施工技術

陳俊高（重慶川九建設有限責任公司，重慶 渝北 401120）

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大斷面陡傾角斜井快速施工技術

陳俊高（重慶川九建設有限責任公司，重慶 渝北 401120）

現如今，建筑行業發展迅速，在一些地形復雜的地區進行隧道施工、鐵路鋪設、礦產資源開發時，需要結合地形實際情況布設輔助坑道，以此增加開挖作業面積。對此，本文將結合工程實例，詳細探究大斷面陡傾角斜井快速施工技術，以期為類似工程提供借鑒。

大斷面；陡傾角；斜井

1　引言

在地形復雜地區建設隧道工程建設數量越來越多，而且隧道工程建設技術標注逐漸提高，而且施工難度較大。采用大斷面陡傾角斜井快速施工技術，你呢剛剛有效改善隧道通風、排水條件，加快施工速度，改善施工環境，因此，詳細探究大斷面陡傾角斜井快速施工技術至關重要。

2　工程概況

某水電站電站總機裝容量4×26萬kWh，水庫總容量為32.45億m3，有效庫容31.35億m3。引水發電系統土建工程由進水口、1#、2#引水隧洞、1#、2#調壓井、1#～4#壓力管道及施工支洞等組成。壓力管道共有1#、2拌、3樣、4#四條管道，布置在同一高程上，每條管道由上平段、上彎段、斜井段、下彎段、下平段組成，其長度分別為300.35m、305.95m、306.15m、311.75m。每條壓力管道斜井段長度約100m，傾角60°，成平行24m等距布置。開挖斷面均為8m×8m，城門洞形，頂拱和邊墻采用噴7cm厚C20混凝土支護。四條管道穿越Tlyn3-2中厚層灰巖，巖石類別為Ⅱ～Ⅳ類，巖層傾向與斜井傾斜方向一致且夾角較小，對成洞不利，施工難度較大。

3　開挖方案的選擇

3.1風、水、電布置

3.1.1施工用風

施工用風主要用于導井擴挖、噴混凝土施工。斜井開挖供風采用壓力管道上平洞段開挖時形成的供風系統，供風站設在2#施工洞洞口右側。配置40m3電動空壓機、20m3電動空壓機各一臺，總供風量為60m3/min。斜井內供風管采用D100鋼管，從上平段主供風管接線，沿斜井底板布置至開挖面附近，然后用高壓軟管接至工作面。

3.1.2施工用水

施工用水包括反井鉆打導井、風鉆鉆孔、除塵及噴錨支護等用水。斜井開挖的施工用水，采用D60鋼管從上平段主供水管接線，沿斜井底板分別接至各斜井工作面附近，然后采用橡膠軟管接至各用水點。

3.1.3施工用電

施工用電從上平段供電系統接線，采用架空塑鋁線將380V電源接人到各井口專用配電柜。各個配電柜內都安裝漏電保護器，配電柜至用電工作面采用絕緣電纜沿井壁架空布設。照明線路與動力線路分開布置，用線架有規則地固定在洞壁上。洞內沿線照明采用60W節能燈，間距6～8m，工作面附近及井口分別設置地燈集中照明，照明度滿足要求。

3.2斜井交通及材料運輸設備布置

3.2.1人員的上、下交通

斜井內人員的上、下交通，通過沿井底板一側布設爬梯進行。隨著開挖進展，沿井底板打設錨筋，安裝爬梯，爬梯采用角鋼和鋼筋焊接而成并固定于底板插筋上。

3.2.2機械、材料運輸設備布置

在斜井上方EL666.25平洞內安裝一臺卷揚機，沿斜井底板鋪設鋼軌，鋼軌與巖面采用錨筋固定，錨筋采用中25螺紋鋼，間距500mm，入巖1000mm，外露200mm。軌道小車采用型鋼加鋼筋網制作而成，強度滿足要求。風、水管，照明線路，爬梯等距掌子面保持10～20m左右距離，以防爆破飛石的損壞，爬梯到掌子面的人員上下，通過活動繩梯和保險繩進行。爆破時將繩梯收回，并經常對繩梯檢查、更換以確保安全。

3.3井口防護布置

在井口擋水坎及集水井，以防止上平洞匯水流入井內。在井口設置防護欄、底腳檔板等防護嚴密，防止人員、物體落入井內。

3.4通訊聯系

斜井內通訊聯系主要通過對講機進行，軌道小車和卷揚系統的聯系主要通過電鈴進行。同時配備對講機、哨子和信號燈等通訊工具，確保聯絡暢通。

4　施工方法

4.1導井開挖施工

導井開挖采用壓ZFY2.0/200型強力反井鉆機施工，成井直徑為1400mm。導井施工程序如下：

（1）鉆機平臺基礎澆筑；

（2）反井鉆施工供水、供電系統形成；

（3）反井鉆安裝與調試；

（4）從上而下進行先導孔鉆孔，直徑270mm；

（5）從下而上進行導井鉆進。直徑1400mm。

4.2導井擴挖

4.2.1施工程序

在導井開挖結束后，自上而下對斜井進行全斷面擴挖。導井擴挖的工序主要有測量放樣、鑿巖準備、鉆孔、裝藥爆破、通風、安全檢查、撬除浮石、架設人行梯子、導井井口覆蓋、安裝錨桿、噴射混凝土等工作。導井擴挖延伸，采用自上而下全斷面推進的工作方法。

4.2.2炮孔布置及爆破參數

光爆孔開口處距輪廓線0～50mm，眼深為3.5m，眼底應落在巷道輪廓線外約100mm，光爆孔間距550～600mm，光爆層厚為700mm。爆破參數如表1所示。

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表1　導井擴挖爆破參數表

導井擴挖采用YTP26型手風鉆鉆孔，鉆孔直徑φ42mm，孔深3.5m。選用2#巖石硝銨炸藥，崩落孔選用藥徑φ32mm的藥卷，光爆孔選用25mm的藥卷，每循環裝藥125.4kg，進尺3m，爆破方量166.7m3，平均單位耗藥量0.75kg/m3。參數設計中，考慮由于斜井底板方向與巖層基本平行，同段位爆破產生大塊石不利翻碴的影響，故底部孔分成了兩個段位進行爆破。4.2.3導井擴挖各主要工序的施工方法

（1）測量放樣

對于該工程測量放樣，可以采用全站儀施測，用紅外線激光導向至工作面，然后在掌子面巖壁上，使用紅油漆劃出外輪廓線控制點，并且協助施工員在工作面標示出所有炮孔的眼位，每循環進行一次。

（2）鉆孔

鑿巖工進入工作面后，首先是檢查導井是否封堵好、封堵是否牢靠、安全。然后進行敲幫問頂，清除掌子面浮石，確認安全后，再劃分鉆巖區域，安裝鉆機，固定鉆位，做好鑿巖前的準備工作。所有鉆孔傾角為60°，光爆孔還應向設計線外偏移3°左右，孔深3.5m。根據施工場地，6臺鑿巖機同時工作，其中：3臺打光爆孔，3臺打主崩落孔和輔助崩落孔。崩落孔和輔助孔按常規方法鉆孔。

為獲得較好的爆破效果，主崩落孔距導井輪廓線只有800mm，因此鉆鑿崩落孔時，嚴格遵守傾角為60°，直線方向掘進。鉆孔平面位置嚴格按測量放樣的位置鉆孔，鉆孔角度用水平尺和自制的大三角板檢查控制。為了導井獲得較好的溜渣效果，減輕人工扒渣工作量，中間炮孔鉆孔深度適當較外圈加深50～80cm。鉆孔工作完成后，要將炮孔清洗干凈，并將孔內積水吹出，然后將鑿巖機具、風水管等器具用5t卷揚機提升至20m以上的地方存放或提升至彎道，以備下一循環使用。

光爆孔采用藥徑φ25mm的2#巖石硝銨炸藥，崩落孔采用藥徑φ32mm的2#巖石硝銨炸藥。對有積水的炮孔，經吹孔后改用防水乳化炸藥。

光爆孔采用間隔裝藥，其余孔均采用連續柱狀裝藥，崩落孔亦可采用間隔裝藥，其藥量不變，只是使藥量分布較均勻，減少堵塞長度，從而改善爆破效果，為光面爆破創造良好條件。為保證光面爆破效果，光爆孔一律采用導爆索起爆，其爆破時間應滯后崩落孔100ms以上。為保證崩落孔正常起爆，在每個炮孔裝藥時，裝入二個同段雷管，一發雷管裝底部第二個藥卷中，一發雷管裝在距孔口的第二個藥卷中，所采用的雷管一律為導爆管雷管。裝藥中，為使藥卷之間緊密接觸，提高裝藥密度，用竹質炮棍輕輕將藥卷搗實。裝藥中。各個孔的藥量分配及裝入雷管的段別表1。為保證安全起爆及爆破效果，采用非電導爆管復式網絡起爆，火雷管引爆。起爆前，應通知鄰近各個工作面的工作人員全部撤至安全區域內，并實行警戒，發出引爆信號后，方可點火起爆，爆破后15min，發出解除信號。

（4）通風

由于斜井上、下出口已經貫通，井內通風條件良好，自然通風就能滿足施工要求。

（5）安全檢查與出碴

安全員從軟梯下至工作面進行安全檢查，確定安全處理的重點，派人進行安全處理，撬除頂、幫浮石。殘留在開挖面上的石碴采用人工翻至導井內，由導井溜至下平段，采用3m3裝載機裝15t自卸汽車運出。為了防止爆破石料落至下彎段后堵塞導井，事先需要對下彎段進行擴挖，使下彎段能夠堆放一次爆破所爆落的石碴。當工作面巖碴清理干凈后，即進行導井口覆蓋工作，將導井蓋嚴。

4.3支護施工

施工期間經與監理、設計、業主協商，對頂部增加隨機錨桿和鋼筋掛網，以保證施工期安全。根據本工程特點，噴混凝土采用“潮噴法”施工。噴混凝土機具和砂石料拌和地點，主要布置在壓力管道上平段，混凝土輸送管沿井底板向下布置；斜井下部20m范圍噴混凝土施工時，設備布置在下平段，混凝土輸送管需經導井布至受噴面。混凝土施工時，嚴格按設計配合比要求配置粗骨料、細骨料和水泥。在骨料中預先加入少量水，使之呈潮濕狀態，加水泥拌和，以降低上料、拌和和噴射時的粉塵。其余用水量從噴頭處加入，速凝劑從噴射機受料斗加入。混凝土噴射按照自下而上，先凹后凸的原則進行噴混凝土作業。噴射時噴頭與受噴面應垂直，噴頭與受噴面應保持0.6～1.0m的距離。

5　結語

綜上所述，本文主要結合工程實例，對大斷面陡傾角斜井施工方法進行了詳細探究，在具體的施工過程中，首先需要對工程進行現場勘察，然后采用斜井快速施工技術，同時還需要對施工中的各項操作進行有效管理，對于施工人員也應該加強安全生產和質量控制教育，提升建設工程社會效益和經濟效益。

［1］楊懷珍.超大斷面陡傾角明斜井明槽段穿地面建筑物施工措施［J］.科海故事博覽·科技探索，2014（09）：36.

［2］馬德生.大傾角大斷面暗斜井快速施工技術［J］.中國科技投資，2014 （A02）：10.

［3］劉 磊.長距離斜井快速施工技術研究及應用［J］.山東煤炭科技，2015 （05）：51～52.

陳俊高（1990-），男，助理工程師，本科，主要從事礦建項目施工與管理工作。

TD26

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2095-2066（2016）17-0076-02

2016-5-20