大坡度斜井穿越巷道施工技術(shù)

劉澤勝

1 概述

山西省太古(太原—古交)高速公路西山特長隧道1號(hào)斜井全長763 m，坡度25°(坡比46.6%)。該斜井不僅作為西山特長隧道施工期間的一條臨時(shí)通道，其還作為西山特長隧道運(yùn)營期間的永久通風(fēng)井。斜井處于西山富煤地帶，私挖濫采所遺留的巷道、采空區(qū)遍布斜井洞口段160 m范圍?，F(xiàn)將斜井穿越巷道、采空區(qū)時(shí)的施工技術(shù)敘述如下:

斜井穿越巷道施工主要危險(xiǎn)源:

1)斜井穿越該段時(shí)，由于巷道、采空區(qū)四周密布，尤其巷道縱橫交錯(cuò)，斜井開挖時(shí)井身穩(wěn)定及其井身永久性穩(wěn)定是存在的主要危險(xiǎn)源;

2)由于巷道、采空區(qū)為私挖濫采煤時(shí)所遺留，那么其內(nèi)存積有瓦斯、一氧化碳等有害氣體，隨時(shí)都有溢入斜井井身范圍內(nèi)的可能，給施工人員造成威脅。

2 斜井穿越巷道時(shí)的施工技術(shù)

鑒于斜井在西山特長隧道施工和運(yùn)營期間的設(shè)計(jì)功能及穿越巷道施工時(shí)存在的主要危險(xiǎn)源，我們采取以下的方法確保施工安全和斜井的永久性穩(wěn)定。

2.1 開挖方法

采取“三臺(tái)階七步流水”作業(yè)法進(jìn)行開挖施工，仰拱緊跟(見圖1)。

2.2 超前探測

1)超前鉆孔探測。

采用φ108長30 m的鉆桿按如圖2所示布鉆進(jìn)行超前鉆探。該方法基本可以探出斜井井身主要受力部位巷道、采空區(qū)的分布情況，給開挖、支護(hù)提供參數(shù)，確保了掘進(jìn)過程中的安全。

圖1 三臺(tái)階七步流水作業(yè)法示意圖

圖2 鉆孔設(shè)置示意圖

2)地質(zhì)雷達(dá)探測。

由于地質(zhì)鉆機(jī)的局限，不能探明井身四周巷道、采空區(qū)的分布情況，我們用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)井身四周進(jìn)行探測，若探出存在空洞，用混凝土結(jié)合注漿充填的方法，確保井身四周10 m范圍內(nèi)不遺留空洞，確保井身穩(wěn)固后再繼續(xù)進(jìn)行施工。

2.3 瓦斯監(jiān)測

1)定點(diǎn)瓦斯監(jiān)測。

在斜井離掌子面50 m處安裝固定瓦斯監(jiān)測儀，其與井口值班視頻監(jiān)控器連接，能準(zhǔn)確檢測到該處瓦斯、一氧化碳等有害氣體的指數(shù)且該檢測儀有報(bào)警功能，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^1%時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。

2)游動(dòng)瓦斯監(jiān)測。

三名瓦檢員配備手持瓦檢儀全天對(duì)工作面、洞室回風(fēng)處等地進(jìn)行不間斷檢測。

通過以上方法對(duì)井內(nèi)有害氣體濃度進(jìn)行監(jiān)測，確保施工人員在安全的環(huán)境下作業(yè)。

2.4 巷道、采空區(qū)治理

1)根據(jù)超前探測和地質(zhì)雷達(dá)探測，掌握了巷道、采空區(qū)的位置情況，當(dāng)施工到該地段時(shí)，首先用挖掘機(jī)將靠近井身的巷道、采空區(qū)打開一個(gè)能容人下去的口，再往里通風(fēng)。

2)當(dāng)通風(fēng)到達(dá)安全狀態(tài)時(shí)，由專業(yè)人員和瓦檢員，佩戴專業(yè)防護(hù)用具進(jìn)入里面，探明巷道走向及長度，并探明巷道坑壁的穩(wěn)定性。

3)若巷道坑壁的穩(wěn)定性有保障，瓦檢員陪同磚瓦工進(jìn)入巷道內(nèi)，在巷道離井身10 m的地方，用紅磚砌“三七墻”，當(dāng)墻體砌至高度一半時(shí)，把洞外已篩好的黃土運(yùn)至墻體內(nèi)散態(tài)堆放，直至填滿巷道(黃土具有吸附性，可有效吸附游態(tài)瓦斯)，然后砌起“三七墻”，這樣濕黃土和磚墻一起形成的“密閉墻”能將瓦斯、一氧化碳等有害氣體隔離在墻體外，防止其侵入井身。

4)將輸送泵管道接入打開的巷道口，向巷道內(nèi)灌注混凝土，混凝土的坍落度保持在180 mm～200 mm之間，以保障其流動(dòng)性，基本能填滿巷道，并在巷道上方預(yù)埋注漿管道，在混凝土灌滿后，由于混凝土的凝固產(chǎn)生收縮，巷道上方必然會(huì)存在一定的空隙，這樣再利用注漿進(jìn)行充填，注漿充填反復(fù)進(jìn)行2次～3次，確保巷道充填密實(shí)。

3 結(jié)語

通過上述方法，不僅確保了開挖時(shí)的安全，有效地隔絕瓦斯、一氧化碳等有害氣體，井身穩(wěn)固性也得到了保障。

[1]劉學(xué)霸.皮帶機(jī)出碴運(yùn)輸技術(shù)在斜井隧道施工中的運(yùn)用[J］.山西建筑，2010，36(13):289-290.