簡(jiǎn)述斜井的施工特點(diǎn)及在明槽施工過程中的注意事項(xiàng)

朱洪偉

(遼寧東煤基本建設(shè)有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110022)

斜井開拓技術(shù)與立井技術(shù)相比，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都具有一定的優(yōu)勢(shì)，這種技術(shù)經(jīng)濟(jì)投資少，挖掘速度快、施工成本低的優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著礦山企業(yè)對(duì)增大提升能力要求的提高，斜井開拓方式逐漸凸顯了出來。接下來我們就針對(duì)斜井的施工特點(diǎn)及在其明槽施工過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行分析與介紹。

1 斜井的施工特點(diǎn)

斜井的依其特點(diǎn)，其井筒傾角通?？梢赃_(dá)到幾到幾十度，因此其施工方法、工藝及使用的設(shè)備與立井相比，有很大的不同，接下來我們就斜井井頸和基巖段的施工特點(diǎn)分別作以介紹。

1.1 斜井井頸的施工特點(diǎn)

斜井的施工方法要與其所在的自然條件相適應(yīng)，下面我們就依據(jù)施工情況分別對(duì)其進(jìn)行介紹。

(1)當(dāng)需要在表土層較薄巖石較多的地區(qū)進(jìn)行井頸施工作業(yè)時(shí)，要先清除井口所在位置的表土層及風(fēng)化松動(dòng)的巖層，然后使用鉆爆法進(jìn)行掘進(jìn)，在掘進(jìn)過程中需要設(shè)立臨時(shí)支護(hù)，當(dāng)掘進(jìn)到井頸的設(shè)計(jì)深度后，再由下自上進(jìn)行砌碹。在這個(gè)過程中要特別注意，斜井井頸井口處的砌筑必須使用砼或性質(zhì)堅(jiān)硬的石料，以防止發(fā)生坍塌等安全事故。

(2)當(dāng)需要在表土層較厚的地區(qū)進(jìn)行井頸施工時(shí)，通常采用明槽開挖的方法。這種方法是將井頸段內(nèi)的表土層土壤挖掘到一定的深度，并使其井口呈現(xiàn)井坑狀，以便于在砌硐后制作防水并回填夯實(shí)。如果現(xiàn)場(chǎng)井口處的表土層土質(zhì)較為密實(shí)、涌水量很小且井筒的掘進(jìn)寬度小于5m時(shí)，可以采用全段面一次掘進(jìn)的方法繼續(xù)挖掘，同時(shí)要使用金屬拱形支架進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。如果井筒的掘進(jìn)寬度大于5m時(shí)，則需采用兩側(cè)導(dǎo)硐的施工方法。如果在井口處10m內(nèi)的表土層中含有薄層流砂，則需擴(kuò)大了井坑的范圍，采用大揭蓋開挖的方法。

(3)當(dāng)需要在由表土層與風(fēng)化帶的土層相互過渡的土層施工時(shí)。在斜井井筒逐漸由表土層進(jìn)入風(fēng)化帶的施工過程中，挖掘土層的土質(zhì)中所含的風(fēng)化巖層會(huì)不斷變厚而表土層量則會(huì)減少，這時(shí)應(yīng)使用土、巖分別短段掘砌的施工方法。使用這種方法要先挖掘去該段土層中的表土層，之后在風(fēng)化的基巖上制作臨時(shí)的壁座，并砌好一部分拱頂及側(cè)墻，然后斷續(xù)向下，挖掘其下部的風(fēng)化巖層同時(shí)補(bǔ)齊之前未制作的另一部分拱頂及側(cè)墻。在使用這種方法進(jìn)行施工時(shí)，如果段高不足1m，不可使用臨時(shí)支護(hù)。如果在施工過程中發(fā)現(xiàn)土質(zhì)較差，而需要使用兩側(cè)導(dǎo)硐的方法。

(4)當(dāng)施工段完全進(jìn)入風(fēng)化帶時(shí)，可將施工方法改為全斷面掘進(jìn)的方法，在掘進(jìn)過程中要注意，要淺打眼并要控制藥量放小炮。在支護(hù)過程中要嚴(yán)格管理，為了防止發(fā)生冒頂或片幫事故，如果井頸表土層穩(wěn)定且無水時(shí)，可以使用錨網(wǎng)噴砼的方法作為永久支護(hù)。如果表土層不穩(wěn)定則可以依據(jù)實(shí)際情況選擇板樁法、注漿法等特殊的方法。

1.2 斜井基巖段的施工特點(diǎn)

通常情況下，斜井在基巖段的施工方法、工藝和使用設(shè)備常與巖石平巷的相同，但斜井具有幾到十幾度傾角的特點(diǎn)使其在施工的難度要大于在巖石平巷中施工。為此人們急需改變這種狀態(tài)。隨著國內(nèi)大型提升機(jī)械的發(fā)展，人們?yōu)榱颂岣吖ばч_始使用了斜井箕斗、氣腿式鑿巖機(jī)等新型施工機(jī)械。使其與巖石平巷有了區(qū)別。

2 斜井在明槽施工過程中的注意事項(xiàng)

斜井的施工過程中的注意事項(xiàng)有很多，本文就針對(duì)斜井表土層施工過程中的明槽幾何尺寸確定時(shí)的注意事項(xiàng)和其支護(hù)方式這兩點(diǎn)來作以介紹。表土層的土質(zhì)較為松軟，常有涌水現(xiàn)象且其穩(wěn)定性較差、隨地質(zhì)條件的變化也較大，所以在進(jìn)行表土層施式的過程中要盡量避開雨季并要加快其進(jìn)度，以免因表層地質(zhì)變化而加大施工困難，帶來施工隱患。在這一土層施工通常采用明槽開挖的施工方法。下面我們就分項(xiàng)對(duì)其進(jìn)行介紹。

2.1 確定明槽的幾何尺寸

明槽的幾何尺寸主要有明槽邊坡角、明槽斜深、明槽長(zhǎng)度和明槽寬度等，下面我們就分別對(duì)其確定方法做以簡(jiǎn)介。

(1)明槽邊坡角的確定

為了防止明槽端壁和側(cè)壁發(fā)生滑塌，我們常將其做成仰坡，其坡角就是明槽邊坡角，特別是在表土層較厚且不穩(wěn)定時(shí)，一定要設(shè)立相應(yīng)的明槽邊坡角。這個(gè)坡角可依據(jù)開挖方式和實(shí)測(cè)出的土壤的內(nèi)摩擦角、粘著力、濕度和容重等參數(shù)參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行查找、確定。通常如果采用人工挖土其坡角常在45°～76°之間。

(2)明槽斜深的確定

明槽斜深主要是依據(jù)頂板安全厚度(h1)、斜井井筒掘進(jìn)高度(H)、明槽邊坡角(α1)、斜井井筒傾角(α)、斜井井口的地面坡度(α’)和耕作層厚度(h2)依據(jù)如下公式來確定。

明槽斜深:H1=(h1+H)/sin(α1+α)+h2/sin(α1-α’)

其中，頂板安全厚度常取2～4m，當(dāng)施工土層為不穩(wěn)定土?xí)r常取6～8m，且一定不小于2m;耕作層厚度依據(jù)斜井井口的地面坡度在0.15～0.5m之間進(jìn)行選取。

(3)明槽長(zhǎng)度的確定

明槽長(zhǎng)度分為明槽底長(zhǎng)度和明槽上口長(zhǎng)度，均依相應(yīng)公式確定，公式如下:

明槽底長(zhǎng)度:l=Hsin(α1-α’)/sin(α1+α’)

明槽上口長(zhǎng)度:L=Hsin(α1+α)/sin(α1+α’)

(4)明槽寬度的確定

其槽底寬度B1要比斜井的掘進(jìn)寬度增加0.6～1.0m，明槽上口寬度B2依公式確定。

明槽上口寬度:B2=B1+2H1cosα1

2.2 確定明槽的臨時(shí)支護(hù)方式

在明槽挖好之后，要依據(jù)其土質(zhì)條件進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)方式的選擇。如果土質(zhì)較堅(jiān)固、穩(wěn)定，可以使用擋板和斜撐對(duì)斜井井口上部仰坡進(jìn)行支撐，井口暗挖段使用架設(shè)密集棚子的方法。如果土質(zhì)較為松軟，其穩(wěn)定性較差，可使用45°臺(tái)階式邊坡，并用木樁、插板進(jìn)行加固。(常用的臺(tái)階尺寸為0.55m見方，木樁長(zhǎng)1m。)如果土質(zhì)容易產(chǎn)生局部坍塌，則需要使用架設(shè)密集棚子和臺(tái)棚的方法，同時(shí)在其上冒空處要加設(shè)木垛，并用草袋將木垛與頂板蓋嚴(yán)。

通過以上對(duì)對(duì)斜井的施工特點(diǎn)和施工過程的施工方法的簡(jiǎn)要介紹，希望可以為初學(xué)者提供參考。