水利水電工程中斜井施工技術(shù)的應(yīng)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(shù)的應(yīng)用效果能夠在很大程度上影響整個(gè)工程建設(shè)質(zhì)量，因此，為了保證水利水電工程建設(shè)能夠帶來較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，必須對(duì)施工中所應(yīng)用到的施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)探究，并加強(qiáng)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(nèi)，同時(shí)斜井的斷面直徑也應(yīng)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(jìn)行適當(dāng)改變，比如有時(shí)傾斜度會(huì)因?yàn)楣艿牢恢没蛘甙踩缘仍蚨∮?0°，在對(duì)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(shù)的情況下對(duì)于高壓管道斜井的施工挖掘，其直徑會(huì)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(huì)較大，同時(shí)會(huì)伴有運(yùn)輸通道。④通風(fēng)處以及電纜處的斜井。在這種施工區(qū)域出現(xiàn)的斜井其最大的特點(diǎn)就是斷面會(huì)比較小。

3 斜井開挖與支護(hù)

3.1 掌握施工環(huán)境地質(zhì)資料

水利水電工程施工與地質(zhì)條件有很大的關(guān)聯(lián)，尤其是斜井施工技術(shù)，對(duì)地質(zhì)環(huán)境的要求更高，因此，在斜井施工前，首先需要了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)狀況和水文狀況，明確施工場地的地質(zhì)構(gòu)造、地層的巖性、井口處邊坡的穩(wěn)定情況等。這些元素都對(duì)斜井施工技術(shù)有很大的影響，在斜井施工中，要根據(jù)地質(zhì)水文資料的情況來采取相應(yīng)的方法。在開挖的過程中，如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況和資料所提供的數(shù)據(jù)有不符，則應(yīng)該對(duì)其做好詳細(xì)的記錄，通過匯總及時(shí)提交到相關(guān)部門，并且采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理。

3.2 施工方法

在斜井施工前，應(yīng)該綜合考慮施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況、交通情況和施工設(shè)備等確定施工方法。如果斜井的傾斜角度在30°以內(nèi)，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(hù)技術(shù)。但是，如果傾斜超過45°，則應(yīng)該先挖導(dǎo)井，然后再由上至下進(jìn)行擴(kuò)挖。

在斜井施工設(shè)備方面，爬罐和反井鉆機(jī)這兩種設(shè)備的最大施工范圍為400m，如果斜井長度超過450m，則應(yīng)該采用支洞施工形方式。在這種情況下，應(yīng)該將斜井分為上下兩段，但是值得注意的是必須加強(qiáng)兩段連接處的合理設(shè)置，加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，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(yīng)用的比較普遍，在爆破后，應(yīng)該及時(shí)的將井內(nèi)炸掉的渣輸送出去，防止堵塞井口，使井內(nèi)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(shè)置和采取必要的安全措施。

3.3 導(dǎo)井開挖

當(dāng)斜井的斷面面積超過18m2時(shí)，應(yīng)該采用導(dǎo)井的施工方式，當(dāng)采用爬罐或者是人工開挖的方法時(shí)，應(yīng)該設(shè)置在斜井的下部，這樣有利于在爆破后將井內(nèi)的渣向出輸送。

目前，對(duì)于長斜井導(dǎo)井的開挖施工，一般采用反井鉆機(jī)法和爬罐法兩種。根據(jù)反井鉆機(jī)和爬罐的技術(shù)性能，施工長度應(yīng)該控制在250m以內(nèi)，如果斜井傾角大于45°，則對(duì)于導(dǎo)井開挖應(yīng)該采用反井鉆機(jī)或者爬罐，如圖1所示；如果斜井施工長度在250m以上，則應(yīng)該采用爬罐開挖反導(dǎo)井。如果采用爬罐開挖較長斜井的反導(dǎo)井時(shí)，應(yīng)該同時(shí)采用人工自上而下開挖正導(dǎo)井相配合，這樣有利于提高施工進(jìn)度。

圖1 ALIMAK爬罐施工反導(dǎo)井工作

根據(jù)目前我國的反井鉆機(jī)施工設(shè)備，在斜井導(dǎo)井施工中，開挖直徑一般為1.4m，但是反井鉆機(jī)施工直徑較小，在溜渣過程中很容易出現(xiàn)堵塞的問題，因此一般都會(huì)采用自下而上的方式，先將導(dǎo)井?dāng)U挖到直徑3m左右，然后再擴(kuò)挖。在擴(kuò)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(kuò)大開挖

斜井導(dǎo)井形成后，應(yīng)該由上至下進(jìn)行擴(kuò)挖。在長斜井施工中，施工人員、材料、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)輸都需要采用卷揚(yáng)機(jī)牽引的軌道車，軌道車運(yùn)輸系統(tǒng)重復(fù)按拆難度較大，所以在擴(kuò)挖施工中，應(yīng)該一次擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)開挖邊線。為了解決短斜井運(yùn)輸系統(tǒng)難點(diǎn)，可以設(shè)置爬梯。對(duì)于較大斷面的斜井的開挖施工，可以分兩部分進(jìn)行，分別為上半洞和下半洞，這樣能夠有效降低施工難度。對(duì)于斷面直徑較大的長斜井?dāng)U挖施工，首先應(yīng)該準(zhǔn)備好作業(yè)臺(tái)車，而且具體的輪廓尺寸應(yīng)該略小于斜井開挖直徑，為機(jī)具存放、鉆孔爆破等提供移動(dòng)平臺(tái)。如果長斜井直徑，則不需要專門設(shè)置開挖臺(tái)車，只需要設(shè)置運(yùn)輸臺(tái)車。對(duì)于擴(kuò)挖作業(yè)臺(tái)車，可以安排1臺(tái)雙筒慢速卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行牽引，如果需要2臺(tái)同型號(hào)慢速卷揚(yáng)機(jī)同時(shí)牽引，則應(yīng)該采用1根鋼絲繩繞過安裝在作業(yè)臺(tái)車上的平衡輪與2臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)相連結(jié)，保證鋼絲繩受力均衡。

3.5 支護(hù)

在進(jìn)行斜井?dāng)U挖施工中，應(yīng)該對(duì)井壁（包括底拱）進(jìn)行系統(tǒng)錨噴支護(hù)。如果井壁有不利的節(jié)理裂隙組合，則應(yīng)該及時(shí)做好支護(hù)措施。對(duì)于直徑較大的斜井，應(yīng)該將支護(hù)作業(yè)安排在擴(kuò)挖臺(tái)車上進(jìn)行；如果斜井直徑較小，則不需要專門設(shè)置擴(kuò)挖臺(tái)車，并且將支護(hù)作業(yè)安排在運(yùn)輸臺(tái)車上進(jìn)行。對(duì)于斜井內(nèi)噴射混凝土施工，可以采用干噴機(jī)進(jìn)行施工，可以將噴機(jī)設(shè)置在上平段，輸料管接至井下工作面，但是為了保護(hù)施工人員的身體健康，應(yīng)該盡量采用濕噴工藝。對(duì)于混凝土濕噴機(jī)，應(yīng)該設(shè)置在井口上或者擴(kuò)挖平臺(tái)車上，在輸料管的噴頭部位，應(yīng)該采用一定長度的軟管，而其余部分應(yīng)該采用鋼管。濕噴機(jī)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(jī)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(jī)輸料管內(nèi)的混凝土是連續(xù)緊密的，因此，如果向下輸送，則會(huì)導(dǎo)致物料運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性降低，對(duì)于這一問題，應(yīng)該將濕噴機(jī)吊放到井下，混凝土通過溜管供給濕噴機(jī)，而且還需要另外設(shè)置吊濕噴機(jī)的提升系統(tǒng)，但是這樣依賴，施工難度將大大增加，另外，濕噴機(jī)需要頻繁地吊人、吊出，這樣對(duì)施工進(jìn)度也產(chǎn)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(duì)斜井井口進(jìn)行加固的時(shí)候，要根據(jù)具體的施工條件來進(jìn)行選擇。如果井口是露天型的，那么就不會(huì)有過高的邊坡坡度，此時(shí)應(yīng)該根據(jù)周圍巖石的穩(wěn)定情況來進(jìn)行加固處理。根據(jù)施工現(xiàn)場條件以及具體建筑的需求，對(duì)尺寸進(jìn)行具體的確定，通常情況下，井口在周邊都會(huì)有3～5m的寬臺(tái)池，在邊坡處以及邊角處設(shè)置排水溝來確保地表水不會(huì)最終流入到斜井的內(nèi)部。對(duì)于稍大的井口，在上部需要挖掘到一定程度，然后再根據(jù)周圍巖石的具體條件來選擇加固方式或者選擇具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行襯砌，確保穩(wěn)定性。而對(duì)于埋藏式的井口，加固方式的選擇應(yīng)該綜合考慮地表之上建筑物的具體情況，比如，在調(diào)壓井的上部，采用混凝土結(jié)構(gòu)，既可以方便模板的搭建，同時(shí)也可以為之后施工便利和安全打下基礎(chǔ)，從而確保施工穩(wěn)定和安全；在對(duì)下部進(jìn)行施工之前，于斜井的頂部進(jìn)行混凝土的施工可以有助于周圍巖石的穩(wěn)定性，這就可以創(chuàng)造良好的安全性。

5 施工安全

斜井施工難度較大、施工環(huán)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(diǎn)和重點(diǎn)。斜井施工前，應(yīng)該根據(jù)相關(guān)規(guī)范和實(shí)際要求，制定具體的施工安全技術(shù)措施。另外，對(duì)于施工人員，應(yīng)該進(jìn)行安全技術(shù)交流交底工作，并加強(qiáng)安全技術(shù)培訓(xùn)，按規(guī)定持證上崗。在施工過程中，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行“作業(yè)動(dòng)態(tài)掛牌制”管理辦法，作業(yè)時(shí)掛牌，下班時(shí)摘牌。

6 結(jié)語

綜上所述，斜井施工技術(shù)是水利工程的一項(xiàng)常見技術(shù)，提高斜井施工質(zhì)量對(duì)于保證水利水電工程的順利進(jìn)行至關(guān)重要。在斜井施工過程中，首先需要做好現(xiàn)場勘察工作，根據(jù)實(shí)際情況確定具體的施工方案，保證各項(xiàng)支護(hù)安裝工作落實(shí)到位。另外，還應(yīng)該加強(qiáng)施工安全管理，明確施工中的關(guān)鍵點(diǎn)，熟練掌握施工技術(shù)，保證斜井施工的質(zhì)量。

[1]曹 斌.水利水電工程施工技術(shù)應(yīng)用研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2014（ 33）：90.

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