大斷面陡傾角斜井快速施工技術(shù)

陳俊高（重慶川九建設(shè)有限責(zé)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(shù)

陳俊高（重慶川九建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶 渝北 401120）

現(xiàn)如今，建筑行業(yè)發(fā)展迅速，在一些地形復(fù)雜的地區(qū)進(jìn)行隧道施工、鐵路鋪設(shè)、礦產(chǎn)資源開發(fā)時(shí)，需要結(jié)合地形實(shí)際情況布設(shè)輔助坑道，以此增加開挖作業(yè)面積。對(duì)此，本文將結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)探究大斷面陡傾角斜井快速施工技術(shù)，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(fù)雜地區(qū)建設(shè)隧道工程建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多，而且隧道工程建設(shè)技術(shù)標(biāo)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(shù)，你呢剛剛有效改善隧道通風(fēng)、排水條件，加快施工速度，改善施工環(huán)境，因此，詳細(xì)探究大斷面陡傾角斜井快速施工技術(shù)至關(guān)重要。

2　工程概況

某水電站電站總機(jī)裝容量4×26萬(wàn)kWh，水庫(kù)總?cè)萘繛?2.45億m3，有效庫(kù)容31.35億m3。引水發(fā)電系統(tǒng)土建工程由進(jìn)水口、1#、2#引水隧洞、1#、2#調(diào)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(zhǎng)度分別為300.35m、305.95m、306.15m、311.75m。每條壓力管道斜井段長(zhǎng)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(hù)。四條管道穿越Tlyn3-2中厚層灰?guī)r，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(duì)成洞不利，施工難度較大。

3　開挖方案的選擇

3.1風(fēng)、水、電布置

3.1.1施工用風(fēng)

施工用風(fēng)主要用于導(dǎo)井?dāng)U挖、噴混凝土施工。斜井開挖供風(fēng)采用壓力管道上平洞段開挖時(shí)形成的供風(fēng)系統(tǒng)，供風(fēng)站設(shè)在2#施工洞洞口右側(cè)。配置40m3電動(dòng)空壓機(jī)、20m3電動(dòng)空壓機(jī)各一臺(tái)，總供風(fēng)量為60m3/min。斜井內(nèi)供風(fēng)管采用D100鋼管，從上平段主供風(fēng)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?qū)Ь?、風(fēng)鉆鉆孔、除塵及噴錨支護(hù)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(diǎn)。

3.1.3施工用電

施工用電從上平段供電系統(tǒng)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(gè)配電柜內(nèi)都安裝漏電保護(hù)器，配電柜至用電工作面采用絕緣電纜沿井壁架空布設(shè)。照明線路與動(dòng)力線路分開布置，用線架有規(guī)則地固定在洞壁上。洞內(nèi)沿線照明采用60W節(jié)能燈，間距6～8m，工作面附近及井口分別設(shè)置地?zé)艏姓彰鳎彰鞫葷M足要求。

3.2斜井交通及材料運(yùn)輸設(shè)備布置

3.2.1人員的上、下交通

斜井內(nèi)人員的上、下交通，通過沿井底板一側(cè)布設(shè)爬梯進(jìn)行。隨著開挖進(jìn)展，沿井底板打設(shè)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(jī)械、材料運(yùn)輸設(shè)備布置

在斜井上方EL666.25平洞內(nèi)安裝一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)，沿斜井底板鋪設(shè)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(wǎng)制作而成，強(qiáng)度滿足要求。風(fēng)、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(dòng)繩梯和保險(xiǎn)繩進(jìn)行。爆破時(shí)將繩梯收回，并經(jīng)常對(duì)繩梯檢查、更換以確保安全。

3.3井口防護(hù)布置

在井口擋水坎及集水井，以防止上平洞匯水流入井內(nèi)。在井口設(shè)置防護(hù)欄、底腳檔板等防護(hù)嚴(yán)密，防止人員、物體落入井內(nèi)。

3.4通訊聯(lián)系

斜井內(nèi)通訊聯(lián)系主要通過對(duì)講機(jī)進(jìn)行，軌道小車和卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)的聯(lián)系主要通過電鈴進(jìn)行。同時(shí)配備對(duì)講機(jī)、哨子和信號(hào)燈等通訊工具，確保聯(lián)絡(luò)暢通。

4　施工方法

4.1導(dǎo)井開挖施工

導(dǎo)井開挖采用壓ZFY2.0/200型強(qiáng)力反井鉆機(jī)施工，成井直徑為1400mm。導(dǎo)井施工程序如下：

（1）鉆機(jī)平臺(tái)基礎(chǔ)澆筑；

（2）反井鉆施工供水、供電系統(tǒng)形成；

（3）反井鉆安裝與調(diào)試；

（4）從上而下進(jìn)行先導(dǎo)孔鉆孔，直徑270mm；

（5）從下而上進(jìn)行導(dǎo)井鉆進(jìn)。直徑1400mm。

4.2導(dǎo)井?dāng)U挖

4.2.1施工程序

在導(dǎo)井開挖結(jié)束后，自上而下對(duì)斜井進(jìn)行全斷面擴(kuò)挖。導(dǎo)井?dāng)U挖的工序主要有測(cè)量放樣、鑿巖準(zhǔn)備、鉆孔、裝藥爆破、通風(fēng)、安全檢查、撬除浮石、架設(shè)人行梯子、導(dǎo)井井口覆蓋、安裝錨桿、噴射混凝土等工作。導(dǎo)井?dāng)U挖延伸，采用自上而下全斷面推進(jìn)的工作方法。

4.2.2炮孔布置及爆破參數(shù)

光爆孔開口處距輪廓線0～50mm，眼深為3.5m，眼底應(yīng)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(shù)如表1所示。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息社會(huì)，圖書館辦公已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電子化，并且涉及的業(yè)務(wù)流程，如編目、采購(gòu)、流通日志、咨詢報(bào)告等文檔都實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，整個(gè)工作流程中產(chǎn)生的電子文件與日俱增，不少單位是將重要的電子文檔打印出來(lái)進(jìn)行歸檔保管。一方面對(duì)一些目前認(rèn)為不重要的數(shù)字文檔放棄保存，有可能造成電子資源的流失。另一方面也是對(duì)一種生產(chǎn)資源的浪費(fèi)。因此，圖書館電子文檔的開發(fā)和管理顯得尤為重要，尤其是一些涉及創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)的咨詢文檔具有很大的保存意義。

表1　導(dǎo)井?dāng)U挖爆破參數(shù)表

導(dǎo)井?dāng)U挖采用YTP26型手風(fēng)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(huán)裝藥125.4kg，進(jìn)尺3m，爆破方量166.7m3，平均單位耗藥量0.75kg/m3。參數(shù)設(shè)計(jì)中，考慮由于斜井底板方向與巖層基本平行，同段位爆破產(chǎn)生大塊石不利翻碴的影響，故底部孔分成了兩個(gè)段位進(jìn)行爆破。4.2.3導(dǎo)井?dāng)U挖各主要工序的施工方法

（1）測(cè)量放樣

對(duì)于該工程測(cè)量放樣，可以采用全站儀施測(cè)，用紅外線激光導(dǎo)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(diǎn)，并且協(xié)助施工員在工作面標(biāo)示出所有炮孔的眼位，每循環(huán)進(jìn)行一次。

（2）鉆孔

鑿巖工進(jìn)入工作面后，首先是檢查導(dǎo)井是否封堵好、封堵是否牢靠、安全。然后進(jìn)行敲幫問頂，清除掌子面浮石，確認(rèn)安全后，再劃分鉆巖區(qū)域，安裝鉆機(jī)，固定鉆位，做好鑿巖前的準(zhǔn)備工作。所有鉆孔傾角為60°，光爆孔還應(yīng)向設(shè)計(jì)線外偏移3°左右，孔深3.5m。根據(jù)施工場(chǎng)地，6臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)工作，其中：3臺(tái)打光爆孔，3臺(tái)打主崩落孔和輔助崩落孔。崩落孔和輔助孔按常規(guī)方法鉆孔。

為獲得較好的爆破效果，主崩落孔距導(dǎo)井輪廓線只有800mm，因此鉆鑿崩落孔時(shí)，嚴(yán)格遵守傾角為60°，直線方向掘進(jìn)。鉆孔平面位置嚴(yán)格按測(cè)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(dǎo)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(dāng)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(nèi)積水吹出，然后將鑿巖機(jī)具、風(fēng)水管等器具用5t卷?yè)P(yáng)機(jī)提升至20m以上的地方存放或提升至彎道，以備下一循環(huán)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(duì)有積水的炮孔，經(jīng)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(xù)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(zhǎng)度，從而改善爆破效果，為光面爆破創(chuàng)造良好條件。為保證光面爆破效果，光爆孔一律采用導(dǎo)爆索起爆，其爆破時(shí)間應(yīng)滯后崩落孔100ms以上。為保證崩落孔正常起爆，在每個(gè)炮孔裝藥時(shí)，裝入二個(gè)同段雷管，一發(fā)雷管裝底部第二個(gè)藥卷中，一發(fā)雷管裝在距孔口的第二個(gè)藥卷中，所采用的雷管一律為導(dǎo)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(zhì)炮棍輕輕將藥卷?yè)v實(shí)。裝藥中。各個(gè)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(dǎo)爆管復(fù)式網(wǎng)絡(luò)起爆，火雷管引爆。起爆前，應(yīng)通知鄰近各個(gè)工作面的工作人員全部撤至安全區(qū)域內(nèi)，并實(shí)行警戒，發(fā)出引爆信號(hào)后，方可點(diǎn)火起爆，爆破后15min，發(fā)出解除信號(hào)。

（4）通風(fēng)

由于斜井上、下出口已經(jīng)貫通，井內(nèi)通風(fēng)條件良好，自然通風(fēng)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(jìn)行安全檢查，確定安全處理的重點(diǎn)，派人進(jìn)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(dǎo)井內(nèi)，由導(dǎo)井溜至下平段，采用3m3裝載機(jī)裝15t自卸汽車運(yùn)出。為了防止爆破石料落至下彎段后堵塞導(dǎo)井，事先需要對(duì)下彎段進(jìn)行擴(kuò)挖，使下彎段能夠堆放一次爆破所爆落的石碴。當(dāng)工作面巖碴清理干凈后，即進(jìn)行導(dǎo)井口覆蓋工作，將導(dǎo)井蓋嚴(yán)。

4.3支護(hù)施工

施工期間經(jīng)與監(jiān)理、設(shè)計(jì)、業(yè)主協(xié)商，對(duì)頂部增加隨機(jī)錨桿和鋼筋掛網(wǎng)，以保證施工期安全。根據(jù)本工程特點(diǎn)，噴混凝土采用“潮噴法”施工。噴混凝土機(jī)具和砂石料拌和地點(diǎn)，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(shí)，設(shè)備布置在下平段，混凝土輸送管需經(jīng)導(dǎo)井布至受噴面?；炷潦┕r(shí)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比要求配置粗骨料、細(xì)骨料和水泥。在骨料中預(yù)先加入少量水，使之呈潮濕狀態(tài)，加水泥拌和，以降低上料、拌和和噴射時(shí)的粉塵。其余用水量從噴頭處加入，速凝劑從噴射機(jī)受料斗加入?；炷羾娚浒凑兆韵露?，先凹后凸的原則進(jìn)行噴混凝土作業(yè)。噴射時(shí)噴頭與受噴面應(yīng)垂直，噴頭與受噴面應(yīng)保持0.6～1.0m的距離。

5　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)大斷面陡傾角斜井施工方法進(jìn)行了詳細(xì)探究，在具體的施工過程中，首先需要對(duì)工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，然后采用斜井快速施工技術(shù)，同時(shí)還需要對(duì)施工中的各項(xiàng)操作進(jìn)行有效管理，對(duì)于施工人員也應(yīng)該加強(qiáng)安全生產(chǎn)和質(zhì)量控制教育，提升建設(shè)工程社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)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(shù)［J］.中國(guó)科技投資，2014 （A02）：10.

［3］劉 磊.長(zhǎng)距離斜井快速施工技術(shù)研究及應(yīng)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(xiàng)目施工與管理工作。

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2095-2066（2016）17-0076-02

2016-5-20