大坡度、長(zhǎng)斜井施工測(cè)量分析

張洪 邱章云 雙安琪

葛洲壩測(cè)繪地理信息技術(shù)有限公司 湖北 宜昌 443600

引言

大坡度、長(zhǎng)斜井既有其簡(jiǎn)單性也有其復(fù)雜性。簡(jiǎn)單的是它只是單一的一條洞子，一般為馬蹄形洞，按道理它和馬蹄形平洞施測(cè)方法沒有什么不同，所以容易遭人輕視；復(fù)雜的是大坡度、長(zhǎng)斜井因?yàn)樽陨淼拇笃露?，?dǎo)致人員和機(jī)械設(shè)備不能自然行走和擺放，因其很長(zhǎng)一段距離內(nèi)都沒有支洞相連，所有作業(yè)全部都要按循環(huán)一環(huán)一環(huán)作業(yè)，不能同步施工；再加上其特殊的構(gòu)造和平時(shí)難以預(yù)料的自然環(huán)境，給大坡度長(zhǎng)斜井的施工測(cè)量帶來了諸多挑戰(zhàn)。本人從各個(gè)方面簡(jiǎn)要分析大坡度、長(zhǎng)斜井與平洞的不同之處，并提出應(yīng)注意的事項(xiàng)和解決辦法，供后來者參考，使其在以后的施工中少走彎路[1]。

1 大坡度長(zhǎng)斜井的施工方法順序

1.1 導(dǎo)井開挖

在斜井全斷面擴(kuò)挖以前，往往都需要先在斜井內(nèi)開挖一個(gè)導(dǎo)孔，方便后續(xù)爆破溜渣和排煙排水。

導(dǎo)井可采用爬罐反導(dǎo)井施工法由下向上開挖，亦可采用反井鉆機(jī)法，先從上往下鉆小孔，然后由下往上擴(kuò)孔。

1.2 全斷面擴(kuò)挖

導(dǎo)井施工完畢，斜井第一次貫通。若采用爬罐成井，則拆除爬罐及爬罐軌道后可轉(zhuǎn)入全斷面開挖，若采用反井鉆機(jī)成孔，則拆除反井鉆機(jī)并鑿除操作平臺(tái)后即可轉(zhuǎn)入全斷面擴(kuò)挖。

斜井全斷面擴(kuò)挖斷面一次開挖成型，邊開挖邊支護(hù)。

圖1 斜井導(dǎo)井位置示意圖

1.3 壓力鋼管安裝及砼回填

待斜井全斷面擴(kuò)挖結(jié)束，緊跟著斜井的支護(hù)也已經(jīng)完成后，即可拆除支護(hù)臺(tái)車，拆除開挖期臨時(shí)軌道。然后由壓力鋼管安裝人員鋪設(shè)安裝專用軌道，由下往上進(jìn)行壓力鋼管的安裝。壓力鋼管安裝一段，混凝土回填澆筑一段。待壓力鋼管安裝完畢，砼回填澆筑也緊著跟完成，整個(gè)斜井施工基本結(jié)束。

圖3 斜井壓力鋼管安裝示意圖

2 大坡度長(zhǎng)斜井施工測(cè)量需要注意的地方

2.1 導(dǎo)井貫通時(shí)要及時(shí)進(jìn)行貫通測(cè)量

導(dǎo)井比斜井的斷面尺寸要小很多，導(dǎo)井的位置一般接近斜井的中心位置。所以導(dǎo)井的軸線誤差要求并不高，通俗地講，一般情況下即便是導(dǎo)井末端軸線偏離設(shè)計(jì)位置1米，也不會(huì)影響最終斜井的結(jié)構(gòu)。

但這并不代表觀測(cè)導(dǎo)井的貫通誤差并不重要。因?yàn)闇y(cè)量導(dǎo)井的貫通誤差，實(shí)際反映的是我們斜井上平段和下平段兩套測(cè)量系統(tǒng)之間的誤差。它是我們上下兩套測(cè)量系統(tǒng)第一次真正的對(duì)接，也是第一次上下兩套系統(tǒng)可以真正組成一條附合導(dǎo)線嚴(yán)密的檢查洞內(nèi)控制點(diǎn)的測(cè)量精度。

測(cè)完貫通誤差后我們對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，可以在斜井全斷面開挖開始前便完成貫通誤差的調(diào)整。并可以采取上下聯(lián)測(cè)定向的方法，克服斜井受上下彎段影響，后視邊過短不利于測(cè)站定向的弊端，可以利用聯(lián)測(cè)大大加長(zhǎng)后視邊的長(zhǎng)度，大幅度提高測(cè)量精度。

2.2 在壓力鋼管安裝軌道施工前就應(yīng)調(diào)整好貫通誤差

在平洞貫通誤差調(diào)整時(shí)，一般以調(diào)整橫向誤差為主，里程誤差進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減去留即可。但在斜井貫通誤差調(diào)整時(shí)，里程誤差切不可隨意取舍而不做調(diào)整。

在斜井全斷面擴(kuò)挖完成后，我們還要及時(shí)再測(cè)一遍貫通誤差，并在壓力鋼管安裝軌道施測(cè)前便完成貫通誤差調(diào)整。

如圖2所示，當(dāng)里程偏大時(shí)，會(huì)抬高壓力鋼管安裝用軌道，導(dǎo)致壓力鋼管頂部離基巖面太近，人員進(jìn)不去無法操作而影響后續(xù)施工，同時(shí)軌道里底板太遠(yuǎn)，臺(tái)車運(yùn)動(dòng)完壓力鋼管在退臺(tái)車時(shí)，需要先割掉過高的軌道，這樣做既費(fèi)事費(fèi)力，也不安全。

圖2 斜井全斷面擴(kuò)挖示意圖

若里程偏小，則軌道離底板太近，甚至造成軌道的設(shè)計(jì)位置低于已開挖基巖面，造成“欠挖”，使得軌道無法安裝。

2.3 壓力鋼管安裝至上彎段前要嚴(yán)格控制里程誤差

平洞壓力鋼管安裝時(shí)，我們主要控制鋼管的橫向偏差，而鋼管的里程誤差我們并不重視，因?yàn)楹蠑n時(shí)割掉多余的鋼管就可以了。

但同2.2節(jié)所述，斜井壓力鋼管安裝時(shí)，若里程過長(zhǎng)，則會(huì)抬高上彎段壓力鋼管，一則使得壓力鋼管離洞頂太近，人員無法進(jìn)入操作，二則影響上彎段鋼管與平洞混凝土的對(duì)接，造成錯(cuò)臺(tái)；若里程變短了，則上彎段鋼管會(huì)壓迫安裝軌道，導(dǎo)致無法放置鋼管，同時(shí)也一樣影響鋼管與上平洞混凝土結(jié)構(gòu)的對(duì)接。

故在壓力鋼管安裝至離上彎段100m左右時(shí)，就應(yīng)專門測(cè)量鋼管里程偏差，并提前做好調(diào)整方案。

2.4 壓力鋼管安裝測(cè)量控制偏差趨勢(shì)比控制偏差大小更重要

壓力鋼管安裝測(cè)量驗(yàn)收時(shí)，不能只看位置偏差數(shù)字的大小而不關(guān)注壓力鋼管偏移的趨勢(shì)。不能因?yàn)閴毫︿摴芷钪禎M足規(guī)范要求，便不對(duì)施工隊(duì)做任何交底，任由他接著安裝下一節(jié)鋼管。

我們測(cè)量驗(yàn)收時(shí)應(yīng)同時(shí)計(jì)算出壓力鋼管里程偏差的大小，并根據(jù)下次驗(yàn)收時(shí)壓力鋼管會(huì)安裝的長(zhǎng)度預(yù)算出壓力鋼管到達(dá)偏差大小，提供給施工人員，以作指導(dǎo)。

2.5 壓力鋼管糾偏不能一次到位

壓力鋼管一旦發(fā)生偏差，并不能像模板發(fā)生偏差那樣一次性調(diào)節(jié)到位，壓力鋼管只能蛇形調(diào)整。

為方便表述，我們假設(shè)壓力鋼管糾偏時(shí)，每安裝一節(jié)就完成一個(gè)糾偏步驟，其調(diào)節(jié)過程如下：第一節(jié)糾偏時(shí)使得壓力鋼管軸線平行于洞軸線；第二節(jié)糾偏時(shí)使得壓力鋼管末端中心于洞軸線重合；第三節(jié)糾偏時(shí)使得壓力鋼管軸線與洞軸線重合，完成壓力鋼管的糾偏。

根據(jù)上面步驟來看，似乎簡(jiǎn)單三步就可以將壓力鋼管調(diào)整回來。但實(shí)際操作中，每一步都需要安裝很多節(jié)鋼管才可以完成當(dāng)前步驟的調(diào)節(jié)，三個(gè)步驟架在一起，需要安裝幾十上百米壓力鋼管才能將壓力鋼管糾偏回來。

若偏差過大，則需要預(yù)留的調(diào)節(jié)長(zhǎng)度就更大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生壓力鋼管碰撞洞壁的情況，造成重大質(zhì)量事故。

3 其他需要注意的施工經(jīng)驗(yàn)

在現(xiàn)實(shí)操作中，我們還需要注意環(huán)境條件對(duì)斜井施工測(cè)量的影響：

最重要的影響，應(yīng)屬于大霧天氣對(duì)斜井施工測(cè)量的影響。

大坡度、長(zhǎng)斜井導(dǎo)井貫通后，整個(gè)斜井就像一個(gè)巨大的煙囪，當(dāng)遇到下雨天氣，外面的霧氣會(huì)源源不斷地?cái)D到斜井中來，嚴(yán)重時(shí)能見度幾乎為零，完全無法進(jìn)行施工測(cè)量工作。

根據(jù)作業(yè)經(jīng)驗(yàn)，遇到這種天氣一般有兩種解決方案。

第一種是在斜井進(jìn)口制作嚴(yán)密不透風(fēng)的大門，從源頭牢牢抵擋住進(jìn)入的霧氣。但這種方法造假高些，制作稍顯麻煩。

第二種是在導(dǎo)井口鋪設(shè)厚塑料布，并用網(wǎng)片覆壓密實(shí)，同時(shí)在掌子面利用通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，吹走洞內(nèi)填充的霧氣。這種方法相對(duì)來說操作方便，使用靈活，效果較好。

4 結(jié)束語

大坡度、長(zhǎng)斜井分為導(dǎo)井開挖、全斷面擴(kuò)挖、壓力鋼管安裝和回填三個(gè)大的階段。在進(jìn)行施工測(cè)量時(shí)，在導(dǎo)井貫通和全斷面擴(kuò)挖貫通時(shí)必須仔細(xì)測(cè)量貫通誤差，并謹(jǐn)慎調(diào)整貫通誤差。

斜井施工測(cè)量除了貫通誤差的調(diào)整，壓力鋼管的安裝是測(cè)量控制的要點(diǎn)，要從貫通誤差的分配、鋼管驗(yàn)收的方法、鋼管糾偏的常識(shí)入手，做好整理的測(cè)量控制工作。

除此之外，還要有應(yīng)對(duì)大霧天氣的措施，防止遇到大霧天氣中斷測(cè)量的情況發(fā)生。