大断面陡倾角斜井快速施工技术

大断面陡倾角斜井快速施工技术

作者：姚涵明

来源：《中国新技术新产品》2013年第16期

摘要：本文以实际工程为例，结合工程施工的具体情况加以讨论，对大断面陡倾角斜井的快速施工技术进行探索。

关键字：大断面；陡倾角；斜井施工；施工技术

中图分类号：U44 文献标识码：A

随着我国建筑行业的发展越来越迅速，常常会在山岭或地形比较复杂的地区进行建筑施工，例如隧道的开挖、铁路公路的铺设、矿产资源的开采等等，在这些地方进行建筑施工时，根据地形条件往往会设置辅助坑道以增加开挖的作业面，在进行隧道与地下道的开挖时要做好通风与排水的工作，只有加强对技术标准的要求，才能达到加快施工进度、缩短工程工期，最终实现安全施工、安全生产的目的。在进行辅助坑道的选择时要根据施工所处地形地质、工期要求、运输方案等客观因素进行相应的比较，辅助坑道根据运输坡度分为平洞、斜井、竖井，而竖井又可以分为缓坡斜井和陡坡斜井，在运输方式上缓坡斜井采用汽车无轨运输即可，而陡坡斜井必须采用提升设备进行有轨运输，在实际施工时，陡坡斜井其运输难度相对较大，如何能让陡坡斜井能够快速、顺利的施工便成为斜井施工的关键问题。

一、施工工程及地质概况

在进行施工之前，首先要通过对图纸的学习，对工程概况进行一定的了解，并对施工现场的地形地质进行实地考察，通过对数据的整理与分析进而确定斜井的总设计长度、坡度、掘进断面等等。这不仅是为陡倾角斜井的快速施工提供有力的数据支持，也是为整个工程项目的顺利、安全的进行做出了铺垫。

二、总体方案的优化

在进行斜井的施工前，要先根据施工单位的施工经验、施工进度要求、相关方案、设施设备的配置等要求，对斜井的位置、倾斜度、断面进行相应的调整，为斜井的快速施工创造了有力的条件。

1 对斜井坡度的确定

由于一般来说机械早爬坡时其爬坡能力不会超过25°，否则的话就会增加施工的难度，所以陡坡斜井的坡度一般都不会超过24°。在矿山井巷工程施工及验收的相关规范中指出，如果陡坡斜井的坡度过大，就不应该采用矿车提升，而且对轿车的能力也有较高的要求，其产生的经济效益也相对比较差。目前来说，在我国斜井出碴矿车的最大斗容量一般为10立方米左

右，其提升速度也在相关安全技术规范中有明确指示，在建井期间与施工期间提升速度有所不同，在建井期间最大速度不得超过3.5m/s，而在施工期间的提升速度不超过5m/s。在我国现有的提升设备中只要满足24°的斜井坡度均能满足提升要求。事实证明陡坡斜井的坡度在24°以内越陡，井身长度就越短，这样就越有利于施工工期的缩短。在地质地形等条件允许的情况下，将陡坡斜井的坡度设置为24°左右就能发挥最大的性能。

2 斜井长度的确定

由于在我国斜井出碴矿车的最大斗容量一般为10立方米左右，在钢丝绳的选用上就必须选用直径相对比较大的钢丝绳才能实现提升，如果陡坡斜井的长度超过1000米就无法满足国内常见的定型绞车的施工要求。而如果采用的是较小的矿车，其最大斗容量达不到10立方米就会影响正常的施工工期，从而失去设置斜井增加作业面的必要。所以说一般陡坡斜井的长度不应该超过1000米。

3 运输方式的确定

在对陡坡斜井进行施工的过程中，其运输的方式一般分为无轨运输和有轨运输两种。这两种运输方式各有各的优点，在不同的情况下有不同的运用。无轨运输通常是采用装载机装碴，通过汽车运至相应的位置后转载入矿车中，然后通过钢丝绳将矿车提升出井外。无轨运输具有运输灵活，机动性高的特点，能适用于地形复杂的场合，但是其缺点就是倒运与转载的过程中造成的污染比较严重，对地下通风条件也有严格的要求，如果隧道断面宽度比较大就必须开挖车道。有轨运输通常就是将矿车直接在井底车场摘钩，通过运输设备的牵引沿着轨道行驶至地面。这种运输方式的污染比无轨运输要小很多，但是对轨道的维护量也非常大，在调动车辆方面也十分复杂与繁琐，尤其是在上下半断面开挖时其运输存在很大的困难。所以说在满足不同条件的情况下，应选择适当的运输方式，例如在满足通风和断面宽度要求的条件下就应该采用无轨运输的方式，在确定了运输方式后，也就决定了井底车场需要开挖的尺寸和结构形式，才能为斜井施工提前做好准备工作。

4 斜井断面的确定

在进行斜井断面的确定时，要考虑斜井断面的尺寸应满足的各种条件，例如各种管线、轨道、人行步梯、有轨车道等，除此之外还要考虑到为了便于建设斜井施工的机械化作业空间，各种车辆与设备的在隧道施工时是否满足运输要求，最后对于各种照明工具、视频监控设备等也必须要满足文明施工的要求。

三、斜井施工的管理措施

提高斜井施工的管理水平，有利于加快斜井施工的效率，缩短斜井施工的工期，节省施工所需经费，还能为其他分项目的施工提供更多的施工时间，保证了整体施工按时、按量的完成。

1 采用过度提升的方法节约工期

在施工过渡期间，往往采用临时提升系统过渡提升运输，这样做的目的就是避免斜井在井外场地施工达到条件后为了修建有轨提升系统而造成工期的白白浪费。这样一来能够使提升设备快读投入使用，极大发挥自身的提升能力。最后将临时提升系统修建与正式提升系统相结合，实现过渡与正式提升的快速换装。

2 采用适当的施工方法减少工序作业时间

在斜井开挖时，首先要分析主要耗时的工序有哪些，对这些主要耗时的工序进行协调，采用适当的方法完成这些工序，加快施工进程，节约作业时间。在进行钻井时，为了节省投资，就要通过施工调整来提高钻孔的有效时间，出碴作业也是如此。在具体施工时，可以在保证安全的前提下采用分台阶的方法来具体协调这些工序，使上下台阶的工序可以互相交叉，并随时注意对上下台阶工作量的调整，既不能太大也不能太少，注意对现场施工人员的调整，使工序的进行得到最优化。

3 作好施工预案来应对突发性事件

由于斜井施工的类型属于比较特殊的施工，相对而言其突发性事故也可能会频发发生，例如涌水、坍塌、瓦斯泄露、爆炸等。对于这些可能发生的安全事故，一定要有操作性强的突发事件应急预案来应对这些突发性事件。在涌水和停电等方面，一定要做好应急发电设备的配备，保证斜井内部排水设置的通常，遇到较大的涌水或瓦斯泄露等情况时，时还要做好紧急疏散工作，提前设置紧急疏散通道，保障施工人员的生命财产安全。并在最短时间内恢复施工，将损失降至最低。

4 加强施工人员上下之间的联络

由于斜井的施工比较特殊，在施工期间施工人员上下交流十分不方便，这对施工的顺利进行造成了一定的阻碍，这时就应该在斜井的上下配备通信设备，尤其是专职负责上下情况交流的人员应该配备对讲机，保证施工人员之间随时进行联络，加强上下作业的互相配合力度。

四、施工人员以及机械设备的配置

大断面陡倾角斜井的施工难度相比其他工程施工难度较大，一旦掌握方法不当就会造成严重的影响，这就要求施工作业人员具有优秀的专业知识与长期的工作经验，更好的提高施工的效率。机械设备做为施工项目中不可或缺的一部分，是决定工程能否快速完工的先决条件。由于斜井作业时环境比较恶劣，设备在恶劣的环境下长期运行就很容易发生故障，而且在斜井施工中设备运输存在很大的困难，只能就地排除故障后继续工作，这就对机械设备的质量有很高的要求，最好是全新的机械设备，在日常工作中还要对机械设备定期进行维护和检修。保障机械设备能够稳定的工作，减少故障的发生。