地下工程
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4 倾斜坑道施工
4.1 概述 4.2 斜井表土施工 4.3 斜井基岩施工 4.4 由下向上施工斜巷
19.09.2020
精选课件
1
4.1 概述
倾斜坑道（泛指各种斜井、斜巷、斜洞、斜坡道等）在 地下工程中极为常见，如隧道工程为加快施工速度而开凿的 辅助坑道、水利水电工程中的各种倾斜引水及压力隧洞、地 下停车场等大型地下空间工程的通道等。尤其在矿山井下， 为开采矿物而设置的各种上山（位于开采水平之上的倾斜巷 道）、下山（位于开采水平之下的倾斜巷道）、斜坡通道等 更为常见。长梁山隧道长12.78km，设有4条斜井；乌鞘岭 隧道（双洞），全长20.05km，全线开凿有十多条斜井，最 长者达3362m。
挖土与砌墙平行作业： 一边挖土一边砌墙。
明
槽
支撑加固法： 横向支撑＋斜撑
的
支
台阶木桩法：明槽边坡按台阶式开挖，台阶采用侧壁式打短木桩插
板维护。
护
明槽正脸支护：
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8
(a) 横撑布置
（b）斜撑布置
图4—3 明槽支撑加固法
1-槽口横梁；2-铅丝；3-横撑圆木；4-垫板；5-挡板；6-斜撑圆木；7-木桩
倾斜坑道施工既可由上向下施工（又叫下山施工），也可由下向上施 工（又叫上山施工），主要视与上下坑口相连工程的贯通情况而定。对 于通达地面的斜井，一般均由上向下施工。
倾斜坑道施工的基本作业程序、方法、设备介于平巷和立（竖）井之 间，在出矸、运输、排水、通风和安全等技术措施方面有其自身的特点。 但当其倾角小于45°时，与水平巷道较为接近；大于45°时，又具有立 （竖）井的某些特征。
30m的不稳定斜井表土施工。
地面井点降水：适用于含水层涌水量大于50m3/h，含水层透水性
较差的地层。
管棚法：将一系列钢管，沿斜井外轮廓或部分轮廓线，顺斜井轴线
方向依次打入开挖面前方的地层内，以支撑来自外侧的围岩压力，在 其保护下进行井筒的掘砌工作。
冻结法：按钻孔布置形式分斜孔、立孔和立斜孔混合三种。
况下为55～75°。
（2）明槽长度L、l
明槽上口长度： L Hsin(1 ) sin( ')
明槽底长 ：
l
Hsin(1 ' sin( ' )
)
明槽底宽度B1一般比斜井井筒 掘进宽度大0.6～1m。
明槽上口宽度：
B2＝B1+2Hcosα1
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7
明槽的挖掘、支护方法
明槽挖掘有人工挖掘和机械挖掘两种方式，其挖掘工具应根据 表土层的土质进行选用。
且其掘进宽度小于5m时 。
中间导洞法：当表土段土质比较稳定，但井筒掘进宽度大于5m时，
可采用在井筒中间先掘2m左右的深导洞，而后向两侧逐步扩大的 短段掘砌施工方法，刷大时两侧要同时进行。
两侧导洞先墙后拱法：当表土段土质稳定性稍差，且井筒断面又较
大时，应采用顺井筒两侧分别掘进超前导硐的先墙后拱短段掘砌法。
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明槽尺寸的确定：
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（1）明槽斜深H
Hshi1 n 1H (掘 )si nh12(')
式中：H掘—井筒掘进高度，m；h1—顶板安全厚度，取2～4m； α—井筒倾角，°；α'—地面坡度，亦称自然边坡角，°； h2—耕作层厚度，取0.15～0.5m。地形平坦时取0.5m，α'>25°时取0.15m； α1—明槽边坡坡度，亦称人工边坡角，其值取决于表土性质和挖土方式，大多数情
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9
图4—4 台阶木桩法
图4-5 表土松软时开口正脸部分支护形式 1—斜井井筒；2—明槽；3—抬棚；4—斜井井口密集棚子；5—木垛；6—草帘子
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4.Байду номын сангаас.2 井筒表土施工
稳
定
方 法
性 表 土
挖
掘
全断面一次掘进法：当表土段土质密实、坚硬，井筒涌水量不大，
先拱后墙施工：当表土段井筒工作面进入岩石风化带后，土层渐簿、
风化岩层渐厚，在这表土向基岩的过渡段内，应采用土、岩分别短段 掘砌的先拱后墙法
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11
不 稳 定 护性 方表 法土 施 工 围
板桩法：采用斜板桩密集支护，配合工作面超前小井降低水位或井
点降低水位。
帷幕法：适用于涌水量大、流砂层厚，地质条件复杂，流砂深度＜
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13
钻眼爆破、装岩工作
钻眼爆破：采用中深孔光面爆破，实施抛渣爆破。 装岩工作：采用耙斗式装岩机（俗称电耙子）装岩。这种装岩机工作适应性
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3
4.2 斜井表土施工
4.2.1 斜井井口明槽施工
斜井井口开挖方式与井口地形有关。
在山区或丘陵地带，斜井井口位于山坡脚下，且坡体比较 稳定时，只需将山坡略加修整即可开挖。
当井口覆有土层且地形平坦时，由于直接开挖井口顶板不 易维护，必须采取先挖明槽（或称井口坑）的开挖方式。
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2
关于倾斜坑道的倾角范围，没有明确的划分规定，大多以倾角超过5°、 小于90°时视为倾斜坑道。当倾斜坑道直通地面时一般称为斜井，在金 属矿山，使用汽车运输时，有的也叫斜坡道。在煤矿井下，将专门用于 提升的倾斜巷道称为暗斜井。根据用途的不同，矿山中的斜井分为主斜 井、副斜井和通风斜井等。
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12
4.3 斜井基岩施工
斜井井筒施工与平巷施工较为类似，但由于斜井具有 10～30°左右的倾角，给装岩、排矸、支护、调车、排 水等工序带来一定难度和诸多不便，使斜井施工与水平巷 道相比，在许多方面又有其不同之处，形成了独特的施工 工艺与技术。现在，斜井施工技术水平有了很大的提高， 已形成了由“三斗一喷”发展为“三斗两光一喷”（耙斗 装岩机装岩、箕斗运矸、斗式矸石仓排矸、激光指向仪指 向、中深孔光面爆破、喷射混凝土支护）的施工工艺，逐 步形成了一套以“四大”（大装岩机、大提升容器、大提 升机、大排矸车）装、提、运设备为主的机械化配套作业 线，大大提高了斜井的施工速度。
若表土中含有薄流沙层，且距地表深度小于10m，可采用 大揭盖开挖方式，即将井颈段一定深度的表土挖出，形成明 坑，待永久支护砌筑完成后，再回填夯实。大揭盖方式挖掘 范围较大，一般尽量采用明槽开挖。
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4
风化带
明槽
（a）直接开挖
（b）明槽开挖
流沙
斜井
（c） 大揭盖开挖 图4-1 斜井井口开挖方式示意图
4.1 概述 4.2 斜井表土施工 4.3 斜井基岩施工 4.4 由下向上施工斜巷
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4.1 概述
倾斜坑道（泛指各种斜井、斜巷、斜洞、斜坡道等）在 地下工程中极为常见，如隧道工程为加快施工速度而开凿的 辅助坑道、水利水电工程中的各种倾斜引水及压力隧洞、地 下停车场等大型地下空间工程的通道等。尤其在矿山井下， 为开采矿物而设置的各种上山（位于开采水平之上的倾斜巷 道）、下山（位于开采水平之下的倾斜巷道）、斜坡通道等 更为常见。长梁山隧道长12.78km，设有4条斜井；乌鞘岭 隧道（双洞），全长20.05km，全线开凿有十多条斜井，最 长者达3362m。
挖土与砌墙平行作业： 一边挖土一边砌墙。
明
槽
支撑加固法： 横向支撑＋斜撑
的
支
台阶木桩法：明槽边坡按台阶式开挖，台阶采用侧壁式打短木桩插
板维护。
护
明槽正脸支护：
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(a) 横撑布置
（b）斜撑布置
图4—3 明槽支撑加固法
1-槽口横梁；2-铅丝；3-横撑圆木；4-垫板；5-挡板；6-斜撑圆木；7-木桩
倾斜坑道施工既可由上向下施工（又叫下山施工），也可由下向上施 工（又叫上山施工），主要视与上下坑口相连工程的贯通情况而定。对 于通达地面的斜井，一般均由上向下施工。
倾斜坑道施工的基本作业程序、方法、设备介于平巷和立（竖）井之 间，在出矸、运输、排水、通风和安全等技术措施方面有其自身的特点。 但当其倾角小于45°时，与水平巷道较为接近；大于45°时，又具有立 （竖）井的某些特征。
30m的不稳定斜井表土施工。
地面井点降水：适用于含水层涌水量大于50m3/h，含水层透水性
较差的地层。
管棚法：将一系列钢管，沿斜井外轮廓或部分轮廓线，顺斜井轴线
方向依次打入开挖面前方的地层内，以支撑来自外侧的围岩压力，在 其保护下进行井筒的掘砌工作。
冻结法：按钻孔布置形式分斜孔、立孔和立斜孔混合三种。
况下为55～75°。
（2）明槽长度L、l
明槽上口长度： L Hsin(1 ) sin( ')
明槽底长 ：
l
Hsin(1 ' sin( ' )
)
明槽底宽度B1一般比斜井井筒 掘进宽度大0.6～1m。
明槽上口宽度：
B2＝B1+2Hcosα1
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明槽的挖掘、支护方法
明槽挖掘有人工挖掘和机械挖掘两种方式，其挖掘工具应根据 表土层的土质进行选用。
且其掘进宽度小于5m时 。
中间导洞法：当表土段土质比较稳定，但井筒掘进宽度大于5m时，
可采用在井筒中间先掘2m左右的深导洞，而后向两侧逐步扩大的 短段掘砌施工方法，刷大时两侧要同时进行。
两侧导洞先墙后拱法：当表土段土质稳定性稍差，且井筒断面又较
大时，应采用顺井筒两侧分别掘进超前导硐的先墙后拱短段掘砌法。
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明槽尺寸的确定：
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6
（1）明槽斜深H
Hshi1 n 1H (掘 )si nh12(')
式中：H掘—井筒掘进高度，m；h1—顶板安全厚度，取2～4m； α—井筒倾角，°；α'—地面坡度，亦称自然边坡角，°； h2—耕作层厚度，取0.15～0.5m。地形平坦时取0.5m，α'>25°时取0.15m； α1—明槽边坡坡度，亦称人工边坡角，其值取决于表土性质和挖土方式，大多数情
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图4—4 台阶木桩法
图4-5 表土松软时开口正脸部分支护形式 1—斜井井筒；2—明槽；3—抬棚；4—斜井井口密集棚子；5—木垛；6—草帘子
19.09.2020
精选课件
10
4.Байду номын сангаас.2 井筒表土施工
稳
定
方 法
性 表 土
挖
掘
全断面一次掘进法：当表土段土质密实、坚硬，井筒涌水量不大，
先拱后墙施工：当表土段井筒工作面进入岩石风化带后，土层渐簿、
风化岩层渐厚，在这表土向基岩的过渡段内，应采用土、岩分别短段 掘砌的先拱后墙法
19.09.2020
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11
不 稳 定 护性 方表 法土 施 工 围
板桩法：采用斜板桩密集支护，配合工作面超前小井降低水位或井
点降低水位。
帷幕法：适用于涌水量大、流砂层厚，地质条件复杂，流砂深度＜
19.09.2020
精选课件
13
钻眼爆破、装岩工作
钻眼爆破：采用中深孔光面爆破，实施抛渣爆破。 装岩工作：采用耙斗式装岩机（俗称电耙子）装岩。这种装岩机工作适应性
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3
4.2 斜井表土施工
4.2.1 斜井井口明槽施工
斜井井口开挖方式与井口地形有关。
在山区或丘陵地带，斜井井口位于山坡脚下，且坡体比较 稳定时，只需将山坡略加修整即可开挖。
当井口覆有土层且地形平坦时，由于直接开挖井口顶板不 易维护，必须采取先挖明槽（或称井口坑）的开挖方式。
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2
关于倾斜坑道的倾角范围，没有明确的划分规定，大多以倾角超过5°、 小于90°时视为倾斜坑道。当倾斜坑道直通地面时一般称为斜井，在金 属矿山，使用汽车运输时，有的也叫斜坡道。在煤矿井下，将专门用于 提升的倾斜巷道称为暗斜井。根据用途的不同，矿山中的斜井分为主斜 井、副斜井和通风斜井等。
19.09.2020
精选课件
12
4.3 斜井基岩施工
斜井井筒施工与平巷施工较为类似，但由于斜井具有 10～30°左右的倾角，给装岩、排矸、支护、调车、排 水等工序带来一定难度和诸多不便，使斜井施工与水平巷 道相比，在许多方面又有其不同之处，形成了独特的施工 工艺与技术。现在，斜井施工技术水平有了很大的提高， 已形成了由“三斗一喷”发展为“三斗两光一喷”（耙斗 装岩机装岩、箕斗运矸、斗式矸石仓排矸、激光指向仪指 向、中深孔光面爆破、喷射混凝土支护）的施工工艺，逐 步形成了一套以“四大”（大装岩机、大提升容器、大提 升机、大排矸车）装、提、运设备为主的机械化配套作业 线，大大提高了斜井的施工速度。
若表土中含有薄流沙层，且距地表深度小于10m，可采用 大揭盖开挖方式，即将井颈段一定深度的表土挖出，形成明 坑，待永久支护砌筑完成后，再回填夯实。大揭盖方式挖掘 范围较大，一般尽量采用明槽开挖。
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风化带
明槽
（a）直接开挖
（b）明槽开挖
流沙
斜井
（c） 大揭盖开挖 图4-1 斜井井口开挖方式示意图