傾斜隧道施工

1、4 傾斜坑道施工4.1 概述4.2 斜井表土施工4.3 斜井基巖施工4.4 由下向上施工斜巷8/23/202214.1 概述 傾斜坑道（泛指各種斜井、斜巷、斜洞、斜坡道等）在地下工程中極為常見，如隧道工程為加快施工速度而開鑿的輔助坑道、水利水電工程中的各種傾斜引水及壓力隧洞、地下停車場等大型地下空間工程的通道等。尤其在礦山井下，為開采礦物而設置的各種上山（位于開采水平之上的傾斜巷道）、下山（位于開采水平之下的傾斜巷道）、斜坡通道等更為常見。長梁山隧道長12.78km，設有4條斜井；烏鞘嶺隧道（雙洞），全長20.05km，全線開鑿有十多條斜井，最長者達3362m。 8/23/20222 關于傾斜

2、坑道的傾角范圍，沒有明確的劃分規(guī)定，大多以傾角超過5、小于90時視為傾斜坑道。當傾斜坑道直通地面時一般稱為斜井，在金屬礦山，使用汽車運輸時，有的也叫斜坡道。在煤礦井下，將專門用于提升的傾斜巷道稱為暗斜井。根據(jù)用途的不同，礦山中的斜井分為主斜井、副斜井和通風斜井等。 傾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），主要視與上下坑口相連工程的貫通情況而定。對于通達地面的斜井，一般均由上向下施工。 傾斜坑道施工的基本作業(yè)程序、方法、設備介于平巷和立（豎）井之間，在出矸、運輸、排水、通風和安全等技術措施方面有其自身的特點。但當其傾角小于45時，與水平巷道較為接近；大于4

3、5時，又具有立（豎）井的某些特征。 8/23/202234.2 斜井表土施工4.2.1 斜井井口明槽施工 斜井井口開挖方式與井口地形有關。在山區(qū)或丘陵地帶，斜井井口位于山坡腳下，且坡體比較穩(wěn)定時，只需將山坡略加修整即可開挖。當井口覆有土層且地形平坦時，由于直接開挖井口頂板不易維護，必須采取先挖明槽（或稱井口坑）的開挖方式。若表土中含有薄流沙層，且距地表深度小于10m，可采用大揭蓋開挖方式，即將井頸段一定深度的表土挖出，形成明坑，待永久支護砌筑完成后，再回填夯實。大揭蓋方式挖掘范圍較大，一般盡量采用明槽開挖。8/23/20224明槽流沙風化帶斜井（c） 大揭蓋開挖圖4-1 斜井井口開挖方式示意圖

4、（a）直接開挖（b）明槽開挖8/23/20225明槽尺寸的確定：8/23/20226（1）明槽斜深H 式中：H掘井筒掘進高度，m；h1頂板安全厚度，取24m； 井筒傾角，；地面坡度，亦稱自然邊坡角，； h2耕作層厚度，取0.150.5m。地形平坦時取0.5m，25時取0.15m； 1明槽邊坡坡度，亦稱人工邊坡角，其值取決于表土性質和挖土方式，大多數(shù)情況下為5575。（2）明槽長度L、l明槽底長 ： 明槽上口長度：明槽底寬度B1一般比斜井井筒掘進寬度大0.61m。明槽上口寬度：B2B1+2Hcos1 8/23/20227明槽的挖掘、支護方法 明槽挖掘有人工挖掘和機械挖掘兩種方式，其挖掘工具應根據(jù)

5、表土層的土質進行選用。 明槽的支護挖土與砌墻平行作業(yè)： 一邊挖土一邊砌墻。支撐加固法： 橫向支撐斜撐臺階木樁法：明槽邊坡按臺階式開挖，臺階采用側壁式打短木樁插板維護。 明槽正臉支護：明槽的支護支撐加固法： 橫向支撐斜撐明槽的支護挖土與砌墻平行作業(yè)： 一邊挖土一邊砌墻。支撐加固法： 橫向支撐斜撐明槽的支護臺階木樁法：明槽邊坡按臺階式開挖，臺階采用側壁式打短木樁插板維護。 挖土與砌墻平行作業(yè)： 一邊挖土一邊砌墻。支撐加固法： 橫向支撐斜撐明槽的支護明槽正臉支護：臺階木樁法：明槽邊坡按臺階式開挖，臺階采用側壁式打短木樁插板維護。 挖土與砌墻平行作業(yè)： 一邊挖土一邊砌墻。支撐加固法： 橫向支撐斜撐明槽

6、的支護8/23/20228 (a) 橫撐布置 （b）斜撐布置 圖43 明槽支撐加固法1-槽口橫梁；2-鉛絲；3-橫撐圓木；4-墊板；5-擋板；6-斜撐圓木；7-木樁8/23/20229圖4-5 表土松軟時開口正臉部分支護形式1斜井井筒；2明槽；3抬棚；4斜井井口密集棚子；5木垛；6草簾子圖44 臺階木樁法8/23/2022104.2.2 井筒表土施工先拱后墻施工：當表土段井筒工作面進入巖石風化帶后，土層漸簿、風化巖層漸厚，在這表土向基巖的過渡段內(nèi)，應采用土、巖分別短段掘砌的先拱后墻法 兩側導洞先墻后拱法：當表土段土質穩(wěn)定性稍差，且井筒斷面又較大時，應采用順井筒兩側分別掘進超前導硐的先墻后拱短段

7、掘砌法。全斷面一次掘進法：當表土段土質密實、堅硬，井筒涌水量不大，且其掘進寬度小于5m時 。中間導洞法：當表土段土質比較穩(wěn)定，但井筒掘進寬度大于5m時，可采用在井筒中間先掘2m左右的深導洞，而后向兩側逐步擴大的短段掘砌施工方法，刷大時兩側要同時進行。穩(wěn)定性表土挖掘方法8/23/202211管棚法：將一系列鋼管，沿斜井外輪廓或部分輪廓線，順斜井軸線方向依次打入開挖面前方的地層內(nèi)，以支撐來自外側的圍巖壓力，在其保護下進行井筒的掘砌工作。 地面井點降水：適用于含水層涌水量大于50m3/h，含水層透水性較差的地層。 板樁法：采用斜板樁密集支護，配合工作面超前小井降低水位或井點降低水位。 帷幕法：適用于

8、涌水量大、流砂層厚，地質條件復雜，流砂深度30m的不穩(wěn)定斜井表土施工。 不穩(wěn)定性表土施工圍護方法凍結法：按鉆孔布置形式分斜孔、立孔和立斜孔混合三種。 8/23/202212 斜井井筒施工與平巷施工較為類似，但由于斜井具有1030左右的傾角，給裝巖、排矸、支護、調(diào)車、排水等工序帶來一定難度和諸多不便，使斜井施工與水平巷道相比，在許多方面又有其不同之處，形成了獨特的施工工藝與技術。現(xiàn)在，斜井施工技術水平有了很大的提高，已形成了由“三斗一噴”發(fā)展為“三斗兩光一噴”（耙斗裝巖機裝巖、箕斗運矸、斗式矸石倉排矸、激光指向儀指向、中深孔光面爆破、噴射混凝土支護）的施工工藝，逐步形成了一套以“四大”（大裝巖機

9、、大提升容器、大提升機、大排矸車）裝、提、運設備為主的機械化配套作業(yè)線，大大提高了斜井的施工速度。4.3 斜井基巖施工8/23/202213鉆眼爆破、裝巖工作鉆眼爆破：采用中深孔光面爆破，實施拋渣爆破。 裝巖工作：采用耙斗式裝巖機（俗稱電耙子）裝巖。這種裝巖機工作適應性強，可用于傾角小于30的斜井，同時耙斗機結構簡單、制造容易，造價和維修費用低。 1擋板；2操縱桿；3大卡軌器；4箕斗；5支撐；6導繩輪；7卸料槽；8照明燈；9主繩；10尾繩；11耙斗；12尾繩輪；13固定楔 8/23/202214提升與運輸工作：我國斜井施工中，目前廣泛使用礦車和箕斗提運。礦車有固定車廂式、V型翻斗式、底卸式等，

10、主要視提升貨物種類和井口卸載方式而定。當井筒傾角小于25，提升距離小于200m時可用礦車提運。礦車提升方法簡單，井口臨時設施少，但提升能力低，掘進速度受到限制。采用箕斗提運，與礦車提運相比，裝載高度低，提升能力大，提升聯(lián)接裝置安全可靠，裝卸載方便、速度快，同時能省去摘掛鉤、甩車等輔助肘間。使用大容量箕斗，在掘進斷面和長度較大的斜井時效果更為顯著。我國使用的箕斗形式，有前卸式、后卸式和無卸載輪前卸式三種，其中以無卸載輪前卸式箕斗使用效果較好。 8/23/2022151-翻轉架；2-箕斗；3-牽引框架；4-導向架8/23/202216施工安全措施： 由上向下斜井、斜巷中最重要的安問題就是防止跑車事

11、故。為了確保安全，除加強信號和通訊聯(lián)系外，還必須在井口和井內(nèi)設置安全擋車器，以防不慎跑車，提升容器沖入井底傷人。 井口擋車器： 擋車器是為防止因摘鉤不謹而使剛提上來的提升容器滑入井內(nèi)而設置在井口的安全裝置，現(xiàn)場常用的有井口逆止阻車器。它由兩根等長的彎軌焊在一根橫軸上，再用軸承將橫軸固定在軌道下面專設的道心槽內(nèi)。由于彎軌尾部帶有配重，平時保持水平，而頭部則抬起高出軌面，擋住礦車的輪軸而防止跑車。需下放礦車時，踩住踏板，使彎軌頭部低于軌面，礦車通過后，松開踏板，彎軌借自重又自動復位。這兩種擋車器結構簡單，使用方便，易于管理，安全可靠，應用較多。8/23/202217 A阻車位置；B通車位置；1彎軌

12、；2橫軸；3軸承；4踏板 8/23/202218為防止提升容器因斷繩或者井口阻車器使用失誤而發(fā)生跑車事故，在工作面上方不太遠處還應設置擋車器。擋車器形式有多種，其中常用的有鋼絲繩擋車圈、型鋼擋車門和鋼絲繩擋車簾等。井內(nèi)擋車器：8/23/202219箕斗牽引繩鋼絲繩擋車圈滑輪8/23/202220它又名保險門。用型鋼或舊鋼軌作成門式擋車框，兩根坑木做立柱作為門框。型鋼擋車器的立柱具有一定的傾角，使擋車框借自重關閉。提升容器通過時，由信號工拉動牽引繩，使擋車框開啟讓礦車通過。斜井角度較大時，為確保安全，可在型鋼擋車器兩面鋪上鋼絲網(wǎng)以防浮石及雜物滾落到工作面。 型鋼擋車門：8/23/2022211-

13、型鋼擋車框；2-加固立柱；3-滑輪；4-牽引繩 8/23/202222它用兩根直徑150mm的鋼管為立柱，并用鋼絲繩和直徑25mm圓鋼編成簾形。鋼絲繩擋車簾吸取了上述兩種擋車器的優(yōu)點，具有鋼中帶柔的特點。用手拉懸吊繩，將簾上提，可使提升容器通過，松開懸吊繩，簾子下落而起擋車作用。 鋼絲繩擋車簾：8/23/2022231-懸吊繩；2-立柱；3-吊環(huán)；4-鋼絲繩編網(wǎng)；5-圓鋼 8/23/2022244.4 由下向上施工斜巷裝巖工作： 上山掘進時的排矸方式與上山傾角大小有關，當傾角大于35時，矸石可沿巷道底板靠自重下滑。因此，可采用人工裝巖，并與鏈板機或溜槽配合使用，2535時可用鐵溜槽，1435可以采用搪瓷溜槽。利用溜槽運輸不僅比鏈板機方便且生產(chǎn)能力亦大得多，但需要在巷道一側設置擋板，防止煤，矸飛起傷人，并在巷道下口設置臨時貯矸倉，以便裝車。8/23/2022251耙斗；2裝載機；3斜溜槽；4鏈板機或溜槽；5矸石倉；6礦車；7擋板；8立柱；9防滑斜撐；10卡軌器 在巷道傾角小于35時，多采用耙斗式裝載機裝巖。 為了提高耙斗裝載機的裝巖生產(chǎn)率，耙斗裝載機應與輸送機或溜槽配套使用，這時在耙斗裝載機卸載部位需要另加一個斜溜槽。 4.4 由下向上施工斜巷8/23/202226沿傾斜由下向上施工時，施工設備、工具及支護材料要運上去，而斜巷的長度往往又較長，傾