隧道斜井施工

1、隧道斜井施工2.12.2.1 工藝概述 斜井是隧道附助坑道的一種。是為增加隧道工作面以縮短工期和改善施工通風(fēng)、施工排水和施工運輸?shù)仁┕l件所設(shè)置的臨時性隧道附屬工程。也可作為永久性的隧道附屬建筑，作為運營通風(fēng)、排水和防災(zāi)害使用。一般需要提前開工，為隧道施工創(chuàng)造有利條件。2.12.2.2 作業(yè)內(nèi)容1. 洞口及車場布置；2. 軌道鋪設(shè)及拆除；3. 施工通風(fēng)、排水設(shè)施安裝及拆除，施工通風(fēng)排水；4. 斜井開挖、支護及襯砌；2.12.2.3 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗收方法 參考開挖、支護、襯砌、防排水等作業(yè)工藝標(biāo)準(zhǔn)。2.12.2.4 工藝流程 基本作業(yè)流程為：測量鉆架就為鉆孔裝藥爆破通風(fēng)找頂清幫支護出碴下一循環(huán)。2

2、.12.2.5工序步驟及質(zhì)量控制說明 一、施工準(zhǔn)備1. 做好施工現(xiàn)場的“三通一平”路通、水通、電通與場地平整工作，合理規(guī)劃施工總平面布置，確定大臨、小臨及棄碴場的位置和范圍，運輸?shù)缆返囊牒推渌\輸設(shè)施的布置。2. 做好原材料料源調(diào)查，提前完成原材料試驗和配合比試驗，準(zhǔn)備充足施工使用的各項材 料，使其滿足施工要求。3. 熟悉施工圖紙，做好各項技術(shù)交底。4. 做好現(xiàn)場勞動力組織（詳見作業(yè)組織），準(zhǔn)備好各種施工機械，并保證機械的完好率， 使其滿足施工要求。鐵路隧道堅井提升運輸機械通過計算確定，其它機械設(shè)備可參考正洞配備。二、設(shè)備選型與配備1. 一次提升時間（t） 一次提升時間的計算見表 2.12.

3、2-1。表 2.12.2-1 近似的 t 值計算公式提升類型車場布置計算公式（t 以秒計）斗車單鉤提升1上下部調(diào)車場均為甩道2上部甩車道，下部平車場3上部平車場，下部甩車道4上下部調(diào)車場均為平車場t 2L 4L甩 4nL車 2t 2t甩 換均 甩 甩t 2L 4L甩 2L下 4nL車 t t 2t甩平換均甩平甩2L4L2Lt 甩 上 t t甩平 均甩 平t 2L 2L上 2L下 2t平均 平 平斗車雙鉤提升1上部平車場，下部甩車道2上下部調(diào)車場均為平車場t L L甩 2L上 t甩 均 甩平t L L上 t平均 平箕斗單鉤提升t2L提 t斗均箕斗雙鉤提升t L提 t斗均注：L 斜井井身長度（m）

4、；L甩 甩車道長度（m）；L車 斗車長度（m）；L上 上部平車場長度（m），根據(jù)一次拉車數(shù)確定，一般取 615m；L上 下部平車場長度（m），一般取 615m；L提 提升長度（m）；n 一次提升斗車數(shù)（輛）；均 平均提升速度（m/s），一般 0.750.9，當(dāng)提升長度小于 200m時取下限， 大于 600m時取上限；max 最大提升速度（m/s），斜井斜長不大于 300m時，斗車為 3.5m/s，箕斗為 5.0m/s， 斜長大于 300m時，斗車為 5.0m/s，箕斗為 7.0m/s；甩 車組通過甩車道及道岔的速度（m/s），取最大提升速度的一半且不大于1.5m/s；平 車組在平車場的運行速度

5、（m/s），一般取 1.5m/s；t甩、t平 在甩車場、平車場的停止時間（s），單鉤取 30，雙鉤取 25s；- 135 -t換 電機反轉(zhuǎn)換向時間（s），取 5；t斗 箕斗提升休止時間（s），取 810；2. 提升容器容積（V）V雙鉤k2 tV1；V單鉤k2 tV1（m3）3600k1T1800k1T式中：V1 隧道每班出碴量（m³）；T 隧道每班出碴時間（h）；k1 滿載系數(shù)，取 0.9；k2 提升不均勻系數(shù)，取 1.151.25；t 一次提升時間（s）。 一般斗車需要加固其連接裝置，安全系數(shù)不小于 6。 現(xiàn)箕斗多采用無卸載輪前卸式，幾種箕斗技術(shù)性能見表 2.12.2-2。表 2.

6、12.2-2前卸式箕斗技術(shù)特征表裝載容積軌距（mm）軸距（mm）適用井身傾角（°） 箕斗自重（kg）2m³9001600251421.23m³9001700252975.64m³9001800252210.66m³9002000203153.03. 提升鋼絲繩的單位長度重量（Pk ）n（Q1Q2）（sin f1 cos ）Pk110m（kg / m）L（sin f 2 cos ）- 136 -式中： Q1 提升容器及連接裝置的自重（kg）；Q2 提升容器的有效載重（kg）；L 鋼絲繩提升長度（m）； 鋼絲繩的公稱抗拉強度，有 155170 kg

7、/mm；f1 提升容器運行阻力系數(shù)，取 0.010.015； f2 鋼絲繩移動阻力系數(shù)，取 0.250.4； 斜井傾角（°）；m 鋼絲繩安全系數(shù)，提升人時取 9，提升物時取 6.5；n 一次提升車輛的數(shù)量； 據(jù)此選擇相應(yīng)的鋼絲繩直徑。4. 天輪直徑（D）提升天輪：D（6080）d繩；或：D（9001200）d絲（mm） 式中： d繩 鋼絲繩直徑（mm）；d絲 鋼絲繩鋼絲直徑（mm）；5. 提升絞車 提升絞車的選擇，主要根據(jù)所懸吊設(shè)備的重量和方法來確定。一般單繩懸吊用單卷筒絞車，雙繩懸吊用一臺雙卷筒或兩臺單卷筒絞車。（1）卷筒 卷筒直徑D（6080）d繩；或D（6080）d絲（mm）

8、式中： d繩 鋼絲繩直徑（mm）；d絲 鋼絲繩鋼絲的直徑（mm）。 卷筒寬度（B） 單層纏繞時：1B（ H 3l n ）（d繩）（mm）多層纏繞時：D卷H 3l（n1n2）D卷（mm）BD均（d 繩）式中：H3 斜井提升長度（m）；d絲 鋼絲繩鋼絲的直徑（mm）；l 鋼絲繩試驗的備用長度，備用 3040m；n1 摩擦圈數(shù)，取 3；n2 每兩個月移動 1/4 周的備用圈數(shù)，取 4；D卷 卷筒直徑（m）； 鋼絲繩纏繞層數(shù)；d繩 鋼絲繩直徑（mm）； 鋼絲繩圈間隙，用 23mm；D均 平均纏繞直徑（m），D均D卷（1）d繩。（2）最大靜張力（Fmax ）和靜張力差（F差） 絞車的能力是根據(jù)鋼絲繩的最

9、大靜張力來標(biāo)定的，因此，所選用的絞車最大張力應(yīng)大于鋼絲繩懸吊的終端荷重與鋼絲繩自重之和，絞車筒的容繩量要大于絞車的懸吊深度。Fmax n（Q1 Q2 ）（sinf1 cos）Pk L（sinf2 cos）（kg）F差 Fmax n Q1 （sinf1 cos）（kg） 式中符號意義同前。（3）電動機功率（N）的計算單鉤提升：雙鉤提升：NK ·Fmax ·Vmax102NK ·F差 ·Vmax102（kW）（kW）式中：K 電動機功率備用系數(shù)，取 1.2； 傳動效率，一級傳動為 0.9，二級傳動為 O.85；Vmax 最大提升速度（m/s）； Fmax 、

10、F差 最大靜張力和靜張力差（kg）。 根據(jù)計算結(jié)果選用絞車。三、斜井井口車場的設(shè)施及布置 有軌運輸斜井布置井口車場時，要因地制宜，充分利用地形條件來滿足提升設(shè)備的安裝要求。并以便于棄碴、供料為原則。一般斗車斜井井口設(shè)井架，箕斗斜井井口設(shè)卸碴架。提升是由鋼絲 繩繞過井架或卸碴架上的提升天輪通過絞車牽拉。1斜井口至井架距離（L1 ）和井架高度（Hg ）。（1）斗車斜井單鉤提升井口設(shè)置甩車場， L1 （l1 l2 l3 l4 ）Cos（m） Hg（l1 l2 l3 l4 ）Sin一Du /2（m）式中l(wèi)l 緩沖距離（m），一般取 79；- 137 -l2 道岔連接長度（m），4 號道岔用 7m；l3

11、 l1.5 倍車組長度（m）；l4 過提升距離（m），取 56 m； 棧道傾角，一般 67°；Du 提升天輪直徑（m）。（2）斗車斜井雙鉤提升井口設(shè)置平車場L1 = l1 +l2 +l3 +l4 （m）式中l(wèi)1 井口豎曲線終點至道岔起點的長度（m），一般取一個斗車長度約 2 m；l2 道岔長度（m）；l3 11.5 倍車組長度（m）；l4 根據(jù)進口線路的平面布置確定，以井架腳不妨礙斗車通過為原則（m）。 井架高度以滿足鋼絲繩牽引角 910°的要求，并便利斗車在鋼絲繩下通過為準(zhǔn)。（3）箕斗斜井卸碴架高度及其到井口的距離根據(jù)卸碴架的型式和轉(zhuǎn)運斗車高度而定，以滿 足箕斗卸碴及漏斗

12、下面出入車方便為準(zhǔn)，并需要考慮斗車進料線的位置。2絞車與井架水平距離（L2 ）（1）單鉤提升L =BY22tg（m）式中B 卷筒寬度（m）；Y 提升天輪的橫向游動距離（m）； 繩偏角，卷筒為一層纏繞時取 1°30，卷筒為多層纏繞時取 1°l0。（2）雙鉤提升L當(dāng) BSa 時：2 =2BaSY2tg（m）當(dāng) BSa 時： L2 SaY2tg（m）- 138 -式中a 兩卷筒內(nèi)緣距離（m），可由設(shè)備圖查得； S 兩提升天輪中心距離（m）； 其余符號同前。四、洞口段施工 井口土石方開挖，根據(jù)斜井設(shè)計并結(jié)合實際地形情況選定洞口后，人工清除洞口范圍植被及覆蓋層。土方采用挖掘機配合自卸

13、車挖、裝、運，石方采用手持風(fēng)鉆鉆孔，淺眼爆破，裝載機裝 運。所有土石方均就地作為場地填料。洞口土石方施工完成后，根據(jù)洞門邊仰坡地質(zhì)情況確定是 否施作錨網(wǎng)噴混凝土，并根據(jù)邊仰坡穩(wěn)定情況和巖體破碎程度確定錨桿間距和噴混凝土厚度。洞 口坡面防護施工完成后，及時施作截排水溝，防止地表水進入斜井，影響施工。斜井開挖進洞后，及時襯砌洞口 58 m 段，混凝土采用全斷面一次澆筑成型，拱架采用型 鋼彎制加工，邊墻采用方木加固支撐，模板采用隧道專用組合鋼模。在建井初期，混凝土由臨時 拌和站拌制。作為輔助施工的斜井可用前傾式翻斗車運輸，人工翻鏟人模，插入式搗固器振搗。 用作隧道附屬建筑而永久使用的斜井，襯砌采用泵

14、送混凝土。為了增加洞口段襯砌在受載時的穩(wěn) 定，襯砌邊墻腳人工挖成不少于 l.52.0m 長的臺階。五、斜井開挖1鉆爆：斜井井身開挖是斜井施工的關(guān)鍵工序。由于井身斷面小，爆破難度大，在進行鉆 爆方案設(shè)計前認(rèn)真調(diào)查和研究地質(zhì)情況對鉆爆設(shè)計十分重要，在施工過程中根據(jù)不同的地質(zhì)情況 須不斷修正各項參數(shù)。鉆爆設(shè)計一般以楔形掏槽、光面爆破為主。根據(jù)圍巖穩(wěn)定情況每循環(huán)進尺在 1.52.0m 左右。手持風(fēng)鉆鉆孔作業(yè)時要求做到穩(wěn)、準(zhǔn)、直，必要時用炮棍設(shè)置參考方向。炮 眼精度要求與正洞施工相同。當(dāng)工作面積水不能完全排除，影響鉆爆進度時，可將井身分部開挖。在建井初期，由于設(shè)備到位、安裝、調(diào)試均需要較長的時間，不能形

15、成生產(chǎn)能力，井口段以 人工裝碴為主，運輸方式選擇 0.7 m³礦車或手扶膠輪車用小型卷揚機提升，或采用小型四輪車 運輸均能保證施工進度要求。隨著掘進深度的增加，設(shè)備生產(chǎn)能力逐步形成，出碴轉(zhuǎn)為正常施工。2裝碴：根據(jù)井身圍巖情況，中硬圍巖段爆破塊體均勻可采用平斜兩用耙斗裝碴機，軟巖 或堅硬圍巖段爆破塊體小、粉末多，可采用鏟斗式型斜井裝碴或 146 型正裝側(cè)卸裝巖機。3運輸：可采用 V=2.0 m³側(cè)卸礦車運輸，9 t 絞車提升，最快提升速度 3 m/s，功率 200 kW， 運距 450 m 以上。軌道采用 24 kg/m 輕型鋼軌，軌距 762 mm。4卸碴：采用萬能桿件或貝

16、雷梁拼裝天輪架、卸碴架、上架棧橋。絞車將礦車拖上卸碴架 后，用 5t 電運葫蘆單側(cè)提升礦車傾倒礦碴。卸碴架下用斗車或 4.5 t 自卸車接碴，運到指定碴 場。六、斜井支護 為了保證施工安全，在斜井圍巖較差段一般采取錨噴支護，必要時采取襯砌混凝土加強支護。噴錨支護緊跟開挖作業(yè)面，在放炮、找頂后拱部初噴混凝土 35 cm 厚，待開挖面前進后，用 40 鋼管搭設(shè)臨時作業(yè)臺架，安裝拱部錨桿。錨桿間距根據(jù)圍巖類別及穩(wěn)定情況確定，最后復(fù) 噴 58 cm 混凝土。錨噴支護施工完成后，隨時觀測支護變形情況，發(fā)現(xiàn)裂縫出現(xiàn)，查明原因， 加設(shè)錨桿或局部撬掉重噴。采用混凝土襯砌時，沿井身自下而上澆筑，邊墻基礎(chǔ)挖成臺階，其他工序與洞口混凝土襯砌 相同。七、排水 斜井井口邊仰坡上方設(shè)置截水口，下方設(shè)置排水溝，采用漿砌石砌筑，斷面尺寸根據(jù)匯