4 傾斜坑道施工

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2023/7/141地下工程4.1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。

2023/7/142地下工程

關于傾斜坑道的傾角范圍，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45°時，又具有立（豎）井的某些特征。

2023/7/143地下工程4.2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。2023/7/144地下工程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（a）直接開挖（b）明槽開挖2023/7/145地下工程明槽尺寸的確定：2023/7/146地下工程（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2～4m；

α—井筒傾角，°；α'—地面坡度，亦稱自然邊坡角，°；

h2—耕作層厚度，取0.15～0.5m。地形平坦時取0.5m，α'>25°時取0.15m；

α1—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55～75°。（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0.6～1m。明槽上口寬度：B2＝B1+2Hcosα1

2023/7/147地下工程明槽的挖掘、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)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＋斜撐明槽的支護2023/7/148地下工程

(a)橫撐布置（b）斜撐布置圖4—3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2023/7/149地下工程圖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4—4臺階木樁法2023/7/1410地下工程4.2.2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，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2023/7/1411地下工程管棚法：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，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。2023/7/1412地下工程

斜井井筒施工與平巷施工較為類似，但由于斜井具有10～30°左右的傾角，給裝巖、排矸、支護、調車、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、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2023/7/1413地下工程鉆眼爆破、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2023/7/1414地下工程提升與運輸工作：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，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。

2023/7/1415地下工程1-翻轉架；2-箕斗；3-牽引框架；4-導向架2023/7/1416地下工程施工安全措施：

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。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。2023/7/1417地下工程

A－阻車位置；B－通車位置；1－彎軌；2－橫軸；3－軸承；4－踏板

2023/7/1418地下工程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。井內擋車器：2023/7/1419地下工程箕斗牽引繩鋼絲繩擋車圈滑輪2023/7/1420地下工程它又名保險門。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：2023/7/1421地下工程1-型鋼擋車框；2-加固立柱；3-滑輪；4-牽引繩2023/7/1422地下工程它用兩根直徑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：2023/7/1423地下工程1-懸吊繩；2-立柱；3-吊環(huán)；4-鋼絲繩編網(wǎng)；5-圓鋼

2023/7/1424地下工程4.4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，25～35°時可用鐵溜槽，14～35°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。2023/7/1425地下工程1－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2023/7/1426地下工程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，傾斜角度也各不相