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斜井施工方法
( α=20° L=400mm)
一、 斜井提升方式拟定
斜井提升方式的选定取决于斜井所处的环境位置, 另外担负正洞的工作量而定, 方式一定, 对加快工程进度, 提高工效, 降低成本, 保证安全施工和工期尤为重要。方式有绞车提升, 胶带运输机和无轨运输三种, 根据提升容器的不同, 绞车提升又分为串车, 大型矿车, 箕斗提升等方式。结合隧道自身的特点, 一般不采用胶带和无轨运输, 当前铁路隧道斜井提升多采用绞车提升, 容器采用矿车或箕斗。
1、 矿车提升:
优点是: 需要斜井断面较小, 开挖量少, 设备简单, 井口不需要碴仓和栈桥,天轮架较矮,设备安装时间短,能够缩短工期,投资少。
缺点是: 提升速度较慢, 辅助提升的时间长, 提升能力较小。同时摘挂钩频繁, 有时可能发生掉道或跑车事故, 安全可靠相对较差。
2、 箕斗提升:
优点是: 提升速度快, 提升量大, 相对安全可靠, 特别适用于提升量大的斜井。
缺点是: 需要设备多, 安装时间较长, 井上要修卸碴栈桥,天轮架较高,造价高。
3．经过以上方案比选, 拟采用侧卸式矿车提升出碴( 长梁山隧道斜井此种方法) 。
二、 斜井断面尺寸及支护结构设计
斜井断面设计有单井和主、 副井, 主井为双车道, 副井为单车道。选择形式需从几方面因素考虑, 即: 满足施工要求, 通风, 进出料、 风水管, 施工人员进出、 维修等。本施工方法主要以主井为例。
1、 斜井断面尺寸设计
采用四轨双车道, 断面尺寸宽5.5米, 高5.0米, 内设单位侧水沟。高压内水管路, 洞内排水管, 通风管及人行道护拦, 见图示:

2、 支护结构类型设计
根据斜井所位于的地质情况而定, 但井口、 斜井与隧道连接处20∽30米范围内及IV级围岩采用二次衬砌加强, 其余Ⅱ、 Ⅲ级围岩段采用锚喷支护。主要衬砌支护参数见表:
支护参数表
围岩级别
或地段
锚喷支护或衬砌支护
二次衬砌厚度( cm)
拱墙喷射
砼厚度( cm)
锚杆
拱墙
铺底

位置
长度( cm)
间距(m)
钢筋网

Ⅱ、 Ⅲ
12
拱
2.0
1.0∽1.2

IV级围岩及井口、 井底连接处
10
拱墙
2.5
1.2
φ6拱
3.0
25
三、 斜井内附属洞室设计
斜井与隧道的连接部位设置井度车场, 作为隧道与斜井联系的中转站。斜井与隧道的连接方式采用单连式。井底车场平曲线半径为15米, 竖曲线半径为25米。井底设信号、 材料, 变电洞室及水仓、 水泵室、 避车洞、 每100米处设防跑车洞、 井口设车挡器等。
四、 斜井洞口及井口车场布置
井口按要求作好洞门衬, 井口车场布置因地制宜, 利用地形满足提升设备安装要求, 并以便于弃碴, 材料房、 生活房、 空压站, 砂、 石料场等布设, 进口的2米处需设横向排水沟, 轨道应有向外3%下坡。
五、 施工方法
1、 施工控制测量
根据设计单位提供的设计资料, 结合施工现场选取控制点, 已有仪器的功能、 精度、 操作简便的精密测量设备, 一般采用三角网及布置设支导线进行控制, 并在井口适应位置设永久水准基点。
2、 斜井开挖
开挖: 采用人工手持风枪钻眼开挖, 井外供风, 人工出碴, 有轨运输, 胶车提升, 矿车运碴, 机械通风的施工方法。采用光爆开挖, 根据开挖断面, 围岩级别设计周边炮眼及其参数, 尽量控制好超欠挖。
3、 锚喷砼施工:
在围岩较差地段, 应采用小导管超前注浆或管棚法, 支护紧跟开挖, 以保证施工人员安全, 其施工工艺同隧道锚喷施工工艺。
4、 井室衬砌, 井口段、 斜井与隧道连接处及IV级围岩地段均需衬砌加固。特别是洞门应随开挖随衬砌好后再往里掘进。衬砌前需先将墙基松碴清除干净, 如斜井倾角大于30°时, 其墙基末端宜作成台阶形式, 其衬砌排架立柱斜度宜为斜井倾角的一半, 但最大不得大于9°。各排支撑间应设三道纵撑支稳, 砼采用泵送入仓, 井外拌合站搅拌, 机械捣固。
5、 斜井与隧道交叉段支护方式
为了安全稳妥地经过这个咽喉部位, 应结合现场地质情况, 研究选定切实可行的施工方法及步骤。
①在地质较差, 一般IV级围岩宜采用超前小导管注浆。如遇造孔困难, 可采用自进式迈式锚杆, 必要时, 钻孔取芯, 探明前方地质, 也可采用先开挖上弧, 边开挖边支护, 然后开挖下半断面。
②交口处加固, 设置工字钢或钢筋砼托梁, 和钢筋砼墩柱钻墙柱上套拱衬。
③隧道正洞采用上半部开挖, 如地质差, 采用超前小导管注浆挑顶开挖, 支护紧跟, 完成正洞喇叭口段30∽40米, 并将上弧导初期支护完毕。
④待正洞开挖支护完后, 再回头完善车场及正洞下半断面开挖支护。
6.车场段开挖支护方法
①当斜井开挖至车场段变坡点时, 在前方向右侧设置吸水仓, 水泵室( 也可设在正洞的一侧) , 尺寸为4×3×5.0米。采用大功率高扬程抽水机抽水, 以防渗水浸泡围岩使其软化。
②在车场开挖前, 如地质差时, 需在拱部打超前小导管注浆固结, 也可采纲格栅, 锚杆、 或迈式锚杆, 进尺一般控制在1.2∽1.5米左右。
7．附属配套工程施工方法
①轨道: 钢轨采用24kg/m, 木枕, 间距为0.6米, 碎石道碴厚0.3米, 两矿车纵向间距≥0.25米。
②斜井一侧设置水沟一道, 在斜井每10米做一横向盲沟将水引入水沟内、 水沟设人行道及护栏。
③通风管安置在斜井顶部中, 采用锚杆再钢架固定, 高压风管, 水管, 排水管, 高压电线设在人行道的另一侧。
④井口及井下必须设置挡车器, 绞车室与井口和井底均应设联系信号, 并设值班信号员。
⑤绞车及钢丝绳在选型时, 必须将安全系数留足, 侧卸式矿车视工程实际情况进行计算选型。