水利水电工程中斜井施工技术的应用

2015-10-22罗忠明

花卉 2015年17期

关键词：斜井井口水利水电

罗忠明

（中国水利水电九局贵州贵阳）

1 引言

水利水电工程施工技术的应用效果能够在很大程度上影响整个工程建设质量，因此，为了保证水利水电工程建设能够带来较大的社会效益和经济效益，必须对施工中所应用到的施工技术进行详细探究，并加强施工管理和控制。

2 水利水电工程中的斜井施工类型

①施工斜井。在此类斜井的施工过程中，其倾斜度一般需要控制在25°以内，同时斜井的断面直径也应该尽量小，具体的施工顺序是由上至下。②高压管道类的斜井。此类斜井在高压管道挖掘的过程中，一般需要将斜井的倾斜度控制在40～60°之间，在一些特殊的施工情况下，倾斜度也需要进行适当改变，比如有时倾斜度会因为管道位置或者安全性等原因而小于40°，在对此类斜井开挖的过程中，其断面的直径都是小于7m的，只有在极少数的情况下对于高压管道斜井的施工挖掘，其直径会控制在7～9m之间。③泄洪洞的斜井。这种斜井类型一般其倾斜度都在30°以下，但是其断面的尺寸会较大，同时会伴有运输通道。④通风处以及电缆处的斜井。在这种施工区域出现的斜井其最大的特点就是断面会比较小。

3 斜井开挖与支护

3.1 掌握施工环境地质资料

水利水电工程施工与地质条件有很大的关联，尤其是斜井施工技术，对地质环境的要求更高，因此，在斜井施工前，首先需要了解施工现场的地质状况和水文状况，明确施工场地的地质构造、地层的岩性、井口处边坡的稳定情况等。这些元素都对斜井施工技术有很大的影响，在斜井施工中，要根据地质水文资料的情况来采取相应的方法。在开挖的过程中，如果发现实际情况和资料所提供的数据有不符，则应该对其做好详细的记录，通过汇总及时提交到相关部门，并且采取相应的措施进行处理。

3.2 施工方法

在斜井施工前，应该综合考虑施工现场的地质情况、交通情况和施工设备等确定施工方法。如果斜井的倾斜角度在30°以内，则可以采取由上至下的全断面施工方法。如果倾斜角度在30～45°之间，则也可以采取由上至下的全断面施工方法，但是还需要采取必要的支护技术。但是，如果倾斜超过45°，则应该先挖导井，然后再由上至下进行扩挖。

在斜井施工设备方面，爬罐和反井钻机这两种设备的最大施工范围为400m，如果斜井长度超过450m，则应该采用支洞施工形方式。在这种情况下，应该将斜井分为上下两段，但是值得注意的是必须加强两段连接处的合理设置，加强支护技术，保证工程的安全。

在斜井施工爆破中，乳化炸药和起爆雷管这种炸药应用的比较普遍，在爆破后，应该及时的将井内炸掉的渣输送出去，防止堵塞井口，使井内的空气得不到流通而危及到人员的安全。在输送的过程中，要注意轨道的设置和采取必要的安全措施。

3.3 导井开挖

当斜井的断面面积超过18m2时，应该采用导井的施工方式，当采用爬罐或者是人工开挖的方法时，应该设置在斜井的下部，这样有利于在爆破后将井内的渣向出输送。

目前，对于长斜井导井的开挖施工，一般采用反井钻机法和爬罐法两种。根据反井钻机和爬罐的技术性能，施工长度应该控制在250m以内，如果斜井倾角大于45°，则对于导井开挖应该采用反井钻机或者爬罐，如图1所示；如果斜井施工长度在250m以上，则应该采用爬罐开挖反导井。如果采用爬罐开挖较长斜井的反导井时，应该同时采用人工自上而下开挖正导井相配合，这样有利于提高施工进度。

图1 ALIMAK爬罐施工反导井工作

根据目前我国的反井钻机施工设备，在斜井导井施工中，开挖直径一般为1.4m，但是反井钻机施工直径较小，在溜渣过程中很容易出现堵塞的问题，因此一般都会采用自下而上的方式，先将导井扩挖到直径3m左右，然后再扩挖。在扩挖的施工中，往往采用吊笼法，不仅施工速度快，而且安全性较好。

3.4 扩大开挖

斜井导井形成后，应该由上至下进行扩挖。在长斜井施工中，施工人员、材料、机械设备的运输都需要采用卷扬机牵引的轨道车，轨道车运输系统重复按拆难度较大，所以在扩挖施工中，应该一次扩挖至设计开挖边线。为了解决短斜井运输系统难点，可以设置爬梯。对于较大断面的斜井的开挖施工，可以分两部分进行，分别为上半洞和下半洞，这样能够有效降低施工难度。对于断面直径较大的长斜井扩挖施工，首先应该准备好作业台车，而且具体的轮廓尺寸应该略小于斜井开挖直径，为机具存放、钻孔爆破等提供移动平台。如果长斜井直径，则不需要专门设置开挖台车，只需要设置运输台车。对于扩挖作业台车，可以安排1台双筒慢速卷扬机进行牵引，如果需要2台同型号慢速卷扬机同时牵引，则应该采用1根钢丝绳绕过安装在作业台车上的平衡轮与2台卷扬机相连结，保证钢丝绳受力均衡。

3.5 支护

在进行斜井扩挖施工中，应该对井壁（包括底拱）进行系统锚喷支护。如果井壁有不利的节理裂隙组合，则应该及时做好支护措施。对于直径较大的斜井，应该将支护作业安排在扩挖台车上进行；如果斜井直径较小，则不需要专门设置扩挖台车，并且将支护作业安排在运输台车上进行。对于斜井内喷射混凝土施工，可以采用干喷机进行施工，可以将喷机设置在上平段，输料管接至井下工作面，但是为了保护施工人员的身体健康，应该尽量采用湿喷工艺。对于混凝土湿喷机，应该设置在井口上或者扩挖平台车上，在输料管的喷头部位，应该采用一定长度的软管，而其余部分应该采用钢管。湿喷机输料方式一般可以被分为稀薄流和稠密流两种，其中，稀薄流与干喷机输料方式类似，将混凝土混合料与压缩空气混合，可以形成稀薄流，从而使得物料向下输送。稠密流湿喷机输料管内的混凝土是连续紧密的，因此，如果向下输送，则会导致物料运输的稳定性降低，对于这一问题，应该将湿喷机吊放到井下，混凝土通过溜管供给湿喷机，而且还需要另外设置吊湿喷机的提升系统，但是这样依赖，施工难度将大大增加，另外，湿喷机需要频繁地吊人、吊出，这样对施工进度也产生不良影响。

4斜井井口的加固方式

斜井的上部井口主要分为露天和埋藏两种。在对斜井井口进行加固的时候，要根据具体的施工条件来进行选择。如果井口是露天型的，那么就不会有过高的边坡坡度，此时应该根据周围岩石的稳定情况来进行加固处理。根据施工现场条件以及具体建筑的需求，对尺寸进行具体的确定，通常情况下，井口在周边都会有3～5m的宽台池，在边坡处以及边角处设置排水沟来确保地表水不会最终流入到斜井的内部。对于稍大的井口，在上部需要挖掘到一定程度，然后再根据周围岩石的具体条件来选择加固方式或者选择具体标准进行衬砌，确保稳定性。而对于埋藏式的井口，加固方式的选择应该综合考虑地表之上建筑物的具体情况，比如，在调压井的上部，采用混凝土结构，既可以方便模板的搭建，同时也可以为之后施工便利和安全打下基础，从而确保施工稳定和安全；在对下部进行施工之前，于斜井的顶部进行混凝土的施工可以有助于周围岩石的稳定性，这就可以创造良好的安全性。

5 施工安全

斜井施工难度较大、施工环境恶劣，而且在施工过程中，不安全因素较多，因此，保证施工安全，是斜井施工的难点和重点。斜井施工前，应该根据相关规范和实际要求，制定具体的施工安全技术措施。另外，对于施工人员，应该进行安全技术交流交底工作，并加强安全技术培训，按规定持证上岗。在施工过程中，应该严格执行“作业动态挂牌制”管理办法，作业时挂牌，下班时摘牌。