倾斜隧道施工课件.ppt

《地下工程讲稿》 《地下工程》讲稿 4 倾斜坑道施工 为防止提升容器因断绳或者井口阻车器使用失误而发生跑车事故，在工作面上方不太远处还应设置挡车器。挡车器形式有多种，其中常用的有钢丝绳挡车圈、型钢挡车门和钢丝绳挡车帘等。 它又名保险门。用型钢或旧钢轨作成门式挡车框，两根坑木做立柱作为门框。型钢挡车器的立柱具有一定的倾角，使挡车框借自重关闭。提升容器通过时，由信号工拉动牵引绳，使挡车框开启让矿车通过。斜井角度较大时，为确保安全，可在型钢挡车器两面铺上钢丝网以防浮石及杂物滚落到工作面。 它用两根直径150mm的钢管为立柱，并用钢丝绳和直径25mm圆钢编成帘形。钢丝绳挡车帘吸取了上述两种挡车器的优点，具有钢中带柔的特点。用手拉悬吊绳，将帘上提，可使提升容器通过，松开悬吊绳，帘子下落而起挡车作用。 沿倾斜由下向上施工时，施工设备、工具及支护材料要运上去，而斜巷的长度往往又较长，倾斜角度也各不相同。为此，要选择比较合理的提升、运输方式，以保证快速安全地施工。 若斜巷长度不大，又采用链板运输，利用链板机往工作面运送材料。 在倾斜坑道中，由于顶板岩石受重力的作用，有沿倾斜向下滑落的趋势，因此在采用棚架式支护时，棚腿要向倾斜上方与顶、底板垂直线间呈一夹角，这个夹角称为迎山角β 。 * * 4.1 概述 4.2 斜井表土施工 4.3 斜井基岩施工 4.4 由下向上施工斜巷 4.1 概述 倾斜坑道（泛指各种斜井、斜巷、斜洞、斜坡道等）在地下工程中极为常见，如隧道工程为加快施工速度而开凿的辅助坑道、水利水电工程中的各种倾斜引水及压力隧洞、地下停车场等大型地下空间工程的通道等。尤其在矿山井下，为开采矿物而设置的各种上山（位于开采水平之上的倾斜巷道）、下山（位于开采水平之下的倾斜巷道）、斜坡通道等更为常见。长梁山隧道长12.78km，设有4条斜井；乌鞘岭隧道（双洞），全长20.05km，全线开凿有十多条斜井，最长者达3362m。 关于倾斜坑道的倾角范围，没有明确的划分规定，大多以倾角超过5°、小于90°时视为倾斜坑道。当倾斜坑道直通地面时一般称为斜井，在金属矿山，使用汽车运输时，有的也叫斜坡道。在煤矿井下，将专门用于提升的倾斜巷道称为暗斜井。根据用途的不同，矿山中的斜井分为主斜井、副斜井和通风斜井等。 倾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），主要视与上下坑口相连工程的贯通情况而定。对于通达地面的斜井，一般均由上向下施工。 倾斜坑道施工的基本作业程序、方法、设备介于平巷和立（竖）井之间，在出矸、运输、排水、通风和安全等技术措施方面有其自身的特点。但当其倾角小于45°时，与水平巷道较为接近；大于45°时，又具有立（竖）井的某些特征。 4.2 斜井表土施工 4.2.1 斜井井口明槽施工 斜井井口开挖方式与井口地形有关。 在山区或丘陵地带，斜井井口位于山坡脚下，且坡体比较稳定时，只需将山坡略加修整即可开挖。 当井口覆有土层且地形平坦时，由于直接开挖井口顶板不易维护，必须采取先挖明槽（或称井口坑）的开挖方式。 若表土中含有薄流沙层，且距地表深度小于10m，可采用大揭盖开挖方式，即将井颈段一定深度的表土挖出，形成明坑，待永久支护砌筑完成后，再回填夯实。大揭盖方式挖掘范围较大，一般尽量采用明槽开挖。 明槽 流沙 风化带 斜井 （c） 大揭盖开挖 图4-1 斜井井口开挖方式示意图 （a）直接开挖 （b）明槽开挖 明槽尺寸的确定： （1）明槽斜深H 式中：H掘—井筒掘进高度，m；h1—顶板安全厚度，取2～4m； α—井筒倾角，°；α—地面坡度，亦称自然边坡角，°； h2—耕作层厚度，取0.15～0.5m。地形平坦时取0.5m，α25°时取0.15m； α1—明槽边坡坡度，亦称人工边坡角，其值取决于表土性质和挖土方式，大多数情况下为55～75°。 （2）明槽长度L、l 明槽底长 ： 明槽上口长度： 明槽底宽度B1一般比斜井井筒掘进宽度大0.6～1m。 明槽上口宽度： B2＝B1+2Hcosα1 明槽的挖掘、支护方法 明槽挖掘有人工挖掘和机械挖掘两种方式，其挖掘工具应根据表土层的土质进行选用。 明槽的支护 挖土与砌墙平行作业： 一边挖土一边砌墙。 支撑加固法： 横向支撑＋斜撑 台阶木桩法：明槽边坡按台阶式开挖，台阶采用侧壁式打短木桩插板维护。 明槽正脸支护： 明槽的支护 支撑加固法： 横向支撑＋斜撑 明槽的支护 挖土与砌墙平行作业： 一边挖土一边砌墙。 支撑加固法： 横向支撑＋斜撑 明槽的支护 台阶木桩法：明槽边坡按台阶式开