地下工程施工ppt课件第3章-斜井斜巷

第第3章章 倾斜坑道施工倾斜坑道施工由上向下施工由上向下施工由下向上施工由下向上施工1第3章 倾斜坑道施工由上向下施工1 泛指各种斜井、斜巷、斜洞、斜坡道等。泛指各种斜井、斜巷、斜洞、斜坡道等。隧道工程为加快施工速度而开凿的隧道工程为加快施工速度而开凿的辅助坑道辅助坑道 长梁山隧道长长梁山隧道长12.78km，有，有4条斜井条斜井 乌鞘岭隧道长乌鞘岭隧道长20.05km，10多条斜井，最长者达多条斜井，最长者达3362m。水利水电工程中的各种倾斜水利水电工程中的各种倾斜引水及压力隧洞引水及压力隧洞 地下停车场等大型地下空间工程的地下停车场等大型地下空间工程的倾斜通道倾斜通道 矿山为开采矿物而设置的各种矿山为开采矿物而设置的各种上山、下山、斜坡通道上山、下山、斜坡通道倾斜坑道倾斜坑道2 泛指各种斜井、斜巷、斜洞、斜坡道等倾斜坑道施工倾斜坑道施工：既可既可由上向下由上向下施工（下山施工），通达地面的斜井一施工（下山施工），通达地面的斜井一般均由上向下施工。般均由上向下施工。也可也可由下向上由下向上施工（上山施工），如矿山的上山。施工（上山施工），如矿山的上山。倾斜坑道施工的基本作业程序、方法、设备介于平巷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。技术措施方面有其自身的特点。3倾斜坑道施工：33.1 由上向下施工由上向下施工3.1.1 钻眼爆破工作钻眼爆破工作斜井井口开挖方式与井口地形有关。斜井井口开挖方式与井口地形有关。1）洞口开挖）洞口开挖直接开挖直接开挖：在山区或丘陵地带，：在山区或丘陵地带，斜井井口位于山坡脚下，且坡体斜井井口位于山坡脚下，且坡体比较稳定时，只需将山坡略加修比较稳定时，只需将山坡略加修整即可开挖。整即可开挖。明槽开挖明槽开挖 当井口覆有土层且地形平坦时，由于直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，必须采取接开挖井口顶板不易维护，必须采取明槽明槽开挖开挖大揭盖开挖大揭盖开挖43.1 由上向下施工3.1.1 钻眼爆破工作斜井井口2）表土开挖表土开挖两侧导洞先墙后拱法两侧导洞先墙后拱法：当表土段土质稳定性稍差，且井筒断面又较当表土段土质稳定性稍差，且井筒断面又较大时，应采用顺井筒两侧分别掘进超前导硐的先墙后拱短段掘砌法。大时，应采用顺井筒两侧分别掘进超前导硐的先墙后拱短段掘砌法。全断面一次掘进法全断面一次掘进法：当表土段土质密实、坚硬，井筒涌水量不大，当表土段土质密实、坚硬，井筒涌水量不大，且其掘进宽度小于且其掘进宽度小于5m时时。中间导洞法中间导洞法：当表土段土质比较稳定，但井筒掘进宽度大于当表土段土质比较稳定，但井筒掘进宽度大于5m时，时，可采用在井筒中间先掘可采用在井筒中间先掘2m左右的深导洞，而后向两侧逐步扩大的短左右的深导洞，而后向两侧逐步扩大的短段掘砌施工方法，刷大时两侧要同时进行。段掘砌施工方法，刷大时两侧要同时进行。稳定性表土挖掘方法稳定性表土挖掘方法一般采用普通法施工；短段掘砌，段长一般采用普通法施工；短段掘砌，段长24m顶部环形开挖预留核心土法顶部环形开挖预留核心土法：当表土段土质稳定性较差，且井筒断当表土段土质稳定性较差，且井筒断面又较大时，可采用正台阶法施工。其中上部台阶，首先施工周边，面又较大时，可采用正台阶法施工。其中上部台阶，首先施工周边，再将中间的核心土体挖去。再将中间的核心土体挖去。52）表土开挖两侧导洞先墙后拱法：当表土段土质稳定性稍差，且管棚法管棚法：将一系列钢管，沿斜井外轮廓或部分轮廓线，顺斜井轴线将一系列钢管，沿斜井外轮廓或部分轮廓线，顺斜井轴线方向依次打入开挖面前方的地层内，以支撑来自外侧的围岩压力，在方向依次打入开挖面前方的地层内，以支撑来自外侧的围岩压力，在其保护下进行井筒的掘砌工作。其保护下进行井筒的掘砌工作。地面井点降水地面井点降水：适用于含水层涌水量大于适用于含水层涌水量大于50m3/h，含水层透水性，含水层透水性较差的地层。较差的地层。板桩法板桩法：采用：采用斜板桩密集支护，配合工作面超前小井降低水位或井斜板桩密集支护，配合工作面超前小井降低水位或井点降低水位。点降低水位。帷幕法帷幕法：适用于涌水量大、流砂层厚，地质条件复杂，流砂深度适用于涌水量大、流砂层厚，地质条件复杂，流砂深度30m的不稳定斜井表土施工。的不稳定斜井表土施工。不稳定性表土施工围护方不稳定性表土施工围护方法法6管棚法：将一系列钢管，沿斜井外轮廓或部分轮廓线，顺斜井轴线方板板桩桩法法降水法降水法帷幕法帷幕法管管棚棚法法7板桩法降水法帷幕法管棚法73）岩石爆破工作）岩石爆破工作采用采用中深孔光面爆破，孔深中深孔光面爆破，孔深2m以上以上实施实施抛渣爆破：加大底眼装药量、加深底眼抛渣爆破：加大底眼装药量、加深底眼直眼掏槽：直眼掏槽：菱形、柱状、螺旋形菱形、柱状、螺旋形防止防止扎底：炮眼倾角比井筒倾角大扎底：炮眼倾角比井筒倾角大35抗水炸药：抗水炸药：乳化炸药、水胶炸药乳化炸药、水胶炸药钻眼：钻眼：气腿式为主、台车气腿式为主、台车 83）岩石爆破工作采用中深孔光面爆破，孔深2m以上8耙斗式装岩机：耙斗式装岩机：坑道倾角较大、断面较小时采用。坑道倾角较大、断面较小时采用。固定方式：卡轨器、钢丝绳套固定方式：卡轨器、钢丝绳套3.1.2 装岩工作装岩工作铲车装渣：铲车装渣：坑道倾角较小、坑道倾角较小、断面较大、断面较大、无轨运输。无轨运输。9耙斗式装岩机：坑道倾角较大、断面较小时采用。3.1.2 矿车矿车、箕斗箕斗3.1.3 提升运输工作提升运输工作 矿车提运：矿车提运：当坑道倾角当坑道倾角25，提升长度，提升长度 200m。简单，井口临时设施少，提升能力低，掘进速度受到限制。简单，井口临时设施少，提升能力低，掘进速度受到限制。箕斗提运箕斗提运：装载高度低，提升能力大，装卸载方便、速度快。装载高度低，提升能力大，装卸载方便、速度快。1)提升容器提升容器10矿车、箕斗3.1.3 提升运输工作 矿车提运：当坑道n箕斗形式：箕斗形式：前卸式前卸式、后卸式后卸式和和无卸载轮前无卸载轮前卸式卸式，无卸载轮前卸，无卸载轮前卸式箕斗使用效果较好。式箕斗使用效果较好。n 矸石需二次转运矸石需二次转运2）箕斗的卸载方式）箕斗的卸载方式11箕斗形式：前卸式、后卸式和无卸载轮前卸式，无卸载轮前卸式箕斗3）提升方式）提升方式 一套单钩：断面较小时采用一套单钩：断面较小时采用 一套双钩：断面较大时采用一套双钩：断面较大时采用 两套单钩：一套提升矸石，一套提材料两套单钩：一套提升矸石，一套提材料 实例：安家岭矿主斜井实例：安家岭矿主斜井 两套单钩两套单钩 主提为箕斗主提为箕斗 副提为矿车副提为矿车123）提升方式实例：安家岭矿主斜井12系统：系统：提升机、天轮、矸石仓、排矸道等构成提升机、天轮、矸石仓、排矸道等构成排矸方法：排矸方法：箕斗提升时需用矿车转换箕斗提升时需用矿车转换矸石仓矸石仓：距井口：距井口2030m，容积：一个掘进循环的矸石量。采用自卸，容积：一个掘进循环的矸石量。采用自卸 汽车运汽车运 输时，用铲车装渣，可不设矸石仓。输时，用铲车装渣，可不设矸石仓。井内：井内：轨道要主要防滑，用固定钢轨法和固定枕木法轨道要主要防滑，用固定钢轨法和固定枕木法4）提升与排矸系统）提升与排矸系统13系统：提升机、天轮、矸石仓、排矸道等构成4）提升与排矸系统1n支护形式支护形式：料石、棚架、锚喷。以：料石、棚架、锚喷。以锚喷为主锚喷为主。棚式支架：斜井倾角宜棚式支架：斜井倾角宜25 砌筑式支护、倾角砌筑式支护、倾角30、地质条件较差时：、地质条件较差时：墙基的末端宜做成台阶形式。墙基的末端宜做成台阶形式。喷锚支护时：喷射机可布置洞内，也可布置在喷锚支护时：喷射机可布置洞内，也可布置在洞外。洞外。3.1.4 支护施工支护施工14支护形式：料石、棚架、锚喷。以锚喷为主。3.1.4 支护施工长距离输料需注意的问题：长距离输料需注意的问题：管路堵塞管路堵塞 管路磨损管路磨损喷射机的布置：喷射机的布置：15长距离输料需注意的问题：喷射机的布置：153.1.5 安全工作安全工作 防止跑车事故。在防止跑车事故。在井口井口和和井内井内设置安全挡车器设置安全挡车器 1）井口挡车器）井口挡车器：井口逆止阻车器：井口逆止阻车器：结构简单，使用方便，易结构简单，使用方便，易于管理，安全可靠，应用较多。于管理，安全可靠，应用较多。163.1.5 安全工作 防止跑车事故。在井口和井内设置n钢丝绳挡车圈钢丝绳挡车圈 型钢挡车门型钢挡车门 钢丝绳挡车帘钢丝绳挡车帘2）井内挡车器）井内挡车器17钢丝绳挡车圈2）井内挡车器173.1.6 施工机械化施工机械化1）岩石掘进机）岩石掘进机 分全断面式和部分断面式。与水平隧道全断面掘进机不同的是，分全断面式和部分断面式。与水平隧道全断面掘进机不同的是，在倾斜坑道施工时加强了防止机体下滑的设计；在洞口设置绞车，在倾斜坑道施工时加强了防止机体下滑的设计；在洞口设置绞车，用钢丝绳牵引机体的尾部。用钢丝绳牵引机体的尾部。利用扩孔机施工斜井非常有利。从井底开始向上用一小直径掘利用扩孔机施工斜井非常有利。从井底开始向上用一小直径掘进机先打一导洞，然后再用扩孔机从上向下扩孔。掘进导洞时，为进机先打一导洞，然后再用扩孔机从上向下扩孔。掘进导洞时，为防止掘进机下滑，需用一套防滑装置撑住洞壁；扩孔时，扩孔机支防止掘进机下滑，需用一套防滑装置撑住洞壁；扩孔时，扩孔机支撑在拟扩大的断面上，可省去昂贵的防滑装置。在钻导洞和扩孔时，撑在拟扩大的断面上，可省去昂贵的防滑装置。在钻导洞和扩孔时，岩渣均由导洞孔滑到井底。另外，在导洞打通后，也可采用普通的岩渣均由导洞孔滑到井底。另外，在导洞打通后，也可采用普通的钻眼爆破法扩挖。钻眼爆破法扩挖。183.1.6 施工机械化1）岩石掘进机182）反井钻机施工）反井钻机施工 可使用反井钻机施工。倾斜钻进容易发生偏斜，在钻可使用反井钻机施工。倾斜钻进容易发生偏斜，在钻机安装时应做适当的调整。机安装时应做适当的调整。反井钻机钻掘导洞法较反井钻机钻掘导洞法较适用于倾斜长度较短适用于倾斜长度较短（300m以内）、坡度较以内）、坡度较大（大（35以上）且下口已以上）且下口已打通的地下工程，水利打通的地下工程，水利水电工程比较容易满足水电工程比较容易满足这些条件，故应用较多。这些条件，故应用较多。192）反井钻机施工反井钻机钻掘导洞法较适用于倾斜长度较短（303）机械化配套）机械化配套 凿岩、装岩、运输、支护各工序设备之间的相互协调与配合，即凿岩、装岩、运输、支护各工序设备之间的相互协调与配合，即机械化配套。机械化配套。（1)多台凿岩机多台凿岩机耙斗式装载机（或铲装机）耙斗式装载机（或铲装机）箕斗（或斗车）箕斗（或斗车）一种有轨设备的配套方案，矿山和隧道中应用最为普遍。使用多台凿岩机一种有轨设备的配套方案，矿山和隧道中应用最为普遍。使用多台凿岩机钻眼，选择设备方便，调动灵活，便于钻眼与装岩平行作业。但多台钻机作业劳钻眼，选择设备方便，调动灵活，便于钻眼与装岩平行作业。但多台钻机作业劳动强度大，工效低。动强度大，工效低。耙斗式装载机的选择与应与坑道净断面宽度相适应，断面面积为耙斗式装载机的选择与应与坑道净断面宽度相适应，断面面积为915m2时，时，耙斗容积为耙斗容积为0.40.8m3，配套箕斗容积为，配套箕斗容积为45m3；若断面大于；若断面大于15m2，应选用，应选用双机双箕斗或者单机单箕斗，选用后者时，耙斗容积可为双机双箕斗或者单机单箕斗，选用后者时，耙斗容积可为0.60.9m3，与，与46m3箕斗配套；井筒断面箕斗配套；井筒断面18m2时，可选斗容时，可选斗容1.01.2 m3的装载机，与容积为的装载机，与容积为68m3的箕斗配套。的箕斗配套。203）机械化配套（1)多台凿岩机耙斗式装载机（或铲装机）（2）多台凿岩机铲装机自卸卡车）多台凿岩机铲装机自卸卡车 该配套适用于在缺少凿岩台车时或倾角较小的坑道中施工，该配套适用于在缺少凿岩台车时或倾角较小的坑道中施工，采用无轨运输方式。近几年在公路、铁路隧道的辅助坑道中应用较采用无轨运输方式。近几年在公路、铁路隧道的辅助坑道中应用较多。缺点是凿岩设备与装运设备在能力上配套不甚合理。多。缺点是凿岩设备与装运设备在能力上配套不甚合理。（3）凿岩台车）凿岩台车铲装机铲装机自卸式卡车自卸式卡车 凿岩台车、铲运机、卡车均为轮胎行走，应用灵活。该配套凿岩台车、铲运机、卡车均为轮胎行走，应用灵活。该配套施工速度快，适用于长度和断面较大、倾角较小的地下工程，坑道施工速度快，适用于长度和断面较大、倾角较小的地下工程，坑道的宽度需满足错车要求。的宽度需满足错车要求。（4）蟹爪式钻装机蟹爪式钻装机转载机转载机运输机运输机 占用坑道断面较小，不仅钻、装工序平行作业，而且矸石运占用坑道断面较小，不仅钻、装工序平行作业，而且矸石运输与装岩一样，也是连续作业。掘进宽度较大时，可布置两台钻装输与装岩一样，也是连续作业。掘进宽度较大时，可布置两台钻装机、两台转载机与大功率运输机配套使用。机、两台转载机与大功率运输机配套使用。21（2）多台凿岩机铲装机自卸卡车21蟹爪式钻装机转载机运输机配套示意图 22蟹爪式钻装机转载机运输机配套示意图 223.2.1钻眼爆破工作钻眼爆破工作 底板有成水平的趋势底板有成水平的趋势（即所谓漂底）（即所谓漂底）爆破时岩石抛掷出来，爆破时岩石抛掷出来，很容易打到棚式支架的顶很容易打到棚式支架的顶梁上，造成崩倒棚子。为梁上，造成崩倒棚子。为此多采用底部掏槽，距底此多采用底部掏槽，距底板板1m左右。左右。3.2 由下向上施工由下向上施工1）炮眼布置）炮眼布置233.2.1钻眼爆破工作 底板有成水平的趋势（即所谓2）爆破通风爆破通风压入式通风压入式通风，切宜适当加大通风能力，切宜适当加大通风能力 如双巷同时掘进，并每隔如双巷同时掘进，并每隔2030m开开一条联络巷，以利通风一条联络巷，以利通风 特别应注意有瓦斯的坑底施工：特别应注意有瓦斯的坑底施工：通风更重要。爆破地点附近通风更重要。爆破地点附近20m内风流中内风流中瓦斯浓度达到瓦斯浓度达到1%时严禁放炮。时严禁放炮。工作面不准停风。工作面不准停风。242）爆破通风压入式通风，切宜适当加大通风能力 如双3.2.2 装岩提升工作装岩提升工作当倾角大于当倾角大于35时，矸石自重下时，矸石自重下滑。滑。人工装岩，配以链板机或溜槽人工装岩，配以链板机或溜槽 需要在巷道一侧设置安全挡板需要在巷道一侧设置安全挡板 巷道下口设置临时贮矸仓，以巷道下口设置临时贮矸仓，以便装车。便装车。1）装岩工作）装岩工作253.2.2 装岩提升工作当倾角大于35时，矸石自重下滑。在巷道倾角小于在巷道倾角小于35时，多采用耙斗式装载机装岩。时，多采用耙斗式装载机装岩。为了提高耙斗装载机的装岩生产率，耙斗装载机应与输送机或溜为了提高耙斗装载机的装岩生产率，耙斗装载机应与输送机或溜槽配套使用，这时在耙斗装载机卸载部位需要另加一个斜溜槽。槽配套使用，这时在耙斗装载机卸载部位需要另加一个斜溜槽。26 在巷道倾角小于35时，多采用耙斗式装载机装岩n链板链板运输：若斜巷长度不大，又采用运输：若斜巷长度不大，又采用链板机链板机上运材料。上运材料。矿车下放矿车下放矿车上提矿车上提1）提升运输工作）提升运输工作27链板运输：若斜巷长度不大，又采用链板机上运材料。矿车下放矿车 绞车及导向轮的布置绞车及导向轮的布置 多段提升多段提升28 绞车及导向轮的布置 多段提升28n 在倾斜坑道中，由于顶板在倾斜坑道中，由于顶板岩石受重力的作用，有沿倾斜岩石受重力的作用，有沿倾斜向下滑落的趋势，因此在采用向下滑落的趋势，因此在采用棚架式支护时，棚腿要向倾斜棚架式支护时，棚腿要向倾斜上方与顶、底板垂直线间呈一上方与顶、底板垂直线间呈一夹角，这个夹角称为夹角，这个夹角称为迎山角迎山角。3.2.3 支护工作支护工作29 在倾斜坑道中，由于顶板岩石受重力的作用，有沿倾