1引言
斜井施工是水利水电工程的基础施工组成部分,由于其操作比较复杂,且施工难度较大,因此,对于施工要求比较严格。在斜井施工过程中,需要根据工程实际的设计和规划情况,对斜井施工环节进行科学布置,选择与工程建设情况相符的施工方法,保证施工进度和质量。
2斜井施工的类型
由于水利水电工程建设是系统且复杂的,其包含很多施工内容、专业等,每个施工项目对于施工要求也所有不同,就斜井施工而言同样如此。工程中斜井施工工艺比较常见的有四种,即施工斜井、高压管道斜井、泄洪洞斜井以及用于电缆等位置的斜井。施工斜井,要求在挖掘斜井时,其斜度必须控制在25°以内,并且还要控制断面直径,施工方向为从上至下。高压管道斜井,在施工阶段,其斜度一般为40~60°左右,但是有时其斜度也会小于40°。通常情况下,此类斜井的断面直径都小于7.5m,最大时其直径也在7.5~9m左右。与此同时,在施工过程中,也需要在斜井的周围设施通道,方便运输。泄洪洞斜井,其斜度都在30°以内,断面的尺寸相较于其他斜井类型来说也是最大的,并且建有配套的运输通道。电缆、通风处的斜井,断面面积则比较小。
3斜井施工的方式
斜井施工方式的合理选择是保证施工进度以及质量的基础。因此,在施工之前需要深入了解项目建设的具体内容,依据工程项目建设目标、规模、特点等选择适宜的斜井施工方式。但是由于斜井施工具有一定的安全风险,需要对施工人员的施工作业环境以及安全程度进行综合考量,做好安全防护工作。
3.1斜井的开挖与支护
斜井的开挖与支护难度较大,且存在的影响因素较多,在开挖以及支护过程中需要从施工方法和施工技术两个方面入手,对其施工进行管理控制。同时,也需要对施工现场的地质条件以及施工环境进行勘察,为后续的施工作业提供必要的依据。下面对该施工内容进行详细叙述:
3.1.1施工方法
斜井的角度是在施工过程中需要重点考虑的因素之一,依据斜井角度的不同采用适宜的施工方法。若挖掘的斜井倾斜角度较小,那么采用全断面开挖施工方法;若斜井的倾斜角度在30~45°时,就要先进行井口的支护工作,在确认了井口足够稳定的基础上再采用全断面的开挖方式,其施工方向为由上至下;当斜井倾斜角度超过45°时,一般其断面面积会比较小,这时可以不挖掘导口井,而是加深爬罐的深度,要≥400m,但是需要对反并的砖机施工高度进行有效控制,通常其深度≤300m。所以,若斜井的总路程较长(长度≥450m),且施工条件允许,需要增置施工支洞。另外,如果工程斜井施工是分为上、下两个阶段施工的,那么在施工时需要将上下两个部分分离开来,保证其施工安全程度较高。如果其长度需要≥10cm,那么岩塞的长度至少要大于斜井直径的两倍。
3.1.2施工的地质条件
工程选址以及地质勘查工作在水利水电斜井施工中也是必不可少的,其可以为施工方案的制定提供有效的信息数据,保证施工方案的科学性和合理性。在施工之前,需要对现场的地质水文进行实时监测,再依据监测数据对开挖和支护施工进行设计,弱化不良地质对于施工的负面影响。
3.1.3斜井支护
在开始斜井开挖之前,需要先完成斜井井壁的支护工作。在对施工作业面进行检查时,若发现井壁上存在节理性的裂纹,表明该井壁不稳固,需要进行支护。支护施工的主要作用是支撑,保证斜井结构的应力平衡以及稳定性,维护施工人员以及工程整体建设的安全。由于各工程斜井的直径不相一致,因此其支护工作也会有所差异。若开挖斜井的直径比较大,那么在扩挖的台车上就可以完成支护的相关工作。反之,其支护工作可以在运输台车以及掌子面上完成,无需扩挖车。斜井施工中,采用喷机完成混凝土的喷射工作,而材料的运送是依靠钢管输料管完成的,该管道可以与井下的工作面连接在一起。需要注意的是,从“以人为本”的角度出发,为了保证施工作业人员的生命安全,当前都会采用湿喷,相比于前者而言更加安全和健康。具体施工方法为:在井口或扩挖平台上安装混凝土湿喷机,为了保证混凝土喷射的质量,需要尽量减少缓冲作用,对此,可以在输料管的喷头处增加一段软管。在喷射时,需要依据工程施工要求控制好混凝土原料的质量。
3.2爬罐法
因为爬罐法优势突出,现已被广泛应用于采矿业以及水利水电施工中,也是斜井施工比较常见的施工工艺。相较于其他类型的来说,爬罐法的施工更加简便,只需要在井壁上安装导轨,这样爬罐就可以利用导轨变换位置。下面对该施工工艺进行进一步的分析:
3.2.1施工工序
当开挖的斜井倾斜程度已经超过42°时,可以采用爬罐法,但是在实施技术之前,需要贯穿平洞,再实施后续工作。爬罐法的施工工序为:在平洞上安装爬罐,并对其运行状况进行监测和调试,通过导轨控制爬罐的移动方向和距离。在斜井施工中,爬罐向上运动移动至掌子面,然后开始钻孔爆破施工,在爆破时,石渣会地心引力作用下下落。这时可以运用具有装载功能的机械设备将其运出至平洞,放置于洞外的弃渣场。需要注意的是,采用该施工工艺时,需要依据斜井断面的面积选择开挖方式,开挖方式分为全断面一次性完成小断面或者是先挖导井后挖正井。如果斜井断面较小,适宜食用全断面一次开挖方式,如果斜井断面较大,那么需要采用倒扩法完成斜井的开挖施工,也就是先由下网上开挖铺设导轨,再由上网下利用钻爆法分层扩挖,导井溜渣。
3.2.2爬罐法施工优缺点分析
爬罐法施工的有点在于其使用范围比较广,且适用于各种施工环境和地质条件,如果在施工中发现实际情况与设计不符,可以及时调整。在施工时,受到的影响因素较小,不会受到斜井尺寸的限制。在施工之前,无需做大量的准备工作,且施工效率高,使用效果好。但是爬罐法也存在一定的问题,即施工条件较差,会对岩石的强度、稳定性造成影响,在施工结束之后,井壁的通风条件也会比较差。
4结束语
总而言之,在水利水电工程施工中需要对斜井施工过程进行全程监控,为了保证其施工安全,需要进行施工安全管理,尤其是在爆破时,需要对使用炸药的各个物理参数进行计算和核查,在爆破工作结束之后,需要对施工现场进行全面清理,保证工作人员的生命财产安全。另外,由于斜井施工技术比较复杂,为了保证施工质量,需要针对工程建设实际情况对斜井施工进行合理规划设计,使其符合工程建设要求,同时也能够提高工程的经济效益。
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