简述斜井的施工特点及在明槽施工过程中的注意事项

朱洪伟

(辽宁东煤基本建设有限责任公司，辽宁 沈阳 110022)

斜井开拓技术与立井技术相比，在技术上和经济上都具有一定的优势，这种技术经济投资少，挖掘速度快、施工成本低的优点。近年来，随着矿山企业对增大提升能力要求的提高，斜井开拓方式逐渐凸显了出来。接下来我们就针对斜井的施工特点及在其明槽施工过程中的注意事项进行分析与介绍。

1 斜井的施工特点

斜井的依其特点，其井筒倾角通常可以达到几到几十度，因此其施工方法、工艺及使用的设备与立井相比，有很大的不同，接下来我们就斜井井颈和基岩段的施工特点分别作以介绍。

1.1 斜井井颈的施工特点

斜井的施工方法要与其所在的自然条件相适应，下面我们就依据施工情况分别对其进行介绍。

(1)当需要在表土层较薄岩石较多的地区进行井颈施工作业时，要先清除井口所在位置的表土层及风化松动的岩层，然后使用钻爆法进行掘进，在掘进过程中需要设立临时支护，当掘进到井颈的设计深度后，再由下自上进行砌碹。在这个过程中要特别注意，斜井井颈井口处的砌筑必须使用砼或性质坚硬的石料，以防止发生坍塌等安全事故。

(2)当需要在表土层较厚的地区进行井颈施工时，通常采用明槽开挖的方法。这种方法是将井颈段内的表土层土壤挖掘到一定的深度，并使其井口呈现井坑状，以便于在砌硐后制作防水并回填夯实。如果现场井口处的表土层土质较为密实、涌水量很小且井筒的掘进宽度小于5m时，可以采用全段面一次掘进的方法继续挖掘，同时要使用金属拱形支架进行临时支护。如果井筒的掘进宽度大于5m时，则需采用两侧导硐的施工方法。如果在井口处10m内的表土层中含有薄层流砂，则需扩大了井坑的范围，采用大揭盖开挖的方法。

(3)当需要在由表土层与风化带的土层相互过渡的土层施工时。在斜井井筒逐渐由表土层进入风化带的施工过程中，挖掘土层的土质中所含的风化岩层会不断变厚而表土层量则会减少，这时应使用土、岩分别短段掘砌的施工方法。使用这种方法要先挖掘去该段土层中的表土层，之后在风化的基岩上制作临时的壁座，并砌好一部分拱顶及侧墙，然后断续向下，挖掘其下部的风化岩层同时补齐之前未制作的另一部分拱顶及侧墙。在使用这种方法进行施工时，如果段高不足1m，不可使用临时支护。如果在施工过程中发现土质较差，而需要使用两侧导硐的方法。

(4)当施工段完全进入风化带时，可将施工方法改为全断面掘进的方法，在掘进过程中要注意，要浅打眼并要控制药量放小炮。在支护过程中要严格管理，为了防止发生冒顶或片帮事故，如果井颈表土层稳定且无水时，可以使用锚网喷砼的方法作为永久支护。如果表土层不稳定则可以依据实际情况选择板桩法、注浆法等特殊的方法。

1.2 斜井基岩段的施工特点

通常情况下，斜井在基岩段的施工方法、工艺和使用设备常与岩石平巷的相同，但斜井具有几到十几度倾角的特点使其在施工的难度要大于在岩石平巷中施工。为此人们急需改变这种状态。随着国内大型提升机械的发展，人们为了提高工效开始使用了斜井箕斗、气腿式凿岩机等新型施工机械。使其与岩石平巷有了区别。

2 斜井在明槽施工过程中的注意事项

斜井的施工过程中的注意事项有很多，本文就针对斜井表土层施工过程中的明槽几何尺寸确定时的注意事项和其支护方式这两点来作以介绍。表土层的土质较为松软，常有涌水现象且其稳定性较差、随地质条件的变化也较大，所以在进行表土层施式的过程中要尽量避开雨季并要加快其进度，以免因表层地质变化而加大施工困难，带来施工隐患。在这一土层施工通常采用明槽开挖的施工方法。下面我们就分项对其进行介绍。

2.1 确定明槽的几何尺寸

明槽的几何尺寸主要有明槽边坡角、明槽斜深、明槽长度和明槽宽度等，下面我们就分别对其确定方法做以简介。

(1)明槽边坡角的确定

为了防止明槽端壁和侧壁发生滑塌，我们常将其做成仰坡，其坡角就是明槽边坡角，特别是在表土层较厚且不稳定时，一定要设立相应的明槽边坡角。这个坡角可依据开挖方式和实测出的土壤的内摩擦角、粘着力、湿度和容重等参数参照相关标准要求进行查找、确定。通常如果采用人工挖土其坡角常在45°～76°之间。

(2)明槽斜深的确定

明槽斜深主要是依据顶板安全厚度(h1)、斜井井筒掘进高度(H)、明槽边坡角(α1)、斜井井筒倾角(α)、斜井井口的地面坡度(α’)和耕作层厚度(h2)依据如下公式来确定。

明槽斜深:H1=(h1+H)/sin(α1+α)+h2/sin(α1-α’)

其中，顶板安全厚度常取2～4m，当施工土层为不稳定土时常取6～8m，且一定不小于2m;耕作层厚度依据斜井井口的地面坡度在0.15～0.5m之间进行选取。

(3)明槽长度的确定

明槽长度分为明槽底长度和明槽上口长度，均依相应公式确定，公式如下:

明槽底长度:l=Hsin(α1-α’)/sin(α1+α’)

明槽上口长度:L=Hsin(α1+α)/sin(α1+α’)

(4)明槽宽度的确定

其槽底宽度B1要比斜井的掘进宽度增加0.6～1.0m，明槽上口宽度B2依公式确定。

明槽上口宽度:B2=B1+2H1cosα1

2.2 确定明槽的临时支护方式

在明槽挖好之后，要依据其土质条件进行临时支护方式的选择。如果土质较坚固、稳定，可以使用挡板和斜撑对斜井井口上部仰坡进行支撑，井口暗挖段使用架设密集棚子的方法。如果土质较为松软，其稳定性较差，可使用45°台阶式边坡，并用木桩、插板进行加固。(常用的台阶尺寸为0.55m见方，木桩长1m。)如果土质容易产生局部坍塌，则需要使用架设密集棚子和台棚的方法，同时在其上冒空处要加设木垛，并用草袋将木垛与顶板盖严。

通过以上对对斜井的施工特点和施工过程的施工方法的简要介绍，希望可以为初学者提供参考。