大坡度、长斜井施工测量分析

张洪 邱章云 双安琪

葛洲坝测绘地理信息技术有限公司 湖北 宜昌 443600

引言

大坡度、长斜井既有其简单性也有其复杂性。简单的是它只是单一的一条洞子，一般为马蹄形洞，按道理它和马蹄形平洞施测方法没有什么不同，所以容易遭人轻视；复杂的是大坡度、长斜井因为自身的大坡度，导致人员和机械设备不能自然行走和摆放，因其很长一段距离内都没有支洞相连，所有作业全部都要按循环一环一环作业，不能同步施工；再加上其特殊的构造和平时难以预料的自然环境，给大坡度长斜井的施工测量带来了诸多挑战。本人从各个方面简要分析大坡度、长斜井与平洞的不同之处，并提出应注意的事项和解决办法，供后来者参考，使其在以后的施工中少走弯路[1]。

1 大坡度长斜井的施工方法顺序

1.1 导井开挖

在斜井全断面扩挖以前，往往都需要先在斜井内开挖一个导孔，方便后续爆破溜渣和排烟排水。

导井可采用爬罐反导井施工法由下向上开挖，亦可采用反井钻机法，先从上往下钻小孔，然后由下往上扩孔。

1.2 全断面扩挖

导井施工完毕，斜井第一次贯通。若采用爬罐成井，则拆除爬罐及爬罐轨道后可转入全断面开挖，若采用反井钻机成孔，则拆除反井钻机并凿除操作平台后即可转入全断面扩挖。

斜井全断面扩挖断面一次开挖成型，边开挖边支护。

图1 斜井导井位置示意图

1.3 压力钢管安装及砼回填

待斜井全断面扩挖结束，紧跟着斜井的支护也已经完成后，即可拆除支护台车，拆除开挖期临时轨道。然后由压力钢管安装人员铺设安装专用轨道，由下往上进行压力钢管的安装。压力钢管安装一段，混凝土回填浇筑一段。待压力钢管安装完毕，砼回填浇筑也紧着跟完成，整个斜井施工基本结束。

图3 斜井压力钢管安装示意图

2 大坡度长斜井施工测量需要注意的地方

2.1 导井贯通时要及时进行贯通测量

导井比斜井的断面尺寸要小很多，导井的位置一般接近斜井的中心位置。所以导井的轴线误差要求并不高，通俗地讲，一般情况下即便是导井末端轴线偏离设计位置1米，也不会影响最终斜井的结构。

但这并不代表观测导井的贯通误差并不重要。因为测量导井的贯通误差，实际反映的是我们斜井上平段和下平段两套测量系统之间的误差。它是我们上下两套测量系统第一次真正的对接，也是第一次上下两套系统可以真正组成一条附合导线严密的检查洞内控制点的测量精度。

测完贯通误差后我们对测量结果进行分析，可以在斜井全断面开挖开始前便完成贯通误差的调整。并可以采取上下联测定向的方法，克服斜井受上下弯段影响，后视边过短不利于测站定向的弊端，可以利用联测大大加长后视边的长度，大幅度提高测量精度。

2.2 在压力钢管安装轨道施工前就应调整好贯通误差

在平洞贯通误差调整时，一般以调整横向误差为主，里程误差进行简单的加减去留即可。但在斜井贯通误差调整时，里程误差切不可随意取舍而不做调整。

在斜井全断面扩挖完成后，我们还要及时再测一遍贯通误差，并在压力钢管安装轨道施测前便完成贯通误差调整。

如图2所示，当里程偏大时，会抬高压力钢管安装用轨道，导致压力钢管顶部离基岩面太近，人员进不去无法操作而影响后续施工，同时轨道里底板太远，台车运动完压力钢管在退台车时，需要先割掉过高的轨道，这样做既费事费力，也不安全。

图2 斜井全断面扩挖示意图

若里程偏小，则轨道离底板太近，甚至造成轨道的设计位置低于已开挖基岩面，造成“欠挖”，使得轨道无法安装。

2.3 压力钢管安装至上弯段前要严格控制里程误差

平洞压力钢管安装时，我们主要控制钢管的横向偏差，而钢管的里程误差我们并不重视，因为合拢时割掉多余的钢管就可以了。

但同2.2节所述，斜井压力钢管安装时，若里程过长，则会抬高上弯段压力钢管，一则使得压力钢管离洞顶太近，人员无法进入操作，二则影响上弯段钢管与平洞混凝土的对接，造成错台；若里程变短了，则上弯段钢管会压迫安装轨道，导致无法放置钢管，同时也一样影响钢管与上平洞混凝土结构的对接。

故在压力钢管安装至离上弯段100m左右时，就应专门测量钢管里程偏差，并提前做好调整方案。

2.4 压力钢管安装测量控制偏差趋势比控制偏差大小更重要

压力钢管安装测量验收时，不能只看位置偏差数字的大小而不关注压力钢管偏移的趋势。不能因为压力钢管偏差值满足规范要求，便不对施工队做任何交底，任由他接着安装下一节钢管。

我们测量验收时应同时计算出压力钢管里程偏差的大小，并根据下次验收时压力钢管会安装的长度预算出压力钢管到达偏差大小，提供给施工人员，以作指导。

2.5 压力钢管纠偏不能一次到位

压力钢管一旦发生偏差，并不能像模板发生偏差那样一次性调节到位，压力钢管只能蛇形调整。

为方便表述，我们假设压力钢管纠偏时，每安装一节就完成一个纠偏步骤，其调节过程如下：第一节纠偏时使得压力钢管轴线平行于洞轴线；第二节纠偏时使得压力钢管末端中心于洞轴线重合；第三节纠偏时使得压力钢管轴线与洞轴线重合，完成压力钢管的纠偏。

根据上面步骤来看，似乎简单三步就可以将压力钢管调整回来。但实际操作中，每一步都需要安装很多节钢管才可以完成当前步骤的调节，三个步骤架在一起，需要安装几十上百米压力钢管才能将压力钢管纠偏回来。

若偏差过大，则需要预留的调节长度就更大，严重时会发生压力钢管碰撞洞壁的情况，造成重大质量事故。

3 其他需要注意的施工经验

在现实操作中，我们还需要注意环境条件对斜井施工测量的影响：

最重要的影响，应属于大雾天气对斜井施工测量的影响。

大坡度、长斜井导井贯通后，整个斜井就像一个巨大的烟囱，当遇到下雨天气，外面的雾气会源源不断地挤到斜井中来，严重时能见度几乎为零，完全无法进行施工测量工作。

根据作业经验，遇到这种天气一般有两种解决方案。

第一种是在斜井进口制作严密不透风的大门，从源头牢牢抵挡住进入的雾气。但这种方法造假高些，制作稍显麻烦。

第二种是在导井口铺设厚塑料布，并用网片覆压密实，同时在掌子面利用通风机通风，吹走洞内填充的雾气。这种方法相对来说操作方便，使用灵活，效果较好。

4 结束语

大坡度、长斜井分为导井开挖、全断面扩挖、压力钢管安装和回填三个大的阶段。在进行施工测量时，在导井贯通和全断面扩挖贯通时必须仔细测量贯通误差，并谨慎调整贯通误差。

斜井施工测量除了贯通误差的调整，压力钢管的安装是测量控制的要点，要从贯通误差的分配、钢管验收的方法、钢管纠偏的常识入手，做好整理的测量控制工作。

除此之外，还要有应对大雾天气的措施，防止遇到大雾天气中断测量的情况发生。