大坡度斜井穿越巷道施工技術

劉澤勝

1 概述

山西省太古(太原—古交)高速公路西山特長隧道1號斜井全長763 m，坡度25°(坡比46.6%)。該斜井不僅作為西山特長隧道施工期間的一條臨時通道，其還作為西山特長隧道運營期間的永久通風井。斜井處于西山富煤地帶，私挖濫采所遺留的巷道、采空區遍布斜井洞口段160 m范圍?，F將斜井穿越巷道、采空區時的施工技術敘述如下:

斜井穿越巷道施工主要危險源:

1)斜井穿越該段時，由于巷道、采空區四周密布，尤其巷道縱橫交錯，斜井開挖時井身穩定及其井身永久性穩定是存在的主要危險源;

2)由于巷道、采空區為私挖濫采煤時所遺留，那么其內存積有瓦斯、一氧化碳等有害氣體，隨時都有溢入斜井井身范圍內的可能，給施工人員造成威脅。

2 斜井穿越巷道時的施工技術

鑒于斜井在西山特長隧道施工和運營期間的設計功能及穿越巷道施工時存在的主要危險源，我們采取以下的方法確保施工安全和斜井的永久性穩定。

2.1 開挖方法

采取“三臺階七步流水”作業法進行開挖施工，仰拱緊跟(見圖1)。

2.2 超前探測

1)超前鉆孔探測。

采用φ108長30 m的鉆桿按如圖2所示布鉆進行超前鉆探。該方法基本可以探出斜井井身主要受力部位巷道、采空區的分布情況，給開挖、支護提供參數，確保了掘進過程中的安全。

圖1 三臺階七步流水作業法示意圖

圖2 鉆孔設置示意圖

2)地質雷達探測。

由于地質鉆機的局限，不能探明井身四周巷道、采空區的分布情況，我們用地質雷達對井身四周進行探測，若探出存在空洞，用混凝土結合注漿充填的方法，確保井身四周10 m范圍內不遺留空洞，確保井身穩固后再繼續進行施工。

2.3 瓦斯監測

1)定點瓦斯監測。

在斜井離掌子面50 m處安裝固定瓦斯監測儀，其與井口值班視頻監控器連接，能準確檢測到該處瓦斯、一氧化碳等有害氣體的指數且該檢測儀有報警功能，當瓦斯濃度超過1%時會自動報警。

2)游動瓦斯監測。

三名瓦檢員配備手持瓦檢儀全天對工作面、洞室回風處等地進行不間斷檢測。

通過以上方法對井內有害氣體濃度進行監測，確保施工人員在安全的環境下作業。

2.4 巷道、采空區治理

1)根據超前探測和地質雷達探測，掌握了巷道、采空區的位置情況，當施工到該地段時，首先用挖掘機將靠近井身的巷道、采空區打開一個能容人下去的口，再往里通風。

2)當通風到達安全狀態時，由專業人員和瓦檢員，佩戴專業防護用具進入里面，探明巷道走向及長度，并探明巷道坑壁的穩定性。

3)若巷道坑壁的穩定性有保障，瓦檢員陪同磚瓦工進入巷道內，在巷道離井身10 m的地方，用紅磚砌“三七墻”，當墻體砌至高度一半時，把洞外已篩好的黃土運至墻體內散態堆放，直至填滿巷道(黃土具有吸附性，可有效吸附游態瓦斯)，然后砌起“三七墻”，這樣濕黃土和磚墻一起形成的“密閉墻”能將瓦斯、一氧化碳等有害氣體隔離在墻體外，防止其侵入井身。

4)將輸送泵管道接入打開的巷道口，向巷道內灌注混凝土，混凝土的坍落度保持在180 mm～200 mm之間，以保障其流動性，基本能填滿巷道，并在巷道上方預埋注漿管道，在混凝土灌滿后，由于混凝土的凝固產生收縮，巷道上方必然會存在一定的空隙，這樣再利用注漿進行充填，注漿充填反復進行2次～3次，確保巷道充填密實。

3 結語

通過上述方法，不僅確保了開挖時的安全，有效地隔絕瓦斯、一氧化碳等有害氣體，井身穩固性也得到了保障。

[1]劉學霸.皮帶機出碴運輸技術在斜井隧道施工中的運用[J］.山西建筑，2010，36(13):289-290.