隧道工程：斜井设置与连接方式

斜井是在隧道侧面上方开挖的与之相连的倾斜坑道。长度在1 000 m以上、埋深较浅的隧道或隧道中线斜上方隧道洞身一侧有较开阔的沟谷低凹地形且覆盖不太厚时，可考虑采用斜井作为辅助坑道。斜井运输需要较强的牵引动力，其施工和使用比横洞、平行导坑复杂，但比竖井简单。

斜井的平、剖面如图10-1-2所示。斜井长度一般不超过2 000 m，以降低工程造价及保证运输效能。在选用较长斜井方案时，应作经济比较。

1．斜井的布置

图10-1-2　斜井布置示意图

斜井设置位置应能使增辟的工作面充分发挥作用。斜井井口位置不应设在洪水淹没处，洞口场地最小宽度一般不应小于20 m，且有向外3% 左右的下坡，以利井口场地布置及卸料出渣。井身避免穿越含水量大及不良地质区段。斜井仰角α的大小，主要考虑斜井长度及施工方便，一般以不大于25° 为宜，且井身不宜设变坡。斜井与隧道中线的夹角不宜小于40°，并在与隧道连接处宜用15～25 m的水平道相连。井口和井底变坡点应设竖曲线，有轨运输的竖曲线半径宜采用12～20 m，以便于运输作业和保证运输安全，井底变坡点至隧道正洞中线的间距为25～30 m。斜井应设置宽度不小于0.7 m的人行道，倾角大于15° 时应设置台阶。斜井实际采用的断面如图10-1-3所示。

图10-1-3　斜井实际断面示意图（尺寸单位：mm）

2．斜井与正洞的连接

斜井与隧道正洞的平面连接形式有单联式、斜双联式和正交双联式三种。采用单联式时，斜井与正洞中线的平面交角不宜小于40°，此连接方式施工比较简单，多在用皮带运输机或梭式矿车出渣时采用。图10-1-4为斜交双联式，其特点是在对着斜井的井底车站前方，有一段安全岔线。即使斜井中发生溜车事故，也不会影响正洞施工的安全。其技术数据为：斜井井底变坡点与正洞中线的距离应不小于25～30 m；车站长度不小于8～12 m；安全岔线长度不小于8～10 m；连接曲线半径为7～10倍的车辆轴距；双通道与正洞平面交角为30°～35°。正交双联式的特点及基本数据与斜交双联式相同，不同的是安全岔线设于两通道中间的岩体之中，开挖爆破时容易引起坍塌，故必须加强支护。

图10-1-4　斜交双联示意图

3．斜井内运输方式及安全措施(www.xing528.com)

斜井运输方式应根据提升量、斜井长度、坡度及井口地形选择。斜井综合坡率i≤10% 时，宜采用汽车运输方式；10%＜斜井综合坡率i≤27% 时，宜选用轨道绞车提升或皮带运输方式；27%＜斜井综合坡率i≤47% 时，宜采用轨道绞车提升；47%＜斜井综合坡率i≤70% 时，应采用大型箕斗提升。斜井和竖井在修建和使用期间应有相应的安全措施，并在适当位置设挡车设备严防溜车。

（1）汽车运输方式。

斜井施工采用汽车运输方式时，应每隔200～300 m设置错车道，每隔300～500 m宜设置一处安全防撞设施。防撞设施一般采用砂袋码砌或轮胎码砌或与混凝土墙组合，其尺寸不小于长2.5m×宽0.7 m×高1.2 m。斜井坡度应与运输车辆的爬行能力相适应，其综合坡度不宜大于10%。斜井宜按200～300 m的间距设置缓坡段，缓坡段坡度不宜大于3%，并应与错车道或防撞设施结合设置。斜井内运输道路应硬化并防滑。进洞重车不得大于8 km/h，轻车不得大于15 km/h；出洞爬坡不得大于20 km/h。斜井洞内外应设各种安全设施和警示标志，应加强通风，并对斜井洞内空气质量进行监测。

（2）轨道运输方式。

斜井施工采用轨道运输时，有轨运输斜井采用矿车提升时倾角不宜大于25°，斜井采用带式输送机出渣时斜井倾角不宜大于20°。倾角在15° 以上的斜井应有轨道防滑措施。斜井内的轨道数视出渣量而定。斜井断面大小也应根据出渣运输的需要即轨道数来确定。坑道大小，对单线行车道，一般底宽为2.6 m；对三轨双线行车道，底宽为3.4 m。为双线行车道时，底宽为4.1 m（以上均包括单侧设宽70 cm的人行道），高度通常不小于2.6 m。其中，以单线或三轨双线较为常用，并在斜井中部设有20～30 m的四轨双线作错车道，这样可减少断面及节约运输器材。两条钢轨顶面的高差不得超过5 mm，铺设两股道上运行车辆之间的间隙不得小于50 cm，运输轨道与两侧管道、电力线之间的安全距离不小于20 cm。

斜井轨道运输使用绞车提升时，每根钢轨应安装两组防爬设备，每对钢轨应有三根轨距拉杆，宜采用钢筋混凝土轨道防滑底梁等措施防止轨道滑动。轨道中应设置托索轮，其间距宜为10～15 m；井口有变坡时，应在变坡段安装一组大托辊；采用甩车场时，应设置立辊；斜井上端应有足够的过卷距离，过卷距离根据斜井倾角、设计荷载、最大提升速度和实际制动力等参数计算确定，并有1.5倍的备用系数。

斜井施工采用轨道运输时，绞车提升的斜井井底应设平坡车场，井口宜采用平车场或卸渣栈桥，有斜坡条件可以利用时，也可采用甩车场。斜井井身纵断面不宜变坡。井身每隔30～50 m应设一个躲避洞（宽1.0 m、高1.8 m、深1.0～2.0 m），井底停车场应设避车洞。井底附近的固定机械与电气设备均应设置在专用洞室内。

斜井中绞车提升需防止钢丝绳中断或脱钩等事故，为此应严格控制牵引速度，并应在适当位置加设安全装置。运输车辆升降的最大速度宜不超过9 m/s，不得大于规定设计值，斜井牵引提升速度应小于5 m/s，接近洞口与井底时速度不得超过2 m/s，升降加速度不得超过0.5 m/s2。提升过程中应有不间断的声光信号，井口、井下、绞车机房应有联系信号。斜井垂直深度大于50 m时，运送人员应使用专用人车，严格按照安全操作规程使用。斜井洞口应设置挡车器，挡车器应经常处于正位关闭状态，放车时方可打开，并设立专人管理。斜井施工长度大于100 m时，应在距井口下20 m处设挡车器或挡车栏；接近井底60 m左右或岔前35 m处，设第二道挡车器或挡车栏。斜井每隔100 m应在轨道上设防溜车装置一处，在挡车器下方5～10 m及接近井底前10 m处再设一处。除挡车设备外，安全措施还包括车辆上设抓钩、防脱钩连接插销，提升装置必须装设防止过卷、防止超速的保险装置，应设深度指示器、警铃、常用闸和保险闸。为提高运输效率，可在井底调车场加设储渣仓，并尽量不在斜井口处进行摘挂作业。托索轮及安全闸等安全设备应与轨道一并铺设。斜井内应有足够的照明设施。

4．斜井衬砌与防水

施工期间应做好井口防排水工程，严防洪水淹没。井口段应修筑衬砌，以保证井口稳定，井底车场需加强支护，必要时应修筑内层衬砌。当井身通过不良地质或渗水严重地段时，也需做衬砌。其他部分一般只施作初期支护，不修筑内层衬砌，这样既保证施工安全，又降低工程投资。但若作为永久性通道时则需修筑内层衬砌。衬砌一般采用弧形拱圈直边墙形式。斜井和竖井井底应根据涌水量和施工组织安排，选择地下水的排出方式和相应的排水设施，并根据井身长度、提升方式、使用期限及便利施工等因素考虑各种洞室的设置。

5．斜井施工方法

斜井施工与一般的导坑施工基本相同，不同之处主要在于必须准确控制掘进方向，使其与斜井坡度方向一致，爆破底眼可适当向下倾斜并加深10%～20%。