斜井施工组织与安全管理

斜井施工组织与安全管理

摘要：斜井作为地下建筑物，坡陡断面小，施工时存在着许多不安全因素，特别是斜井的提升系统最容易出安全事故，这些事故对国家和企业带来重大损失，也给职工和家属带来严重痛苦。为了避免或减少安全事故的发生，在斜井施工前做好施工组织，建立健全安全管理规章制度，建立安全保证体系，对斜井的施工安全进行设计与管理十分必要。文章介绍了湘西南某高速公路隧道的施工组织与安全管理。主题词：斜井施工组织安全管理一、工程概况

1、斜井布置：该斜井位于湘西南某高速公路隧道上，斜井与主洞相交处距离主洞洞口约2.4km。斜井采用单心圆断面，内轮廓线半径3.75m，净空面积33.71m2，全长728m，倾角24.23°。斜井与主洞轴线近于平行或小角度相交，相距很近。2、工程地质：斜井洞口位于坡度为20°的山坡上，山坡稳定性差，进口附近变质砂岩存在球状风化，深度达35m，岩石软硬不匀，为Ⅱ类围岩。洞身段主要为Ⅲ～Ⅳ类围岩。3、斜井衬砌：采用由初期支护和二次衬砌组成的复合衬砌，其中初期支护为主要的承载结构，对于Ⅱ～Ⅲ类围岩地段初期支护由工字钢拱架（或钢筋格栅）、系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土组成；对于Ⅳ类围岩地段由系统锚杆、钢筋网、喷射混凝土组成。二衬除明洞与Ⅱ类围岩地段采用钢筋混凝土外，其余均采用素混凝土。隧道斜井平面布置图隧道斜井纵断面布置斜井洞口布置图斜井洞口开挖斜井边仰坡施工二、斜井施工斜井采用钻爆法施工。出渣采用小型挖掘机装渣，有轨矿车提升运输方式。按新奥法原理作好光面爆破和监控量测。在Ⅱ～Ⅲ类围岩地段采用上下台阶法开挖，Ⅳ类围岩地段采用全断面开挖法。初支紧跟开挖面，喷射混凝土采用湿喷技术，二衬采用组合钢模板先墙后拱浇注。斜井通风采用压入式通风方式，施工期间的排水采用集水坑分级抽水。三、机械设备配置本隧道斜井洞身的开挖方法按常规的钻爆法施工,实现安全、快速施工的关键是要大幅度地提高斜井的出碴能力。为此，机械设备的合理配置和科学的施工组织管理是实现安全、快速施工的主要因素。斜井施工的主要施工机械设备见表1。表1斜井主要施工机械设备机械名称规格、功率单位数量产地备注挖掘机小松60台1日本

装载机ZL50台1福建

空气压缩机20m3台3江苏

搅拌机BC90C-32台2成都

混凝土输送泵HPT60A台1湖南

内燃发电机300KW台1

矿车U型1~1.5m3台8湖南

卷扬机JTK-1.0（1.2）单筒台2湖南

湿式喷射机GSP-A台2

通风机轴流式110kw台1西安

变压器400kvA台1湖南

变压器36v台2湖南

简易钻爆台车自制台1

衬砌台车自制小模板台1

凿岩机YT-28台18沈阳

电动多级泵10KW台12湖南

电动潜水泵2.2KW台16湖南

1、提升系统设备配置根据井身长度及施工要求,同时参考其他隧道斜井施工资料，以及运碴的安全要求，分别采用两台提升绞车两道运输，单筒JTK-1.2和单筒JTK-1.0机型,以策安全。该两种机型牵引力为33.7KN和23.3KN,主电机功率55kW和38kW,最大提升速度1.5m/s。选用钢丝绳规格:φ18.5mm。一次提升1~1.5m3矿车两台。(1)、单筒JTK-1.2绞车、功率55kW提升计算重车提升总重量：Q=(Q1+Q2+Q3)Sinα+Fη选择1.5m3箕斗作提升容器，其中:Q1——矿车重量，为600kg；Q2——载碴重量，3m3载重5100kgQ3——钢丝绳重量，钢丝绳长750m，每延米1.216kg；α——斜井倾角，为24.23°；Fη——钢丝绳摩擦力，Fη=ηQ3cosα；η——摩擦力系数，取0.25；钢丝绳与天轮、箕斗轮子与轨道摩擦力忽略不计；

重车提升总重量：

Q=28.6KN(2)、单筒JTK-1.0绞车、功率38kW提升计算重车提升总重量：Q=(Q1+Q2+Q3)Sinα+Fη选择1.0m3箕斗作提升容器，其中:Q1——矿车重量，为400kg；Q2——载碴重量，2m3载重3400kgQ3——钢丝绳重量，钢丝绳长750m，每延米1.216kg；α——斜井倾角，为24.23°；Fη——钢丝绳摩擦力，Fη=ηQ3cosα；η——摩擦力系数，取0.25；钢丝绳与天轮、箕斗轮子与轨道摩擦力忽略不计；重车提升总重量：

Q=21.4KN

(3)、容绳量核算：L=πD（B÷d）n式中：D——滚筒直径，为1200mm；B——滚筒宽，为800mm；d——钢丝绳直径，为18.5mm；n——缠绳层数，为5层；经计算：L＞712m(斜井提升长度)(4)、钢丝绳安全系数核算（A＞6）单筒JTK-1.2绞车钢丝绳安全系数：Fmax——钢丝绳最大破坏力，为196KNA=Fmax÷Q=196÷28.6=6.8单筒JTK-1.0绞车钢丝绳安全系数：A=Fmax÷Q=196÷21.4=9.2(5)、提升时间核算每钩提升总时间：T=T1+T2+T3=11.8minT1——装碴时间，为4min；T2——卸碴时间，为2min；T3——往返提升时间，T3=Lmax×70%÷V，按最大提升长度750m的70%计，平均提升速度V=1.5m/s。⑹、以斜井每延米41.5m3计算，其松散体积为62.3m3，按每循环2.5m进尺，虚方数量156m3计，双线运输正常情况下，15分钟可以出碴5m3，出碴时间7.8小时，加上接轨预计9~10小时可以完成出碴作业。这是在后期较大深度情况下提升所需要的时间，在初期和中期提升所需要的时间远小于此数。出碴是耗费时间最长的一道工序，包括钻眼、爆破、排水、初支等在内，每天完成1～2

个循环的时间是足够的。2、出碴系统设备配置(1)、日本产小松60型挖掘机1台，额定装碴能力200m3/h，用于斜井掌子面装碴。(2)、ZL50装载机1台，用于斜井进洞初期开挖和洞外倒碴、装料。(3)、斗容量为1~1.5m3U型矿车8台，用于井身出碴。3、斜井井身轨道及管线、井口车场卸碴线布置(1)、斜井井身轨道及管线布置见图2。轨道采用钢轨(24kg/m)和木枕，按四轨两线布置，轨距900mm，承托提升钢丝绳的地滚固定在枕木上。(2)、斜井井口车场及卸碴线布置见图3。天轮井架高度按钢丝绳牵引角约β=30°设置，井口到天轮井架距离取18m,绞车与井架水平距离取25m。

四、斜井施工组织管理1、开挖作业循环安排根据总体施工组织设计安排，斜井比主洞晚开工2～3个月，主要原因是斜井开工前需要修建约7km长的便道，洞口场地平整和设备安装的工作量很大，计划工期18个月。由于修便道花了8个月，实际开工往后延迟了5～6个月，业主要求按原计划完工，因此需对原有的施工计划安排作出调整。调整后每个正常的作业循环时间见表2。

表2斜井作业循环时间统计序号工序名称时间1测量、钻孔台架就位1h20min2钻眼4h20mim3装药爆破50min4排烟30min5出碴8h合计

14h图1斜井井身管线及轨道布置示意图2斜井双钩提升井口布置示意图3井口至卸碴码头布置

2、斜井运输调车方案

（1）、斜井轨道布置斜井洞内轨道布置采用四轨双线，即设两股道进行装碴运输作业，轨距900mm，线间距180cm，采用24kg/m钢轨、木枕。1号线与2号线可以同时进行运送货物、及提升作业，在运输过程中,两线互不干扰，调车方便、简单。出碴运输轨道（2闪）、鹊洞口违调度盘方案出碴萄矿车晌8台则，分顺为4应组，尚将两样组分警别停漏靠在酒1、知2号侦让车慨道，祥另外午两台犹停靠酷在1邀、2饼号码西头。伞需要想提升遮作业院时，锈先将毯1、嗽2号俱码头热的矿掘车放宅下至插掌子登面出料碴地森点，礼井下绣由一六台6舒0轻食型挖臭掘机猜装碴沃，如陡先装帖完1净号线千矿车意，索1号呆线上含绞车默得到卷信号沾马上己进行童提升被，井监下挖掘掘机临继续线对2摩号线衫矿车帐装碴砍。一较号线差重车寻提升锯至井貌口外殊时，碍运输迁作业川人员胖摘掉城插销恐，取乳下钢论丝绳波套，喘让矿车绕自行券滑向筐1号鹊出碴吵码头染，至剑少有芳两名枝运输愉人员定推至奴码头何后倒有碴。煌当经刺过1柿号道错岔后兽，另盗两名疑运输形人员误将停吉靠在委一号哀让车信道的铁矿车蹦人工合推至萌井口妻，挂夕上钢沙丝绳份由1装号绞昏车放膨至井初下装作碴。液2号鼓线上湖提升词作业哪过程缝与1买号线誓相同既。五、将斜井蕉提升所安全辨管理1伸、斜师井安相全设野施(1秆)、疼在歪斜井团口变联坡处凡设一亿道挡轨车器配，斜萌井长葡度超叨过8敬0米径时井仿口下巴20牲米设每一道锐，斜嗽井长卵度超盾过1渣00的米时枝距掌幅子面兵20泄米设慢一道哪可移愈动挡叠车器梢，挡枝车器猜制作债材料剃用2路0×响40西cm某槽钢栽或方方钢胖加工质而成，如图逢4。匀挡车缎器必歇须有追专人晋管理趴，矿贝车过票后马吴上关棍闭挡麦车器贴。所岛有挡抖车器袖要随棉时处麻于关史闭状误态。出碴寄运输图4目运输婆安全奖防护阵布置往示意的图(2搅)、枣斜款井垂庸直深务度超矩过5律0米衡时，恋配备戚运送泽人员桶车辆征，要棉有可窗靠的踩防坠哈、防却溜装坏置，颗运送迎人员询前要弟检查子各种额装置刺的安盛全状战况，添运送晚时速饱度不插得超嫁过1钻m/附s。泪运送惜货物威与人冷员不筹得混搂合同攀时运娱输。(3族)、婚井口梁、井匆下及授卷扬纸机房言采用樱电铃绣联系途信号寺,提塘升、技下放驴与停博留有乘明确争规定办“一新停、砍二提闻、三捷放”幸统一呢指挥笛操作浅。(4示)、建井逐口设视一个紫大地绍轮，澡井身滔每1吹0笑m周设一火个地松滚。指经常形检查口运转仅情况摘，发缴现运径转不纪正常陕及时迅更换缠。(5掉)岂、绞返车要扔设过拨卷及诱深度血指示千装置，对巩设备金重要未部位惨如刹泛车系妙统、菠钢丝夸绳、凡轴承腔等进释行定押期养冤护。闸钢丝犁绳必服须每极天检笛查一控次，凭凡出梨现大黑面积绕断丝笼、锈共皮、户外层芒松动抄时必址须更崖换。2、骡施工池中的榴安全能注意垫事项(1壤)旷、严撤格按搏新奥掘法原锐理组末织施燥工。樱由于弱斜井吴运输意能力晌的限脖制,掏一般迹不安掠排同染步施嫩作二溉次衬缺砌,蔑因此峡施工维中对架围岩谊和喷堡锚支恐护的脱变形莫应加什强监责控量饼测,英以便酷及时轿调整耀各项茄支护劳参数碍,杜命绝塌摘方。(2坏)歇、斜痰井与酒正洞亮连接首处是催车辆饺及人另员来路往频腔繁地圈段,际洞内诞会车锹、通抛风、敲排水六、充珍电等歼都汇症集在虚此,鹊要设猾专职塔安全某员。(3卵)、薪斜疮井井缠身要捞根据土涌水避量大垃小按斜一定浸距离躲设置突足够疼大的次集水秒坑,盼配备罢足够糠的抽擦水设猴备,录并采劳用双需回路最供电决,以勤防万成一，裳将井核底、汗洞内秋积水伐及时赴排除哥洞外棚。(4瘦)、务安排清专人飞养护退轨道裁，检学查轨何距有防无发践生变粗化；地道钉赢与轨笔枕是柔否松聚动；恐轨道温上有圾无出蛛渣时岂掉下吓的石跃块；干防爬索扣件床有无年移位畅；以梅免影订响出演渣安虾全，丛造成锅矿车掌跳道造。六、胜安全论管理沾的其挑他措稳施1、伙斜井配施工番过程孝中，贷制定帅由项乖目经丘理负头责的禾安全既管理腐体系享，把手施工绿安全边作为碎首要传目标爽并具馒有合苏同责令任。轨遵守傅国家彩、交性通部磁和湖脸南省扰颁布帜实行搭的有响关安刊全法墨律法杜规，榨做到掀“安醒全第静一，知预防绒为主缩慧”。2、猴建立抚健全酷安全古生产丛管理高体系朋，成怪立施陡工安提全领驱导小蚊组,僚项目脉经理脚任组仗长，盟专职短检查肠斜井竞施工乌安全浪，定稍期或巧不定梯期召妈开安纱全生拳产会狂议，恋研究羞项目径安全惧生产治情况该，发扩现问胡题及攻时解会决处神理。赞逐级厅签定跨安全挽承包谷合同耻，明敌确各律自的械安全贸管理锹目标肾，制阳定好见安全驶规划肌，做盲到全搏员参使与、腾全面择管理粘，充当分体蔑现“地安全管生产骗、人亭人有代责”啊的原浆则，悦消除部事故斜隐患袖。3、窜根据带不同卧的工摩种、漂机械佛、车捎辆等爬进行柴安全蓄技术智交底而并制鼻定分俊项的琴切实邮可行中的安暂全生稻产守澡则，抹人手适一册劫，便放于学智习，戴用以旁提高去全员伙的安概全意蜓识，膏确保筛安全烘生产片。对镰新进旷员工淋要进河行“纸三级沟安全米教育趟”，猪使他伤们了绝解施迹工中爆容易螺发生佩安全绕事故跌的地晒方和逐需要意注意肯的事劫项，寨引起休他们瞒的重俯视。4、苦防火腊措施震：消下除一克切可孕能造榆成火宝灾的见事故速根源肢，控拉制火繁源、辞易燃毛物和鸭助燃绣物，篇配备敏灭火鸣器，恨培训雁专业积灭火清人员屿。一唱旦发颈生火找灾要陷及时蚕转移品器材糟，疏瞧散人晓员，胃及时谨有效情的组福织灭伸火工蒜作。绒当火门势超兔过本览单位传的消揪防能恼力时鼠要及膛时报鸟警。5、包防触此电措甘施：徒进行蚁安全到用电咱知识河教育舟，定鼻期检鸭修电烦器设滚备。学对电眨器设持备的玩外壳售进行艘接地昌、接酱零或告绝缘虽。在植潮湿蛮情况察下，井临时变照明性设备择和手沈提工时具不钓得使推用超盟过3量6v途的电摘压。6、谜机械漫设备丧安全然措施匹：机达械设雨备的刑布局牛要合幻玉理且腐要安胜装安妥全防齿护装炒置，馋严格环遵