[发明专利]一种斜井施工方法和设备

说明书

本发明公布一种斜井施工方法和设备，适用于各种地质条件和深度的斜井施工。包括如下步骤：①盾构机向前推进；同时，通过管片拼装机拼装临时管片；②在临时管片与掘进后的围岩壁之间及时进行壁后注浆；③盾壳后侧的盾尾刷注满油脂；④盾构机施工100‑150米后，采用管片拆除机对临时管片进行拆除，并及时挂网、打锚杆、固定网片、喷射混凝土形成永久支护体系；⑤在永久支护体系中每隔一定距离设置卸水孔集中导水和截水沟。本发明使挖掘、排渣、衬砌等作业在护盾的掩护下进行，保证了安全；具有涌水量可控、掘进速度快、前期支护方便、对围岩损伤小、超挖范围控制较好、安全环保、不用注浆治水等效果。

技术领域

本发明涉及斜井施工技术领域，具体涉及一种利用密闭式盾构机掘进并临时管片支护、锚网喷永久支护的斜井施工方法和设备，适用于各种地质条件和深度的斜井施工。

背景技术

通常斜井进入稳定基岩之后采用锚网喷的主动支护方案，这种支护方案经济、安全、科学合理。传统斜井掘进使用的是钻爆法，这种方法需要人工打眼，然后装药起爆，出渣和支护，安全系数相对较低，机械化程度低，工人劳动强度大，而且断面不好控制。另外，受井下条件的约束也比较多，尤其是涌水量较大的井筒，易造成井底积水，给斜井施工带来非常大的困难。

盾构机是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。盾构机一般分为硬岩盾构机（TBM）和软岩盾构机两类，硬岩盾构机常用在中硬度岩层的掘进，一般掘进的岩层的轴抗压小于50-150Mpa，软岩盾构机主要适用于软弱性围岩施工。

与钻爆法相比，盾构机用于斜井施工具有掘进速度快、前期支护方便、对围岩损伤小、超挖范围控制较好、安全环保等特点。但是随着斜井深度的增加，水压也在增大，工作面水量也会增大，如果采用传统敞开式盾构，则工作面涌水难以解决，将对施工带来非常大的困难；如果采用传统密闭式盾构，需要采用管片式支护结构，且盾构、管片承压过大，目前的技术条件一般设备和管片承压不超过50m垂直深度，且管片价格较高，不经济，难以满足深斜井的施工。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种斜井施工方法和设备，

本发明通过以下技术方案实现：一种斜井施工方法，包括如下步骤：

①盾构机在圆柱体盾壳的保护下，沿斜井中心线向前推进；同时，通过管片拼装机拼装临时管片，并通过液压千斤顶压紧临时管片；

②在临时管片与掘进后的围岩壁之间及时进行壁后注浆；

③盾壳后侧的盾尾刷注满油脂；盾尾刷位于临时管片与掘进后的围岩壁之间，盾尾刷在尾部盾壳与临时管片、掘进后的围岩壁之间起到密封作用，同时，隔绝开挖面水进入盾壳；

④盾构机施工100-150米后，采用管片拆除机对临时管片进行拆除，并及时挂网、打锚杆、固定网片、喷射混凝土形成永久支护体系；

⑤在永久支护体系中每隔一定距离设置卸水孔集中导水，以确保永久支护体系安全，并设置截水沟以阻止斜井内涌水到达工作面。

其进一步是：所述盾构机前部的盾构机刀盘掘进产生的渣石进入密闭渣石仓；然后通过螺旋运输机将密闭渣石仓内渣石连续排出；螺旋运输机出料口接倒梯形的料斗，料斗位于皮带运输机上方；皮带运输机将渣石排至矿车后运至地面。

所述盾构机的密闭渣石仓中安装有压力传感器；密闭渣石仓通过第一排水管、第二排水管连接至水仓，用于密闭渣石仓卸压排水；所述水仓中安装有排水泵，排水泵通过第三排水管将水排至地面。

所述注浆材料为细石混凝土，凝固后的细石混凝土与临时管片共同形成临时支撑体系，承受周围土层的压力及地下水压。

一种斜井施工设备，盾构机沿斜井中心线在围岩中向前推进，沿斜井安装有轨道；