豎井

豎井

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豎井

豎井，洞壁直立的井狀管道，稱為豎井，實際是一種坍陷漏斗。在平面輪廓上呈方形、長條狀或不規則圓形。長條狀是沿一組節理髮育的，方形或圓形則是沿着兩組節理髮育的。井壁陡峭，近乎直立，有時從豎井往下可以看到地下河的水面。

概況

豎井是洞壁直立的井狀管道，實際是一種坍陷漏斗。在平面輪廓上呈方形、長條狀或不規則圓形。井壁陡峭，近乎直立。豎井被廣泛應用於水利水電工程的取水、引水、通排風、溜渣、補氣， 豎井施工具有占地面積小、對周邊施工干擾少等特點。然而， 豎井施工空間小、工期長、登高及臨邊作業多、通行不便，導致豎井施工的安全風險突出。豎井可按照其直徑、斷面形狀和深度等進行分類。 [1]

坎兒井豎井

坎兒井是一種結構巧妙的特殊灌溉系統，它由豎井、暗渠、明渠和澇壩四部分組成。總的說來，坎兒井的構造原理是：在高山雪水潛流處，尋其水源，在一定間隔打一深淺不等的豎井，然後再依地勢高下在井底修通暗渠，溝通各井，引水下流。地下渠道的出水口與地面渠道相連接，把地下水引至地面灌溉桑田。

作用

豎井是開挖或清理坎兒井暗渠時運送地下泥沙或淤泥的通道，也是送氣通風口。井深因地勢和地下水位高低不同而有深有淺，一般是越靠近源頭豎井就越深，最深的豎井可達90米以上。豎井與豎井之間的距離，隨坎兒井的長度而有所不同，一般每隔20—70米就有一口豎井。一條坎兒井，豎井少則10多個，多則上百個。井口一般呈長方形或圓形，長1米，寬0.7米。乘車臨近吐魯番時，在那鬱鬱蔥蔥的綠洲外圍戈壁灘上，就可以看見順着高坡而下的一堆一堆的圓土包，形如小火山錐，坐落有序地伸向綠洲，這些，就是坎兒井的豎井口。

開挖工具

這種手搖轆轤，原是提取井水的起重裝置，是從槓桿演變來的汲水工具。它是在井上豎立井架，上裝可用手柄搖轉的軸，軸上繞繩索，繩索一端系水桶。搖轉手柄，使水桶一起一落，提取井水。在開挖豎井時，這種轆轤也被用來運送泥土。因為從坎兒井底將掏挖的大量泥土運至地面，勞動強度較大，採用這種裝置不僅快捷而且省力。

但手搖轆轤只適用於開挖深度在10米以內的豎井，豎井太深，人力太小，無法搖動轆轤，這時需要的，是畜力轆轤。畜力轆轤，是一種以畜力為動力的挖掘坎兒井的動力設備，適用於豎井深度達幾十米的坎兒井挖掘。雖然開挖和清理坎兒井淤泥時，使用的動力都是以機械設備為主，但這些都是在古代人的智慧上演變而來的。 [2]

豎井開拓

豎井開拓是指主要開拓巷道採用豎井的開拓方法。當礦體傾角大於45°或小於15°，且埋藏較深時，常採用豎井開拓。由於豎井的提升能力較大，故常用於大中型礦井。豎井開拓法在礦床開採中被廣泛採用。 [3]

豎井內的提升容器可以是罐籠或箕斗，或既有罐籠又有箕斗，這些井筒分別稱為罐籠井、箕斗井和混合井。罐籠提升靈活性大，但生產能力低，箕斗井提升能力大，但不能提升人員和材料，裝礦、卸礦系統複雜。

一般認為，鐵礦石年產量在30萬噸以下，井深在300m左右時，採用罐籠提升；鐵礦石年產量超過50萬噸，深度大於300m時，通常採用箕斗提升；當開拓深度較大、地質條件複雜、施工困難時，為減少開拓工程量和適當減少井筒數目，可考慮採用混合井。 [4]

豎井根據其與鐵礦石礦體的位置的不同有下盤豎井、上盤豎井、側翼豎井和穿過鐵礦石礦體的豎井四種。

施工相關要點

結合豎井形體參數、施工環境及地質， 合理選定施工方法、有效固化施工流程， 可進一步提高豎井施工安全保障。 [1]

豎井施工方法安全管控要點

結合斷面大小、井深、地質條件、工期及質量要求等， 豎井開挖支護通常在正井法和反井法中選用， 亦有地質條件複雜的大型豎井( 例如溪洛渡水電站左岸地下電站出線豎井上段) 綜合運用了正井法和反井法。其中正井法又分為全斷面正井開挖及反井鑽成井後人工擴井溜渣正井法。

豎井施工流程安全管理要點

豎井開挖支護施工流程為「井口加固防護→豎井井口段開挖支護→豎井卷揚提升系統( 貼井壁爬梯) 安裝驗收→豎井中、下部開挖支護，必要時增加通風及截排水設施→豎井貫通段開挖支護( 保證貫通段厚度及貫通段支護平台可靠) 」的程序進行。