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陡坎斜井在水土保持中的分析与评价
【摘 要】黄土高塬沟壑区由于地貌水力侵蚀严重造成地形破碎，沟谷发育，冲沟切割较深，地势起伏大，落差高达百米以上，沟坡陡峻。管道工程穿越黄土陡坡地段除采用传统的大开挖方案外也可采用定向钻方案和经济、环境友好的陡坎斜井方案。陡坎斜井能有效减少地表扰动，减少开挖土方，具有经济和水土保持方面的较大优势。
【关键词】陡坎斜井；水土保持；分析；评价
引言
榆济输气管道工程胜利油建线路三标段位于黄土高塬沟壑区，地质条件复杂，地形地貌破碎。管道线路经过区段，地形起伏大，黄土墚峁连绵起伏，沟谷发育，多呈“V”型，冲沟切割较深。地势起伏大，黄土坡地形呈台阶状起伏，坡度一般为13°～22°，有的达到35°；冲沟险峻，两侧坡度接近90°，深度一般为15～50m，有的深达80m以上。复杂多变的地形地貌，给管道施工带来了诸多不利。
为了降低施工难度，减少对地貌的破坏和开挖土方，加强水土保持、保护自然环境以及管道安全，对于坡度较大的黄土沟壑梁峁，采取了陡坎斜井的施工方式。
在确保安全措施的情况下，采用人工在陡坎地形开挖斜井，施工方便，省时省工，简单易行。胜利油建线路三标JLX073-3～JLX073-4段，沟坡约为30°，高差75m，经方案分析比选采用陡坎斜井方式施工，斜井入土角度为27°，陡坎斜井实长182m。
1 陡坎斜井
陡坎斜井主要应用在管道工程穿越黄土陡坡及沟壑地段，现状沟坡较陡，黄土层深厚且土质坚硬较好的区域，采用人工斜井正井法施工，即人工自上而下在陡坎上开挖形成斜井，为后期工程施工提供作业面。陡坎斜井在胜利油建线路三标段以及整个管道工程中普遍采用，取得了较好的效果，水土保持效益明显。
2 陡坎斜井的特点及适用范围
陡坎斜井的特点
①自然地貌得到了最大保护
对于坡度较大，高度较高的陡坡，采用陡坎斜井方式，减少了工程的大量土方开挖，减少了工程弃渣，最大程度的减少了对地表扰动和破坏。
②施工成本降低
采用陡坎斜井方式施工投入机械较小且较少，斜井支护材料当地容易解决，而且可以利用较小的场地进行施工，开挖土方较少，减少了土方周转，解决了工程弃渣难题，有效降低了施工成本。
适用范围
陡坎斜井适用于8m≤H≤80m的黄土陡坡及沟壑地段，且土质需密实、整体性好的区域。斜井与水平地面角度一般在12°～30°之间为宜。
3 陡坎斜井方案的分析与评价
针对大开挖方案、定向钻方案和陡坎斜井方案进行对比分析，从经济、施工以及水土保持制约性方面进行评价各方案的特点。
按照胜利油建线路三标段JLX073-3～JLX073-4段进行对比分析，即斜坡高度75m，大开挖坡度按30°进行；陡坎斜井按坡度27°进行；考虑到地形的实际情况定向钻入土角按20°考虑。
从经济角度进行分析
①工程量对比
主要工程量见表1。
②投资对比
主要工程量对应投资见表2。
③小结
从经济角度仅考虑主要工程量对应投资分析，其中定向钻方案投资最大，大开挖方案次之，陡坎斜井方案投资最少，仅为定向钻方案的45%。陡坎斜井方案从经济角度对比分析有明显优势。
施工组织分析评价
主要从施工工艺、施工组织以及施工辅助工程方面对大开挖方案、定向钻方案和陡坎斜井方案进行分析评价。
①施工工艺
大开挖方案为自上而下的全坡面机械开挖方式，主要工艺为：施工准备测量放线机械进场坡面开挖坡面下方土方清运形成施工作业面。
定向钻方案为自上而下穿越方式，先期引导孔，后期进行扩孔的施工方式，主要工艺为：施工准备测量放线设备进场穿越导向孔回扩回拖形成施工作业面。
陡坎斜井方案为自上而下全断面人工开挖方式，主要工艺为：施工准备测量放线设备进场斜井人工开挖形成施工作业面。
经施工工艺分析，大开挖方案技术成熟，工艺不复杂，主要存在问题为开挖土方堆置、施工中自然坡面破坏大、增加水土流失和坡面恢复问题。
定向钻和陡坎斜井方案技术都比较成熟。陡坎斜井采用人工开挖施工简单，能充分发挥人的能动性，而就采用设备进行分析陡坎斜井采用的设备较小，数量也较少，相对于定向钻机和相应的较大辅助设备，黄土高塬沟壑区具有明显优势。
②施