瓦斯隧道施工技术及控制分析

２０１７年第７期　黑龙江交通科技　ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪＩ　Ｎｏ．７。２０１７　（总第２８１期）　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２８１）　瓦斯隧道施工技术及控制分析　刘光龙　（遵义交通建设投资（集团）有限公司，贵州遵义５６３０００）　摘要：在煤矿、地铁等地下工程的建设施工中，往往需要通过山体，因此必须建设隧道，而此类隧道的施工中。如果遭遇需要　穿越煤层的工程情况，则往往会在施工中造成煤层大量瓦斯的溢出，从而给隧道后续的施工造成安全隐患。为提高瓦斯隧道　施工安全性，必须严格相关施工技术，避免瓦斯危害，针对该问题提出建议，以供参考。　关键词：瓦斯；隧道施工；控制　中圈分类号：１２４５６　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１７）０７—０１４９—０２　１　瓦斯隧道施工实例及其关键技术分析　１．１工程概要　于Ｉ％，且在压入式局部通风机、开关地点附近约　某隧道出口与邻近乡道，交通运输相对较便　利。该隧道为分离式特长隧道，左幅隧道起讫桩号　为Ｚ１Ｋ２＋１０５～ｚ１ｌ（５＋６７７，全长３　５７２　Ｉｌｌ，最大埋　深约２７８．５１　ｍ。右幅隧道起讫桩号为Ｋ２＋１０４～　＋６７３，全长３　５６９　ｍ，最大埋深约２８１．４１　ｍ。左　隧道平面线形进口段位于Ｒ＝２　５００　ｍ的圆曲线上，　中间段及出口位于直线上；右隧道平面线形进口段　位于Ｒ＝２　５００　ｍ的圆曲线上，中间段及出口位于直　线上；左右幅隧道均为下坡，左幅进口段及洞身段　纵坡坡度为一２％，出口段纵坡坡比为一２．６５１％；　右幅进口段及洞身段纵坡坡度为一２％，出口段纵　坡坡度为一２．３８９％。设计文件载明，该隧道穿越　煤系地层且煤层富含瓦斯。　１．２隧道施工关键技术　１０　ｍ的范围内，空气中的瓦斯浓度应当处于０．５％　以下，才可以人工开动局部通风机。若停风区的瓦　斯浓度超出ｌ％，则需要制定排除瓦斯计划。　（３）地质预报　该工程所处地区，根据相关地质资料及野外地　质调查，隧址区出露地层复杂，主要有第四系全新　统崩坡积（Ｑ４ｃ＋ｄ１）、第四系全新统坡洪积（Ｑ４ｄｌ　＋ｐ１）及三叠系飞仙关组、永宁镇组，二叠下统龙潭　组地层。该隧道穿越含煤地层，煤矿矿井瓦斯等级　为突出矿井，瓦斯涌出量ＣＨ　为８．９８（ｍ　／ｒａｉｎ），　ＣＯ：为１．４５（ｍ　／ｍｉｎ）。隧道穿越含煤地层同属一　（１）正确运用防爆电器　依据相关规定，瓦斯隧道的施工中，所使用的　电器设备、作业器械等，都应当属于防爆类型。其　主要原因在于，瓦斯隧道中使用机械进行施工时，　往往会出现构件摩擦等问题，容易产生火星，从而　引发瓦斯燃烧甚至爆炸，造成严重的后果。因此，　如果需要在一些低瓦斯施工区域，或者瓦斯含量较　低的状况，建议采用非防爆电器和工作器械。　（２）安全施工等级管理　按照相关规范规定如下：①判断低瓦斯工区、　高瓦斯工区的绝对瓦斯涌出量，若在Ｏ．５　ｍ　／ｍｉｎ以　下，则属于低瓦斯工区；若超过或等于０．５　ｍ　／ｍｉｎ，　则属于高瓦斯工区；②瓦斯隧道的施工需要注意连　续通风，如果出现停风问题，就需要及时撤出人员，　并进行瓦斯浓度的检查。若停风区中，瓦斯浓度低　收稿日期：２０１６—０９—０６　个地层和区域块段，可类比，隧道开挖存瓦斯突出　危险。因此，施工时应按突出或高瓦斯工区设防。　（４）瓦斯隧道钻爆与开挖　如果隧道建设需经过可能逸出瓦斯的地方，则　必须严密注意开挖深度的控制，一般不宜过长，而　每次的开挖面积也不宜过大，从而在隧道施工中降　低瓦斯的涌出量，同时快速封闭掌子面，以保证整　个施工作业环境的安全性。钻孔施工则建议采用　湿式钻孔，爆破作业则建议采用煤矿许用炸药。瓦　斯隧道爆破炸药选择如表１所示。　表１瓦斯隧道爆破炸药选择　使用毫秒级的电雷管，在１～２０段以十几毫秒　数百毫秒的时间间隔进行布置。瓦斯隧道采用　该雷管，就需要在前段爆炸瓦斯浓度达到较高状态　一作者简介：刘光龙（１９８５一），男，工程师，主要从事公路施工工作。　・１４９・　总第２８１期　黑龙江交通科技　第７期　时，才会引发下段爆炸；另外，若雷管中的延期药依　然在燃烧，则雷管的排气孔会喷出火焰、高温气体，　引发爆炸。为避免这些问题，建议使用煤矿许用的　瞬发电雷管，然后配合以防爆型的发爆器。　１．３　瓦斯隧道施工安全防治措施　１．４施工设备防爆改型　（１）做好隧道瓦斯超前预报工作　为保证瓦斯隧道的作业安全，需要依据当地的　地质特点明确瓦斯逸出情况，从而进行超前预报。　为确保地质预报精度，还需要重视隧道掌子面前方　围岩的构造问题，以探明其瓦斯富集，采用多种超　前探测法以相互验证，最终依据地质预报，制定相　应的治理方案。　（２）加强瓦斯的检测工作　瓦斯隧道发生爆炸等恶性事故，其原因主要是　隧道施工之前，针对瓦斯富存状况的勘察工作成果　与信息，没有得到及时的回馈与处理，甚至出现漏　检、漏报等状况，导致施工中无法全面掌握瓦斯层　所处的方位、面积，导致瓦斯层的不合理破坏。因　２结语　此，除了需要重视事前的瓦斯监测，还需要加强瓦　斯信息的保护与落实，掌控瓦斯浓度与风机实际的　瓦斯隧道工程的施工存在很大的安全风险，因　运行状况，从而确保施工安全。　此，为了确保施工的安全性，必须加强隧道瓦斯的　（３）确保可靠的通风系统　超前预报，并提前设防；强化通风管理，降低瓦斯浓　瓦斯隧道施工中，所产生的有害气体主要是　度；机电防爆，控制火源；加强对于瓦斯的检测与监　ＣＨ　，该气体非常容易造成火灾和爆炸事故，进而造　控；尽量采用防爆型设备，严格遵守相关规章制度，　成隧道施工安全隐患。加强对于通风问题的管理，　确保瓦斯隧道施工能够安全可靠。　确保瓦斯隧道在施工作业期间不会间断通风。另　　外，通风应当严格按照设计与相关规范要求来执　参考文献：行，配置必备的备用风机与电源。本工程采用管道　［１］张玺嘉．瓦斯隧道施工安全管理要点浅析［Ｊ］．中国科　技博览，２０１４：５６７—５６８．　压入式通风，通风系统由专人负责管理。负责对风　［２］康小兵，胡卸文，许模，等．高瓦斯隧道施工瓦斯监测　机的维护保养和风筒的接长和维护，防止工作面出　系统研究［Ｊ］．水力发电，２０１４，４０（７）：９４—９６．　现无风或微风现象，加强瓦斯检查防止出现局部瓦　［３］　李兆奎．瓦斯隧道施工过程瓦斯灾害危险性评估［Ｊ］．　斯超限。使洞内保持２　２００　ｒｌｌ　／ｍｉｎ以上的风量和　长春工业大学学报：自然科学版，２０１４，（３）：２９２～　０．４　ｍ／ｓ以上的风速，并保持通风的连续性。　２９５．　（上接第１４８页）　６置放钢筋笼　为取得良好的瓦斯隧道火灾、爆炸等灾害预防　效果，对于高瓦斯施工区、瓦斯突出施工区的都应　当使用防爆型的电气设备和作业机械。瓦斯隧道　的施工中，必须注意对作业机械采取防爆措施。要　求进入速调内的电气设备，均采用煤矿许用防爆设　备，因此，在实际施工前需要将通用型机电设备进　行防爆改造。　１．５建立完善的管理制度　健全的安全管理制度是基本保障，因此制定安　全管理制度至关重要，其主要内容应当包括电焊、　隧道通风、瓦斯检查以及隧洞登记检查等。具体来　说，就是要求作业人员进洞前要接受检查，严禁携　带烟草、点火物品，不能穿戴化纤服饰。而洞内则　应当禁止白炽灯、电炉等设施的使用，还需要给出　渣车安装尾气排放净化器等，以防止尾气排放造成　的危险源。　清孔工作完毕后，需设置钢筋笼。在放置钢筋　笼时，尽量避免选择较硬的工程场地；为了增加钻　孔灌注桩保护层厚度，要将混凝土预制块套在箍筋　中，摆放钢筋笼时，要对其斜度进行严格控制，防止　钢筋笼倾斜或摆动及松动。　７混凝土浇筑　注作业时，要确保混凝土坍塌度保持在１８０—　２２０　ｍｍ之间，且其流动性应良好。在水下浇筑混凝　土时，需事先对导管闭水特性进行测试，并采用导　管法进行连续灌注。在此过程中，钢筋骨架可能上　浮，故在混凝土顶面距离钢筋骨架底部１　ｍ的位　置，要适当减缓混凝土灌注速度，待混凝土顶面距　离钢筋骨架底部超过４　Ｉｎ时，可适当增大混凝土灌　注速度。　参考文献：　［１］饶忠全．路桥施工中钻孔灌注桩技术研究［Ｊ］．江西建　材，２０１７，１７（１）：１６５，１６７．　混凝土混合比率要结合具体工程情况而定；　水泥初凝时间不应超过２．５　ｈ，混凝土等级要　１４２．５　ＭＰａ；＞混合物要具有良好的和易性，避免其　在运输过程中出现离析及泌水现象。在混凝土灌　・［２］　黄长维．试论钻孔灌注桩技术在路桥施工中的应用　［Ｊ］．江西建材，２０１７，１７（２）：１８８．　［３］　张庆军．路桥施工中钻孔灌注桩技术的应用及实施要　点分析［Ｊ］．门窗，２０１６，９（５）：１３１—１３２．　１５Ｏ・