隧道施工瓦斯的防治措施

贾俊力

(贵州高速公路集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

隧道施工瓦斯的防治措施

贾俊力

(贵州高速公路集团有限公司，贵州 贵阳 550000)

瓦斯隧道防爆、防突、防塌为安全施工的核心问题。为防止灾害事故发生，必须认真做好超前地质预报、施工通风及相应的应急救援预案，确保安全方面的资源投入不打折扣。结合具体工程实例，重点就公路隧道施工瓦斯防治措施进行了研究。

公路隧道；瓦斯；防治措施

1 工程概况

六盘水至镇宁高速公路六盘水至六枝段第五合同段高峰隧道位于六枝县岩脚镇高峰村至六枝县岩脚镇群峰村境内，该隧道属于长隧道，为分离式隧道，采用电光照明，机械通风。隧道左线里程：ZK80+210～ZK81+481，全长1 271 m，六盘水端和六枝端洞门型式均为端墙式，路面纵向坡度-2.5%；右线里程：YK80+235～YK81+461，全长1 226 m，六盘水端和六枝端洞门型式均为端墙式，路面纵向坡度-2.5%。

隧道进口及浅埋二叠系上统龙潭组地层含煤层，煤层分布于该组地层的粉砂质泥岩中，呈层状，根据附近黑糖煤矿资料，该地层含8层煤，在SDK47孔取得煤样，测瓦斯浓度为0.14 m3/t,瓦斯压力为0.01 MPa，由于钻探揭露煤层地表，暴露时间长，氧化程度高，为三级瓦斯地段，参考黑糖煤矿煤样试验资料，为高瓦斯煤层。根据煤层分布、瓦斯浓度及压力，进口至ZK80+732段、进口至YK80+781段位高瓦斯工区，按高瓦斯隧道设计。经现场实际检测，瓦斯浓度最高达70%，瓦斯压力达0.8 MPa，属突出危险性隧道。

2 施工开挖方案的选择

高峰隧道属高瓦斯隧道，隧道穿越地层围岩均为煤系地层或煤系地层和粉砂质泥岩互层，属软弱围岩，遇水极易软化，在高低应力的作用下，常常会出现隧道围岩大变形的问题。设计开挖时，隧道采用CD法，普通隧道施工中，对于大跨度软弱围岩，其开挖效果较好，但是在瓦斯隧道中其开挖方法效果较差。瓦斯隧道以通风减排瓦斯为主，CD法开挖，在隧道全断面中增设中隔壁，将一个隧道分成2个作业空间，其通风管道，悬挂至一侧局掌子面5 m处，风速能有效的稀释一侧瓦斯浓度，而中隔壁的另一侧因临时中隔壁封堵，风速不能到达，致使风速不能到达侧瓦斯无法排出，如在隧道另侧增设排风管，不但成本增加，而且会出现风管占用空间太多影响施工工效。经过经济比对、以往施工经验和瓦斯比空气轻的特性，项目部采用了三台阶七步开挖法。

三台阶七步开挖法不但能满足软弱围岩的施工要求，快速开挖、快速成环，对于瓦斯隧道开挖，能全断面的提供瓦斯释放空间，瓦斯在上升拱顶后能及时的受通风系统系数，降低施工巷道瓦斯浓度，对于施工瓦斯抽放孔时能有效提供施工操作平台。

3 公路隧道施工瓦斯的防治措施

3.1 煤层位置控制

由于设计地质资料提供隧道工程具体见煤里程点不够详细，在施工期间，必须采取先探后掘的措施，防止误穿煤层，导致事故发生。(1)在隧道施工进入基岩后，用ZDY-1250型矿用液压钻机施工5个超前探孔100 m。(2)前探钻孔施工完毕后，如未见到煤层，可在钻孔控制长度(钻孔在隧道轴向投影距离)内预留20 m超前保护距离的情况下正常掘进施工。(3)如前探钻孔探到煤层，必须详细记录钻孔资料，内容主要包括：煤层厚度、产状、钻孔瓦斯涌出情况及隧道风流中瓦斯浓度变化情况、钻孔涌水情况，钻孔岩层变化情况等。(4)钻孔探到煤层后，根据钻探资料确定煤层的位置并填绘到工程平面图上。

3.2 瓦斯治理措施确定

公路隧道施工断面大，施工巷道平直，隧道掘进与煤层均有夹角，煤层与岩层互层，接触煤层小，属小范围突出。因此，高峰隧道选择小间距、大直径、深孔钻孔排放瓦斯进行防突。防突分为2步，第一步为大孔径深孔排放，第二步为工作面钻孔排放。

3.3 大孔径深孔排放孔布置

瓦斯排放采用ZDY-2300钻机，钻孔直径为153 mm，要求穿透煤层进入岩层垂直距不少于0.5 m。根据开挖方式，在隧道全断面布置，钻孔布置方式，沿掌子面走向，垂直工作面每隔0.5～0.7 m布置1个深孔排放钻孔，孔深为钻探穿越煤层往前0.5 m。

3.4 工作面钻孔排放

因前期的小间距、大孔径深孔排放，已为前方煤层提供了释放压力和稀释空间，在继续掘进岩层时，给予了煤层相当的时间，从而大大的降低了前方瓦斯的含量，但也存在煤层赋存发生变化的地段，故在深孔排放后，仍有可能存在瓦斯突出的危险性。为保证施工安全，在岩层掘进至最近煤层垂距10 m时，在掌子面顶部和左右侧打设3个检验孔，测定最近煤层参数。如无瓦斯突出危险，将进行揭煤施工，如仍存在瓦斯突出危险，将在掌子面周边追加排放孔。

3.5 防突措施效果检验

通过以上方式排放瓦斯后，在接近煤层带时，采用钻屑指标检验措施效果，检验孔布置参照预测孔。在ZK80+320进行超前预探时测得前方最近煤层K1值为0.62，后在进行防突措施后，测定ZK80+344煤层K1值为0.2，工作面消突一次有效。

3.6 安全防护措施

(1)在实施方案前，必须对施工操作人员进行安全技术培训。(2)洞内爆破时必须将洞内所有人员全部撤到洞口外并在洞口两侧不小于20 m。(3)在实施钻孔前，一定要加强掌子面支护，防止洞内塌方。(4)严格按照通风方案进行管理通风系统，确保洞内风速和风量恒稳。(5)加强洞内监测监控。在洞口配备一套独立的KJ90NB瓦斯监控系统，配置相应的瓦斯传感器、温度传感器、风速传感器、开停传感器外，还在洞内所以作业面配备便携式瓦检仪。当洞内瓦斯浓度大于0.75%时开始报警，当大于1%时断电，停止洞内作业，撤出洞内人员。

3.7 加强洞内监测监控

在洞口配备一套独立的KJ90NB瓦斯监控系统，配置相应的瓦斯传感器、温度传感器、风速传感器、开停传感器外，还在洞内所以作业面配备便携式瓦检仪。当洞内瓦斯浓度大于0.75%时开始报警，当大于1%时断电，停止洞内作业，撤出洞内人员。

4 结束语

隧道的通风工作直接关系到隧道的安全、顺利生产，需要依靠科学有效的通风技术来实现。目前，隧道的通风技术有不同种类，在隧道实际生产中应该根据生产需要和隧道的实际情况选择合适的通风技术来实现隧道的经济效益和社会效益的最大化。对于隧道企业而言，不仅要追求经济效益，还需要强化对通风安全技术的开发和应用，以实现良好的社会效益，为我国的隧道生产做出重要贡献。

[1] 杨运量.矿井通风系统网络结构复杂程度的评价[J].隧道安全，2011，25(14):141-143.

[2] 张智成，等.矿井通风理论与技术发展评述[J].云南冶金，2011，36(6):145-146.

[3] 王建明，等.矿井通风系统安全可靠性综合评价方法探讨[J].煤炭科学技术，2013，1(11):201-202.

汽车机械

The tunnel construction of gas prevention and control measures

JIA Jun-li

(Guizhou Highway Group Co.,Ltd., Guiyang,Guizhou 550000,China)

Explosion-proof, outburst prevention, prevent gas tunnel collapse is the core issue of safety construction. In order to prevent the accident of a disaster, we must earnestly advance geological forecast, construction ventilation, and the corresponding contingency plan, to ensure the security of resources into no discounts. Combined with specific engineering example, mainly on highway tunnel construction of gas prevention and control measures were studied.

highway tunnel；the gas; prevention and control measures

2015-06-03

贾俊力(1984-)，男，山东人，工程师，主要从事工程管理工作。

U455

C

1008-3383(2016)02-0120-02