浅析低瓦斯隧道施工技术及防治措施

摘 要：低瓦斯隧道在铁路和公路工程中，比较常见;低气体通道瓦斯涌出量小，有时量不出来，它很容易被忽视或轻视。所以在进行隧道施工过程中，需要确保隧道能够保持持续的通风，并按时检查内部瓦斯情况。本文对低瓦斯隧道施工瓦斯防治技术和措施进行分析和探讨，希望通过该研究能够为低瓦斯隧道施工及防治提供借鉴。

关键词：低瓦斯隧道;瓦斯隔离板;防治

1 引言

在进行高速公路施工时，经常会穿过一些隧道，所以需要在进行隧道施工的过程中，考虑对低瓦斯隧道进行瓦斯防治作业，确保隧道能够保持持续顺畅的通风，并要对其中的瓦斯情况进行按时检查。在进行隧道施工的过程中，应采用封闭式的施工方式，从而保证施工通过瓦斯密集区域更加顺利[1]。因此本文分别对低瓦斯隧道施工中的各项瓦斯防治技术和措施进行分析，希望能够为低瓦斯隧道施工提供参考[2]。

2 低瓦斯隧道施工中超欠挖控制影响因素

2.1工程地质条件的影响

隧道中巖体节理如果具有较高的发育程度，那么其所具备的抗爆破能力就会越弱，此时会增加超欠挖的程度，影响低瓦斯隧道开发对超欠挖的控制效果。如果节理的走向平行于低瓦斯隧道的开挖线路，那么则会在开挖的过程中，沿着节理的方向发生破裂问题，导致超欠挖问题更加明显。如果岩层的发育呈现出水平的状态，而节理处于垂直状态的情况下，同样会在开挖的过程中增加超欠挖控制的难度，影响其最终的效果。

2.2开挖技术方式的影响

在隧道爆破的环节中，如果使用较大的爆破能量，则会增加超欠挖问题的可能性，主要是因为高密度、高强度、高速的隧道爆破方式会对低瓦斯隧道的岩石产生严重的破坏。一般来说，隧道爆破强度的系数直接影响着超欠挖的控制水平，因为系数强度越高，越会产生超控等方面的问题，而低强度的系数，则会出现欠挖问题。不仅如此，在具体的施工过程，还会受到爆破技术、钻孔精度、现场施工管理、测量放线精度、施工操作等方面的影响。所以工作人员应结合工程的实际情况，合理设计超欠挖的控制方案，强化超欠挖控制的效果，以此来保证低瓦斯隧道施工顺利。

3 低瓦斯隧道施工技术分析

3.1 正确运用防爆设备

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。

3.2 地质预报

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（Q4d1+p1）及三叠系飞仙关组。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CH2为8.98 （m3 /min） ，CO2为1.45（m3 /min） 。隧道穿越含煤地层同属一个地层和区域块段，因此施工过程中必须按突出或高瓦斯工区进行相应的设防。

3.3 瓦斯隧道钻爆与开挖

若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专用炸药。

4 低瓦斯隧道施工的安全防范措施

4.1 加强施工通风作业

在正式施工阶段，可以采用通风机将隧道中的瓦斯浓度稀释掉，并控制在安全标准范围内，从而保证低瓦斯隧道施工的安全性。通常隧道最大的风速在1.2m/s左右、下导边风速在1.0m/s左右，隧道口风速在1.0m/s左右，隧道中部风速在0.8m/s左右，这就需要在隧道各个进出口位置设置通风机。在此需要注意一点，隧道风流不畅的位置瓦斯浓度偏高，例如在隧道顶部位置（由于瓦斯是甲烷，质量相比空气轻，会上升），因此需要设置独立的小型吹风机，如果出现瓦斯超标情况，需要即刻开启吹风机将瓦斯冲散。结合隧道内部结构对通风方案进行优化处理，采用轴流风机通风方法，并配合射流风机，这样即可大大提高隧道内部排风效率。

4.2 加强瓦斯监测工作

为了能够保证瓦斯检测精度，通常是采用人工和仪器结合监测方法，需要监测人员对隧道内部定时监测（2小时进行一次），充分调动瓦斯监测员、安全爆破员的工作积极性。在瓦斯监测设备布置过程中，需要重点在工作面、瓦斯聚集地、容易产生火源位置、瓦斯渗漏区域，特别是在电焊作业点和超前钻孔点都要设置瓦斯监测设备。与此同时，监测人员需要对监测数据进行记录，观察瓦斯浓度变化量，并将相关数据上报给管理人员。在瓦斯隧道施工过程中，需要加强监控系统建设工作，通过信息技术及时采集隧道瓦斯信息。

4.3 隧道火源管理措施

对于低瓦斯隧道施工来说，最大的安全事故就是隧道瓦斯爆炸，而明火是引发隧道瓦斯爆炸的最直接因素，所有低瓦斯隧道施工都要严格控制火源，控制一切可能产生明火的行为。这就需要在洞口设立一个检查岗，所有要进洞的设备都要事先做好安全检查，不得携带打火机、火柴、电话以及不得穿化纤衣服等。如果洞内必须要开展动火作业或可能产生明火的作业环节，需要事先制定严格的动火作业制度，对相关设备进行严格的审查，并尽量降低隧道内的瓦斯浓度，在以上所有条件都满足要求时，发给动火作业证，开展动火作业，同时配备灭火器材、救生设备等，待到动火作业完成之后，确保施工现场没有残余火后即可收工。

结束语

在低瓦斯隧道的施工过程中，通过加强隧道施工通风，强化瓦斯浓度检测，规范开挖爆破作业程序，采取适宜的掘进方法，认真做好超前地质预报，防止有不必要的经济损失出现，将安全事故隐患扼杀在摇篮当中。

参考文献：

[1]黎俊麟、苏培东、徐正宣、王栋、张睿. 非煤高瓦斯隧道盾构施工技术研究[J]. 地下空间与工程学报， 2020， 26（4）：200-206.

[2]许晶晶. 重庆地铁铜锣山低瓦斯隧道施工技术[J]. 建筑机械， 2018，12（2）：56-59.

[3]张京亮，夏志杰. 隧道穿越煤系地层施工技术及注意事项[J]. 云南水力发电， 2020， 36（7）：6-9.

作者简介：

张斌、性别： 男、生日：1987.8.7、籍贯：甘肃榆中、学历：大专、单位、职称：助理工程师，主要研究方向。