高速公路低瓦斯隧道施工技术研究

张 伟

(山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000)

0 前 言

我国的交通事业的发展离不开高速公路隧道工程，但在高速公路隧道工程的实际建设中，低瓦斯隧道施工技术应用仍然存在一定的问题。因此，应在实际建设中将各类现代化施工技术进行有效应用，选择最为合理的配套处理方式，使高速公路低瓦斯隧道工程安全风险管理符合规定，全面提升高速公路低瓦斯隧道工程的施工质量，为我国经济发展奠定基础。

1 高速公路低瓦斯隧道施工安全风险管理的意义及工程特点

1.1 高速公路低瓦斯隧道施工的特点

在高速公路低瓦斯隧道工程实际施工中需要合理选择相关技术，进而避免高速公路低瓦斯隧道工程出现风险问题，使工程建设更加稳定[1]。同时在高速公路低瓦斯隧道工程的施工中，相关施工人员不仅需要结合实际需求明确施工技术，而且需要考虑工程的环境、地区等因素，高速公路低瓦斯隧道施工的主要特点有：①施工区域具有多变性，且存在不良地质夹层现象，增加了瓦斯爆炸风险事故的发生概率，导致施工建设的安全系数明显降低；②高速公路低瓦斯隧道建设中首先需要解决水、电及交通问题，且要求施工过程中尽可能缩小开挖断面，必须确定施工技术及施工方案；③隧道穿越煤层段时，易发生瓦斯外溢现象，具有危险系数高等施工特点，且由于施工环境阴暗潮湿，无法自由操作大型机械。

1.2 高速公路低瓦斯隧道施工安全风险管理的意义

在高速公路低瓦斯隧道施工过程中，应根据实际需求制定规范化标准，从而在缩短工程建设期限的基础上，降低瓦斯泄漏的发生概率，从而在最大程度上满足我国高速公路低瓦斯隧道工程的建设需求。高速公路低瓦斯隧道工程与当前社会发展息息相关，使得施工安全管理变得尤为重要，因此，应采用科学合理化的手段加强各类施工技术的应用，并控制施工质量，以此使交通工程建设效率全面提升，从而达到我国高速公路低瓦斯隧道工程的建设质量标准[2]。

2 高速公路低瓦斯隧道施工技术应用的要点及风险

2.1 工程概况

山西某高速公路左线全长2 254 m，右线全长2 282 m，勘查中显示砂岩体及岩体裂隙中含有可燃气体，且超前预报显示瓦斯分布范围主要有K14+230～K14+501段、K14+624～K14+739段，覆盖范围较广，隧道初步判定为低瓦斯隧道。瓦斯的存在明显加大隧道施工难度，安全隐患会不断增多，为营造安全的施工环境，需采取相适应的施工工艺，在安全的前提下保质保量完成隧道建设工作。

2.2 高速公路低瓦斯隧道施工技术应用的要点

2.2.1 隧道地质超前预报

地质超前预报技术方法简单、适用性强，可以将各类传统的预报方法进行整合，通过多种处理手段相互补充，达到对隧道当前施工区域情况变化的提前预报。我国在2016年再一次提高了对低瓦斯隧道施工期地质预报的要求，从而在最大程度上避免施工出现爆炸、瓦斯中毒等事故，从而提高隧道工程的建设效益。地质超前预报技术弥补了单一地质预报技术的片面性，在应用中可以划出重点段，以此更精确地指导安全施工，提高低瓦斯段隧道工程的安全性[3]。

2.2.2 隧道施工相关技术

在高速公路低瓦斯隧道施工过程中，若想保证施工安全，需要在隧道施工中合理选择相关技术，并在此基础上对建设全过程加大关注力度。由于上述高速公路低瓦斯隧道工程靠山体，施工场地有限，为避免实际施工中出现安全风险问题，建设在技术应用前明确施工规划，确定工程施工的流程，随后对相关技术应用进行质量控制验收，确保安全管理能够符合预期标准。最后在施工结束后进行抽查，要求各项参数符合工程建设的预期要求，提高施工技术应用的整体质量。

2.3 高速公路低瓦斯隧道施工技术应用的风险

2.3.1 施工风险较大

在低瓦斯隧道施工中，会由于地质问题增加建设复杂程度和繁琐程度，因此，实际建设必须与工程的实际地质相结合，但就目前情况来看，实际建设仍然存在无法预知的问题，降低了工程建设的质量[4]。

2.3.2 技术风险问题

若在高速公路低瓦斯隧道实际施工过程中存在技术应用问题，将会严重影响工程的建设效果，导致存在安全风险的发生，主要技术风险问题有：①上述工程施工过程复杂，需要用到一些复杂的机械设备、特殊的施工工艺，使得施工技术难度大，导致强度和耐磨性无法满足实际要求；②使用一些新技术、新方法避免爆破，但技术可能存在不确定性，最终导致控制不当出现施工质量问题，瓦斯中毒及爆炸的风险概率增加；③施工技术应用过程中未能明确应用要求，如上述工程前期技术应用不明确，在孔深度至 128 m砂岩时有甲烷溢出，增加了施工安全风险。

3 高速公路低瓦斯隧道施工技术应用的策略

3.1 隧道开挖

本工程围岩强度偏低、应力较大，因此，要求开挖进尺<2 m，并尽可能缩小开挖断面，以免瓦斯大范围溢出提高施工风险。在施工中加强对开挖轮廓的支护，采取支护加强措施，达到加固围岩、阻止围岩变形的效果。瓦斯段施工环境错综复杂，因此，创建信息化的监测系统，动态化调整控制措施，以不影响爆破效果为前提，削弱爆破所造成的不良影响，如K14+624～K14+739段必须爆破，则采取电力起爆的方法，在装药前、放炮前和放炮后分别组织检查，实现安全爆破的施工目标。

3.2 初支和二衬施工

组织有关瓦斯含量探测工作，瓦斯含量>0．5 m3/t时、压力>0．74 MPa时视为一级瓦斯施工段，本工程鉴于一级和二级含瓦斯施工段安全隐患较多的特点，采取复合式衬砌的支护形式，以保证支护结构的合理性。瓦斯段衬砌施工时需要视实际情况采取安全可靠的防瓦斯措施，瓦斯段施工期间，混凝土的喷射厚度应超过24 cm部分衬砌利用模筑工艺制作而得，为改善混凝土的工程性能，要求用水量与设计值相差不可超过±1%，水泥和气密剂不宜超过±2%，在该外加剂的作用下调节混凝土的透气系数，使其稳定在10～11 cm/s。混凝土施工完成后，要清理周边20 mm范围内的杂物，不可存在任何明火。

3.3 做好瓦斯排放

在隧道掘进工作中，本工程在利用各类挖掘设备前考虑支撑问题，结合超前预报及瓦斯探测判断环境下各类有害气体的情况，以此使避免巷道出现风险问题。瓦斯属于烟气类，其有着可燃性和易爆性，如区域内的瓦斯浓度较高，将可能产生爆炸风险，如在设备应用过程中，必然会产生一定的瓦斯，如不将瓦斯排放，则会出现安全问题。因此，掘进中利用瓦斯收集器进行采集，将巷道内的瓦斯气体含量减至最少，在此过程中需要对不同区域的空气进行瓦斯浓度检测，防止爆炸问题的出现，最终未发生任何风险问题。

3.4 防明火措施

隧道瓦斯段施工时易导致电雷管被引爆的情况，上述工程从源头上消除静电，要求施工人员不可穿着化纤材质的衣物，统一棉质工作服，并采取接地处理措施预防静电。铁器间发生碰撞后易产生火花，在矿车两头增设橡胶材质的碰头，并通过洒水的方式润湿碴石，配套专业的防摩擦零部件以及洒水的方式处理摩擦处。明火控制是洞口与机房周边20 m范围内，禁止打火机等火源被施工人员带入现场，易燃易爆物品不宜将其存放在隧道内，隧址区的煤炭存在氧化反应，由专业人员采样分析，采取防控措施以免自燃。

4 结束语

高速公路低瓦斯隧道工程必须注重施工安全风险管理，以杜绝各种安全事故的发生。建设过程中施工技术必须进一步明确，按照固定要求进行技术应用，安全管理过程中督促施工人员安全规范操作，对出现的问题及时提出相应对策，避免因瓦斯泄漏而造成事故。

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