图山寺高瓦斯风险隧道综合技术探究

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1、图山寺高瓦斯风险隧道综合技术探究　　摘要：以兰渝铁路图山寺隧道为例，对长大高瓦斯风险隧道的瓦斯提前排放、通风、监控、机械配置等综合施工技术进行了讨论和分析，明确瓦斯隧道施工中瓦斯的预防措施和瓦斯工区的作业流程，工艺要求，规范瓦斯隧道作业施工，减少施工过程中的不安全因素。关键词：高瓦斯隧道；提前排放；通风；监控；施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：瓦斯是从煤（岩）层内逸出的各种有害气体的总称，其主要成分为甲烷（ＣＨ４）。瓦斯工区是地层含有瓦斯的隧道施工区段。当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，遇到高温火源就能燃烧或发生爆

2、炸，一旦形成灾害事故，就会造成大量作业人员的伤亡，严重影响隧道的安全生产，瓦斯爆炸事故是瓦斯隧道事故中最严重的事故。瓦斯爆炸的主要危害是产生高温焰面，冲击波和有害气体。本文以兰渝铁路图山寺隧道为例，对长大高瓦斯风险隧道的瓦斯提前排放、通风、监控、机械配置等综合施工技术进行了讨论和分析。1工程概述9图山寺高瓦斯隧道全长3216m，起讫里程：IDK785+710～IDK788+926，为单线隧道，最大埋深约192m，是兰渝铁路三大高风险隧道之一，更是重点控制性工程。隧道位于丘陵区，穿越近东西向展布的脊状山梁，地面高程320～540m，

3、相对高差约220m。丘坡陡峭，局部为平台，坡面植被较发育，斜坡下为沟谷平坝。隧道位于川中产油产气地层，一般埋深2000～2800m。天然气等有害气体可能顺着岩层构造裂隙上逸，并在隧道洞身范围基岩裂隙或缝隙中局部游散富集，集成气囊，并具有随机性和不均匀性，危及隧道施工。根据西南石油大学提供的《浅层天然气分布特征咨询研究》，对隧道深孔天然气测试结果，单孔天然气最高浓度9500ppm，计算隧道天然气含量6087m3；参照达成线既有炮台山隧道出口平导，瓦斯压力0.2KPa，天然气绝对涌出量3.03m3/min。确定该隧道为高瓦斯隧道，其中

4、IDK785+790～IDK788+830为高瓦斯工区。隧道施工时采用钻孔超前预报及检测，加强通风和防爆、防燃措施，确保施工安全。2主要施工技术9隧道通风采用压入式和巷道式相结合的通风方式；瓦斯检测采用钻孔超前预报检测，人工检测和自动检测相结合；隧道施工采用新奥法施工，人工风钻打眼，矿用炸药、煤矿许用电雷管起爆，光面爆破，超前小导管和喷射砼支护，台阶法开挖，防爆挖掘机辅助防爆装载机挖、装，防爆自卸汽车运输，二次衬砌采用防爆模板台车衬砌，砼在洞外集中拌和，防爆砼运输车运输，泵送入模。2.1瓦斯提前排放隧道正洞均采用3个89超前水平钻

5、孔进行全断面超前地质探测，超前钻孔孔径一般为89mm，单孔长度为30m，搭接长度不小于5m，超前地质钻孔按下图布置，并在超前地质钻孔处设置检测点，以检测是否有有害气体涌出。超前地质钻孔每25m一环。若探测到有害气体，要根据记录确定有害气体的涌出位置，当超前探物及验证孔确认富含瓦斯时，增加不少于3个φ89超前钻孔(4～6号孔)，进一步确认瓦斯、天然气浓度、岩体破碎程度。正洞超前探孔布置示意图下部台阶瓦斯排放应采取下列措施：可在上部台阶底部打俯角孔排放；孔距与排距宜为1.0m。排放孔施工前加强排放工作面及已开挖段的支护，防止坍塌造成突

6、出。排放孔施工必须严格按设计施钻，钻孔过程排专人检查其角度和长度。排放孔施工过程中注意观察各种异常情况及动力现象，当某孔施工中动力现象严重，可暂停该孔施工，待其他孔施工完后再补贴该孔。9每钻完一个孔后检测该孔瓦斯浓度，以后每天进行两次，掌握排放效果和修正排放时间。在超前卸压孔施工过程中，加强掌子面瓦斯浓度和孔内瓦斯浓度监测，通过对浓度变化的分析，研究下一步通风方案和开挖施工措施，确保掌子面瓦斯浓度达到0.5％以下。2.1.1水气分离设施本隧道地下水需要经过水气分离装置分离掉天然气后才允许排入隧道侧沟。地下水排放路径：纵向盲沟→水气

7、分离装置→洞内侧沟。瓦斯等有害气体的排放路径：纵向盲沟→水气分离装置→纵向盲沟→瓦斯排放管排入大气。隧道纵向盲沟采用φ100波纹管，水气分离装置采用φ100PVC管。隧道竣工后对泄水孔进行瓦斯等有害气体检测，若有有害气体逸出，应及时报告相关单位，以便处理。2.2通风方案2.2.1方案概述⑴采用射流风机诱导正洞为进风巷，平导为回风巷，靠近掌子面的横通道为风流通道，其余横通道用风门封闭，风门采用钢架结构外贴土工布密封，避免漏风和循环风出现。9⑵每个洞口安装2台SDF(C)No12.5型轴流风机通过φ1.5m双抗风管(阻燃、抗静电)将新

8、鲜空气送至掌子面。通风机设在洞外距洞口30m处。风管最前端距掌子面5m，并且前55m采用可折叠风管，以便放炮时将此55m迅速缩至炮烟抛掷区以外。⑶射流风机采SDS-Ⅱ-No10.0型风机，风机布设在隧道拱顶或距边墙2m处。⑷掌子面至模板台车地段设置