公路瓦斯隧道施工技術探討

劉 鋒

(貴州省公路工程集團有限公司)

公路瓦斯隧道施工技術探討

劉 鋒

(貴州省公路工程集團有限公司)

公路的隧道工程在施工過程是在復雜的環境中進行，需要面對許多的問題，如高瓦斯隧道的施工，其具有一定的危險性，需要在設計出科學合理的施工方案，兼顧工程施工人員的人生安全，又保障施工中既保證工程的進度。從公路瓦斯隧道施工中的瓦斯隧道區域計劃分、隧道開挖、瓦斯監測、通風處理、電氣設備等各個方面闡述了相關施工技術，總結出了一些經驗，給公路瓦斯隧道的施工提供了一定的參考。

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1 公路瓦斯隧道的施工過程

1.1 劃分區域

在公路隧道施工中，采用技術手段判斷出隧道中含有瓦斯，在含瓦斯層前10 m及后10 m的區域內，根據其地址條件、預測的瓦斯含量、壓力等因素，將瓦斯層分為各個區域，如一般瓦斯區域、重度瓦斯區域等，在按照不同區域的各種特點，科學調配施工設備、合理設置通風措施、布置不同的安全防護，并采用相應的施工手段，如一般瓦斯區域在一般防護與通風的條件下，配置一般的防爆施工設備及電氣設備;重度瓦斯地區則必須配備防爆設備;有煤塊與瓦斯噴涌可能的地區設施要求較高，不僅需配備防爆設備，還需搭配災害防治裝備。根據不同區域分配不同設備及施工手段的方式，可以有效簡化施工程序，減少了設備搬移是的繁瑣，更好的包工程進度及控制成本。

1.2 預測瓦斯情況

在開挖之前，需提前做好各個區域的瓦斯預測工作。一般檢測方法分以下三種:(1)現場機械檢測法及使用測量儀器或機械設備直接在施工區域內進行現場勘察;(2)取樣分析法取樣分析法也稱為是實驗室分析法。先將隧道即將施工的區域內鉆開一定大小的洞口，分析人員從中采集氣體樣品，帶回實驗室進行分析，其優點是準確度高，缺點是檢驗時間較長;(3)遠距離遙測法即運用高科技的自動化檢測系統或遙測系統，進行長期的定點檢測。其優點在于對于地質情況把握較為全面，并呢個分析出瓦斯情況的變化，缺點是檢測額所需時間較長，且使用的是高精尖的設備，施工單位若要備齊該設備，成本較高。

上述三種方法中，運用最為廣泛的是現場機械檢測法?？梢允褂帽銛y式檢測儀器，在施工區域內檢定現場空氣中的氣體的濃度及含量，或者使用全液壓鉆機進行施工前的測試鉆探，過程分為兩次;在距離煤層40 m左右的位置，打約三個孔，確認煤層的分布，測試瓦斯壓力、含量;在距離煤層15 m左右的位置打約3個孔，并將煤層穿過，采集煤塊作為檢驗地層穩定性及堅固度的樣品，并測試瓦斯含量、壓力及排放的初速度。

1.3 開挖及支護手段

在開挖隧道時，應遵循通風便于瓦斯意外防止等原則進行，不僅需要注意煤層的質量、按操作規程進行機械操作、斷面的挖掘、把握工程進度等各方面，也需綜合考量爆破對周圍巖層產生的巨大振蕩累及。其開挖時應使用正臺階法進行。按照施工區域的具體地質條件及施工設備決定臺階的長度。一般臺階宜長不宜短。在爆破時必須采用安全性較高的爆破材料，若需使用雷管，應選用瞬發式雷管，末尾段的爆破延期時間不可超過130 ms。因瓦斯的密度小于空氣，一般會浮于隧道的上方，因此在施工時，應保障爆破點周圍巖層平整，尤其是隧道頂部，避免瓦斯聚集于凹進的死角內。開挖完成之后，應設置后期防護措施，如將周圍巖層進行封閉式處理、堵塞巖層縫隙、噴錨支護措施等，避免瓦斯滲漏。在支護措施時，應使用封閉式復合襯砌，或帶仰拱式襯砌，且厚度應大于17 cm，二次支護厚度應大于40 cm，澆筑材料選用氣密性混凝土，主力澆筑流程，保證質量，盡量不給后期工程埋下安全隱患。

1.4 施工中的瓦斯監測

在施工的過程中，也應同步進行檢測工作。施工單位在建立健全檢測制度時，嚴格執行巡回式檢測方式，聯合使用多種方式定期對施工地點的排風量及瓦斯濃度進行測定，如定點報警器、便攜式瓦斯報警器及遙測裝置等，于隧道的風頭的上方位置測定，較為準確。當隧道內瓦斯含量不超過0.5%時，應1 h檢查一次，若含量超過0.5%，應隨時檢查。合理調整風量及機械設備的配置，保持施工地點排氣效果良好及排風設備性能穩定，避免瓦斯聚集，形成安全隱患。

2 各種情況處理措施

當檢測結果顯示瓦斯濃度超標時，應及時分析其原因，并采取應急措施，并向管理層報告，以進一步處理，按照監測點的不同，其瓦斯濃度的上線標準也有所區別，處理原則也不盡相同:(1)總風口或一側風口當甲烷及二氧化碳的含量超過0.75%時，應停止施工，施工人員撤離施工現場，管理人員及時做出應對措施;(2)電動機和開關20 m內風流中甲烷和二氧化碳的含量超過1.5%時，機械設備應停止運轉，斷開電源，施工人員撤離施工現場;(3)爆點和20 m內風流中甲烷和二氧化碳含量超過1%時，應禁止起爆;(4)工作面進風流甲烷和二氧化碳含量超過0.5%時，應先將局扇停工，查出瓦斯泄露的位置，進一步處理;回風流甲烷含量超過1%，二氧化碳超過1.5%是，應停止施工，人員撤離施工區;風流中部甲烷含量超過1%時，應停止電鉆打孔工作;超過1.5%時，應斷開電源，人員撤離施工現場，再進一步處理，二氧化碳的含量超過1.5%時，應直接停止施工，人員撤離現場;(5)局部地點 甲烷含量大于2%時，該地點周圍輻射20 m內的施工應停止，斷電撤離，并及時進行處理;電氣設備周圍甲烷含量減少至1%一下，才能再次開機工作;(6)停工區甲烷含量超過3%時，必須在24 h內將其完全封閉。

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1008-3383(2013)05-0132-01

2013-02-25

劉鋒(1984-)，男，本科，從事公路橋梁隧道建設研究。