淺析瓦斯地層公路隧道施工技術

皇甫江波

【摘 要】在進行公路建設中，經常遇見瓦斯地層修建公路。本文就是從瓦斯地層公路隧道施工技術入手，從分級、瓦斯預測、監測、電氣設備等方面進行分析和討論，給相關技術人員提供參考。

【關鍵詞】瓦斯地層；公路隧道；施工技術

瓦斯指的是施工時地下有害的氣體，它的主要成分是以甲烷CH4為主，一般而言，習慣稱甲烷為瓦斯。我建筑行業的迅速發展，新興產業的不斷創新，而在底層修筑公路時，必須要面對的問題就是如何采取相應的措施處理瓦斯，以保證施工的安全進行。

1.瓦斯施工準備方案

1.1分級

（1）技術人員根據施工隧道的地理環境、工程的情況和不同位置所出現的瓦斯量以及瓦斯壓力情況，將施工區域分為非瓦斯工業區、一般瓦斯工業區、重度瓦斯工業區以及危險工業區，各個工業區在施工時應該對瓦斯含量進行檢測，并且及時設置好防護措施。而在瓦斯嚴重的區域與危險的煤與瓦斯突出工業區，必須采取機械和電器防爆改裝。（2）在出現煤和不出現煤的位置對瓦斯的要求也不同，針對不同級數的瓦斯地段采取不同的應對措施。

1.2瓦斯預測

在瓦斯隧道施工的準備階段，技術人員應該調查當地的地質情況，閱讀資料了解地質分層結構，尤其注意煤炭、瓦斯的分布情況，同時從多方面進行分析，例如采空區、瓦斯地質、附近的地質情況和隧道瓦斯等級，以此來判斷施工中這些因素對工程的影響，進行預測。

在施工期間，應該反復進行地質審查工作，以確保施工的安全進行。遇到煤層，應該對煤層的瓦斯量進行檢測，可以采取超前鉆孔的方式來檢測瓦斯的壓力，可以對瓦斯的涌出量進行檢測計算，確定瓦斯的含量，對原有的施工方案進行修改，保證施工的安全進行。

1.3監測方法

瓦斯的檢定器主要由三中類型構成—光干涉式、熱效式和熱導式。在我國公路隧道施工過程中，主要使用的是光學瓦斯檢定器。

（1）實驗室分析法：在施工場地抽取試樣，帶回實驗室進行氣體分離，并使用氣象色譜儀對氣體的含量進行分析，但是缺點是，耗時較長。（2）現場檢查法：帶相關檢測儀器去現場對空氣中的氣體濃度進行檢測。（3）瓦斯遙測法：使用自動化遙測對距離、地點、期限進行記錄，并自動顯示瓦斯的濃度，在濃度范圍內方可施工，超出范圍則自動斷電，以保證安全施工。

1.4施工監測

在隧道施工之前，技術人員需要制定詳細的瓦斯檢測制度，并且在施工中嚴格執行，施工人員之間應該相互配合，及時對瓦斯量進行檢測，保證設備的完好以及人員的安全，而瓦斯測定應該在隧道風流上部進行檢測。

1.5通風

在施工期間，如果遇到瓦斯，必須采用的是機械通風。若因為機器停修，停電等原因需進行停風時，需將人員撒出，并切斷所有電源。在重新開始施工前必須先通風在檢測瓦斯濃度。

（1）通風方式。不同的工業區所采取的通風方式各不相同，對于非瓦斯工業區在施工中可以采取壓入式和混合式的通風方法；一般瓦斯區域可以采用巷道式或者壓入式；而對于瓦斯較為嚴重的危險工業區，通風方式只能采取巷道式。（2）風速。為了防止瓦斯聚集，要求巷道內通風速度不小于1.0m/s。（3）風量。對風量的控制也是至關重要的，計算人員必須根據爆破中的排煙量，同時工作的人數以及瓦斯的溢出量進行計算，并對風速進行檢測。對于獨頭巷道通風時，需將瓦斯濃度體積降到0.5%以下，對平行的巷道進行通風時，需將體積分數降到0.75%以下，方可安全施工。（4）通風機。瓦斯工業區應該使用防爆型通風機，而非瓦斯工業區則可以采用普通型通風機，并可以進行投入使用。

2.電氣設備

2.1電源

在瓦斯隧道的施工中，應配置兩套電源設備。隧道內使用的電源設備應該是雙電源配置，并且兩個電源設備不得連接其他設備。如果在施工過程中一個電源出現問題停止工作，另一個電源回路仍然可以承擔所有工作，施工場地還必須配備用發電機，保證施工的正常進行，同時應該采取瓦斯濃度檢測，超過規定濃度時，進行停電。

2.2電纜

（1）對于移動變電站應當采用監視型橡膠電纜，而電纜需使用銅芯。（2）而固定的低壓電纜，需采用鎧裝鉛包紙絕緣電纜和不延燃膠套電纜。（3）使用移動式或者是手持式設備電纜，施工中應該采用專用的不延燃膠套電纜，而電纜必須為銅芯。（4）電纜連接的設備必須使用防爆接線盒，而電纜必須使用齒形壓線板與設備連接。

2.3設備防爆

非瓦斯的工業區及回風流瓦斯體積分數在0.5%以下的瓦斯工業區，在施工過程中采用的設備需為防爆型。而對于瓦斯嚴重的隧道工業區，對于現場的安全要做好防范措施，需采用防爆型設備，場地嚴格控制非防爆型機械進入瓦斯工業區，給現場設備人員帶來安全威脅。

3.揭煤施工及防突

在進行公路瓦斯隧道的施工中，應該在掌子面前方和兩旁就行開鉆，對斷層以及裂縫中瓦斯的情況進行分析，根據瓦斯的含量指定施工計劃，提出相應應對措施。對于瓦斯的防治可以采用鉆孔進行排放，也可以進行抽取等措施。在進行每項措施后都應當進行檢驗，對檢驗結果進行分析，所有指標需符合國家安全規定，具體的措施如：

（1）在施工過程中，如果瓦斯量較少時，可以使瓦斯自然排放，也可以將瓦斯引入掌子面以外的范圍，以保證施工安全；如若瓦斯量較大，且瓦斯強度大，那么可以使用插管進行排放。（2）在裂縫小，且瓦斯量少的時候，可以使用水泥或其他材料對裂縫進行堵塞，防治瓦斯流出。（3）在開始挖掘之前，用高壓水對危險區域的煤層中，沖出較大的孔，這樣做的目的可以降低瓦斯的壓力，保證施工安全。（4）震動性放炮誘導突出：在掌子面制造炮眼并安裝炸藥，在保證現場人員以及設備安全的情況下，進行引爆，可以利用引爆的威力來發現危險煤層，保證后期施工安全。（5）深孔松動爆破：在煤層深處的應力集中帶布置長炮眼進行爆破，這樣可以防止發生突出。（6）煤層注水：將高壓水注入深層煤層，而煤層遇水濕潤后，可以改變煤的物理性質，可以間接防止瓦斯突出帶來的危險。

4.開挖及支護

在瓦斯現場進行施工，需要建立專門的部門對隧道進行通風，防突，讓爆破以及瓦斯含量的檢測工作。所有施工人員及技術管理人員需進行專業的培訓，包括技能培訓和安全培訓。

（1）煤層一般為軟弱層，使得施工中巷道壓力較大，結構也不穩定，而開挖后周邊的收斂量較大，則對于施工的支護要求較高。這使得每次施工的深度應該不超過2cm，應當采用短進尺、小斷面、弱爆破的原則進行施工。（2）在施工過程中，應當采用光面爆破，這樣可以避免瓦斯的堆積。（3）工程竣工后，應當繼續對瓦斯的滲入量進行監測，對于孔縫溢出的瓦斯填補無效后，應當考慮給機械進行通風。

5.總結

在施工過程中，工程隧道穿越瓦斯地層時，如果施工人員處理不當，那么會造成安全事故。瓦斯是一種易燃易爆的危險氣體，如若爆炸，那么會給人員和工程帶來不堪想象的后果。施工方應該加強人員的施工安全意識，提高瓦斯隧道的施工技術，保證施工的安全。

【參考文獻】

[1]朱漢華，尚岳全，等.公路隧道設計與施工新法[M].北京：人民交通出版社，2012.

[2]閆志剛.淺談隧道安全施工管理及措施[J].山西建筑.2017（10）：32～33

[3]廖愛民，巢萬里，周利金.談連拱隧道施工方案的合理選取[J].湖南交通科技，2016.