隧道瓦斯地层段施工技术

1、瓦斯地层隧道施工技术瓦斯是地下坑道内有害气体的总称其成分以沼气（甲烷CH4 ）为主， 一般习惯即称沼气为瓦斯。当隧道穿过煤层、油页岩或含沥青等岩层，或从其附近通过而围岩破 碎、节理发育时，可能会遇到瓦斯。如果洞内空气中瓦斯浓度已达到爆炸 限度与火源接触，就会引起爆炸，对隧道施工会带来很大的危害和损失。 所以，在有瓦斯的地层中修建隧道，必须采取相应措施，才能安全顺利施 工。一、瓦斯的性质（1）瓦斯（沼气）为无色、无臭、无味的气体，与碳化氢或硫化氢混 合在一起，发生类似苹果的香味，由于空气中瓦斯浓度增加，氧气相应减 少，很容易使人窒息或发生死亡事故。（2）瓦斯比重为0.544,仅占空气一半，所以在

2、隧道内，瓦斯容易存 在坑道顶部，其扩散速度比空气为.6倍，很容易透过裂隙发达、结构松 散的岩层。（3）瓦斯不能自燃，但极易燃烧，其燃烧的火焰颜色，随瓦斯浓度的 增大而变淡，空气中含有少量瓦斯时火焰呈蓝色浓度达5%左右时，火焰 呈淡青色。二、瓦斯的燃烧和爆炸性当坑道中的瓦斯，浓度小于5%遇到火源时，瓦斯只是在火源附近燃烧 而不会爆炸;斯浓度在5%6%到14%16%时，遇到火源具有爆炸性;瓦斯浓度大于14%16% 一般不爆炸，但遇火能平静地燃烧，瓦斯浓度爆炸界限 见表。& 6 8- I I L如成度睫井界限瓦1，心e 5- 61.4 - 1 府心斥舶f牌9.5lit J 5 .0 侦 I I- I

3、S不*ILj火格拭触邮分蜷烧瓦斯燃烧时，遇到障碍而受压缩，即能转燃烧为爆炸。爆炸时能发生 高温，封闭状态的爆炸（即容积为常数）温度可达26500C，能向四周自由 扩张时的爆炸（即压力为常数）温度可达18500C。坑道中发生瓦斯爆炸后， 坑道中完全无氧，而充满氮气、二氧化碳及一氧化碳气。这些有害气体很 快传布到邻近的坑道和工作面凡是来不及躲避的人，都会遭到中毒窒息， 甚至死亡。瓦斯爆炸时，爆炸波运动造成暴风在前，火焰在后，暴风遇到积存瓦 斯，使它先受到压力，然后火焰点燃发生爆炸。第二次瓦斯受到的压力比 原来的压力大，因此爆炸后的破坏力也更剧烈。三、瓦斯放出的类型从岩层中放出瓦斯，可分为三种类型：

4、（1）瓦斯的渗出：它是缓慢地、均匀地、不停地从煤层或岩层的暴露 面的空隙中渗出，延续时间很久，有时带有一种嘶音。（2）瓦斯的喷出：比上述渗出强烈，从煤层或岩层裂缝或孔洞中放出， 喷出的时间有长有短，通常有较大的响声和压力。（3）瓦斯的突出：在短时间内，从煤层或岩层中，突然猛烈地喷出大 量瓦斯，喷出的时间，可能从几分钟到几小时，喷出时常有巨大轰响，并 夹有煤块或岩石。以上三种瓦斯放出形式，以第一种放出的瓦斯量为大。四、防止瓦斯事故的措施（1）隧道穿过瓦斯溢出地段，应预先确定瓦斯探测方法，并制订瓦斯 稀释措施、防爆措施和紧急救援措施等。（2）隧道通过瓦斯地区的施工方法，宜采用全断面开挖，因其工序简

5、 单、面积大、通风好，随掘进随衬砌，能够很快缩短煤层的瓦斯放出时间 和缩小围岩暴露面，有利于排除瓦斯。上下导坑法开挖，因工序多，岩层暴露的总面积多，成洞时间长，洞内 各工序交错分散，易使瓦斯分处积滞浓度不匀。采用这种施工方法，要求 工序间距离尽量缩短，尽快衬砌封闭瓦斯地段，并保证混凝土的密实性， 以防瓦斯溢出。（3）加强通风是防止瓦斯爆炸最有效的办法。把空气中的瓦斯浓度吹 淡到爆炸浓度以下的1/51/10，将其排出洞外，有瓦斯的坑道，决不允 许用自然通风，必须采用机械通风。通风设备必须防止漏风，并配备备用 的通风机，一旦原有通风机发生故障时，备用机械能立即供风。保证工作 面空气内的瓦斯浓度在允

6、许限度内。当通风机发生故障或停止运转时，洞 内工作人员应撤离到新鲜空气地区，直至通风恢复正常，才准许进入工作 面继续工作。洞内空气中允许的瓦斯浓度应控制在下述规定以下：洞内总回风风流中小于).75%。从其他工作面进来的风流中小形.5%。掘进工作面2%以下。工作面装药爆破前1%以下。如瓦斯浓度超过上述规定，工作人员必须立即撤到符合规定的地段， 并切断电源。开挖工作面风流中和电动机附近20m以内风流中瓦斯浓度达到 1.5%时，必须停工、停机，撤出人员，切断电源，进行处理。开挖工作面内，局部积聚的瓦斯浓度达瑚时，附近20m内，必须停 止工作，切断电源，进行处理。因瓦斯浓度超过规定而切断电源的电气设备

7、，都必须在瓦斯浓度降到 1%以下时，方可开动机器。瓦斯隧道必须加强通风，防止瓦斯积聚。由于停电或检修，使主 要通风机停止运转，必须有恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施。恢复正常通风后，所有受到停风影响的地段，必须经过监测人员检查，确认无 危险后方可恢复工作。所有安装电动机和开关地点的20m范围内，必须检 查瓦斯，符合规定后才可启动机器。局部通风机停止运转，在恢复通风前， 亦必须检查瓦斯，符合规定方可开动局部风机，恢复正常通风。（7）如开挖进入煤层，瓦斯排放量较大，使用一般的通风手段难以稀 释到安全标准时，可使用超前周边全封闭预注浆在开挖前沿掌子面拱部、 边墙、底部轮廓线轴向辐射状布孔注浆形成一

8、个全封闭截堵瓦斯的帷幕。 特别对煤层垂直方向和断层地带进行阻截注浆，其效果会更佳。开挖后要及时进行喷锚支护，并保证其厚度，以免漏气和防止围岩的 失稳。（8）采用防爆设施遵守电器设备及其他设备的保安规则，避免发生电火，瓦斯散发区 段，使用防爆安全型的电器设备，洞内运转机械须具有防爆性能，避免运 转时发生高温火花。凿岩时用湿式钻岩，防止钻头发生火花，洞内操作时，防止金属与 坚石撞击、摩擦发生火花。爆破作业，使用安全炸药及毫秒电雷管，采用毫秒雷管时，最后一 段的延期时间不得超过130ms。爆破电闸应安装在新鲜风流中，并与开挖 面保持200m左右距离。洞内只准用电缆，不准使用皮线。使用防爆灯或蓄电池灯照明。铲装石渣前必须将石渣浇湿，防止金属器械摩擦和撞击发生火花。五、严格执行有关制度（1）瓦斯检查制度:指定专人、定时和经常进行检查，测量风流和瓦 斯含量，严格执行瓦斯允许浓度的规定。瓦斯检查手段可采用瓦斯遥测装 置、定点报警仪和手持式光波干涉仪。随时发现异常情况，应及时报告技 术主管负责人，采取措施进行处理。（2）洞内严禁使用明火，严禁将火柴、打火机、手电筒及其他易燃品 带入洞内。（3）进洞人员必须经过瓦