高瓦斯隧道施工工艺工法

10高瓦斯隧道施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0504-2023第五工程李建铭前言工艺工法概况80199918寨隧道，和2023年修建的都汶高速大路董家山隧道先后发生过瓦斯爆炸等恶性事故，引起了业界的普遍关注。瓦斯是埋藏在地下的煤在其变质过程中生成的或埋藏在地下的天燃气逸出的烃类气体的总称，一般以甲烷为主，它以游离、吸附和吸取3种状态赋存在煤层及煤层围岩内。隧道建设过程中，滞留在煤层、煤层围岩或游90随着科技的进步，技术的革，侯月铁路云台山隧道、南昆铁路家竹菁隧道、成渝高速大路中梁山隧道、都汶高速大路紫坪铺隧道开头局部借鉴矿用技术和治理阅历矿用技术和治理阅历，并将先进自动化治理技术用于高瓦斯隧道施工，使得瓦斯隧道施工技术日臻成熟，并取得了良好的社会经济效益。工艺原理瓦斯隧道施工依据“早预报、适排放、勤监测、禁火源、强通风、控浓度”的施，禁绝火源，防止撞击，将瓦斯浓度掌握在0.3%CO24ppm0.5m/s，从而实现高瓦斯隧道安全施工。工艺工法特点依据工程地质条件以及地层瓦斯含量，确定地质分级，划分高瓦斯和低瓦颖风的供给必需24承受远程自动监测系统对洞内工作面的瓦斯浓度、回风风速、CO24小时不连续遥测，且监测系统和风机系统链接，当所测数据超标后，监测系统准时向风机自动掌握系统传递指令，加强通风。进洞，能准确把握进出隧道的作业人员及其数量。设施均要承受阻燃、抗静电等特别材料生产的产品，产品更换周期长，本钱高。适用范围在煤系地层或富存天燃气的地区修建其他地下工程。主要引用标准〔TZ204(TB10417预报技术指南》(铁建设[2023]105建设[2023]200(TB10304文地质勘察规程》(TB10049)。设计图纸、合同文件。施工方法隧道开挖前，先承受物探或钻探等超前推测预报手段探测瓦斯含量、浓度及压力，后对隧道是否为高瓦斯隧道或高瓦斯工区进展判释。对高瓦斯隧道〔或高瓦斯工区后配置瓦斯自动监测报警系统和人工检测仪器，建立健全瓦斯检测、通风、进洞等安瓦斯降低瓦斯浓度后，再进展开挖作业。中必段坚持瓦斯检测；开挖出碴完成后，应尽快承受防渗砼封闭开挖面，削减瓦斯溢出量，准时完成隧道初期支护防止隧道坍塌引起瓦斯积聚；施工全环封闭防渗二衬砼。工艺流程及操作要点施工工序安排及工艺流程洞身开挖工程地质法洞身开挖工程地质法瓦斯探测超前钻孔TSP203瓦斯判定Q＜0．5m3/min0.5m3/min＜Q低瓦斯工区高瓦斯工区人工瓦斯检测通风配置防爆设施及设备防爆性能改装配置自动监测瓦斯系统高瓦斯隧道通风设计及实施Q＞3m3/min0.5m3/min＜Q＜3m3/min通风钻孔抽排释放瓦斯通风检测瓦斯浓度0.3%0.3%0.3%初期支护二次衬砌1高瓦斯隧道施工工艺流程图操作要点开挖0.5m3/min，1m承受3#煤矿许用炸药，煤矿许用5段电雷管，电力起爆。严禁使用秒或半秒级电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最终一段的延期时间不得大于130ms。3得装药卷。在岩层内爆破，炮眼深度缺乏0.9m时，装药长度不得大于炮眼深度的2/3。在煤层中爆破，1/2。爆破网络和连线，必需符合以下要求：工作，除瓦检人员外的其他人员均撤离工作面，设立戒备人员。线路全部连接接头应相互扭紧，明线局部应包覆绝缘层并悬空。0.3m母线应承受具有良好绝缘性和松软性的铜芯电缆，并随用随挂，严禁将其固定。母线长度必需大于规定的爆破安全距离。15严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。爆破只许承受矿用防爆型起爆器，并定期检查保养。探测瓦斯成立超前地质推测预报小组当瓦斯隧道比较集中或一座瓦斯隧道分别由进出口相向掘进时,宜成立一个超，1操作工。100m/TSP203报开挖掌子面前方地质状况，前后两次搭接10m，探测后结合工程地质法对前方地30m/35m，每孔探测时应测量钻孔瓦斯每分钟涌出量，瓦斯压力。瓦斯判定依据超前推测预报的资料，对待开挖段进展风险评估。依据瓦斯涌出量、浓度和瓦斯压力，判释其是否为高瓦斯隧道或高瓦斯工区。当瓦斯涌出量＞0.5m3/min为高瓦斯隧道或工区，反之则为低瓦斯隧道或工区。安装防爆电器设施高瓦斯隧道承受公用电网和自备发电站双电源供电,自备发电站安装备用电洞内照明设备的供电和正常运转。〔瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、风电闭锁〔局部通风与供电的闭锁〕布设洞内配电设备及照明电器。漏电和接地保护功能。与电缆配套的防爆连接器、接线盒，移动式或手持式电气设备的电缆承受专用不延燃电缆。20A相接地运行，隧道内各种机电设备和作业机械严禁接地，作业机械严禁带电检修。机械设备防爆改装对洞内施工的工程机械的柴油机的“冷却方式、启动方式”进展防爆改装。设置喷涂保护层，或设置钢质罩壳保护。油机废气排出前通过水洗箱，消退火星。改装柴油机，使其具有声光报警功能，当排气温度高于70℃，外表温度高于150℃，95℃或厂家设计值，废气处理箱缺水，润滑油压力、液压油压力、压缩空气压力低予最低压力，超过最高转速时自动报警。通风瓦斯隧道通风设计参数的选择瓦斯隧道通风设计，除按一般隧道通风设计考虑“洞内同一时间全部作业人员消耗颖风空气需风量、洞内全部内燃机械工作消耗颖风所需风量、稀释爆破作V≥1m/S综合比较进展设计。选择通风方式承受压入式通风；当隧道施工的长度＞1200m当单线隧道设计有平导或双线隧道施工，可承受巷道式通风。通风系统的布置50m50m风电闭锁措施。在拱顶坍腔处，实行在高压风管上接出分支管，设置喷嘴射风排解积聚瓦斯。当承受巷道式通风时，应在横洞处设置防爆射流风机导流，在横通道对应位置设置导风过渡段。KJ90成立特地通风治理小组,负责通风治理。特地通风治理小组由组长、洞内通风管道维护班、风机操作司机和维护人员组成。钻爆作业进程安装撤除通风管道外，还应随时巡察通风管道的破损状况，用风速仪、风压计测风速、风压，确保通风管道顺直和完好率，及漏风率不大于2%，洞内回风机操作司机和维护人员，应随时检视风机运行状况，搞好风机的日常保启用，并按要求填好风机运转记录。小组组长应定期〔一般为1〕组织技术员、安全员进展测风工作及风电闭1确定是否调整通风方式及动态增加通风设备。瓦斯检测与监测位固定的局限。成立特地的瓦斯检测组一座隧道多口掘进时，每个口必需成立一个特地的瓦斯检测组，检测组下设专职洞内移动式瓦斯检测班和专职洞口远程监控系统治理班。专职洞内移动式瓦斯检224设备配置AZG-2023携式瓦斯检测报警仪检测瓦斯。度瓦斯传感器、温度传感器、风速传感器、洞内分站、远程断电仪、瓦斯风电闭锁装置、主控计算机、备用计算机、专用阻燃电缆、防雷设施组成。瓦斯检测部位和频率24车、横通道、各类洞室、断面变化等瓦斯易积聚部位；掌子面一般检测5点，即拱1/1/15min。245.0m拱顶，开挖平台的上部，二衬台车的上部。瓦斯检测仪器的校验及频率11161KJ9010161定期公示和反响瓦斯检测浓度瓦检员每次检测后，必需将检测结果准时告知工作面带班工班长，形成的检测报告，必需有工作面工班长或带班人员签认，假设无签认的记录，一律视为无效记录，并追究瓦检员责任。瓦斯检查必需满足“三对口”的制度，即“隧道检查地填记的有关状况和数据要完全全都，而不能消灭冲突、不符或遗漏。内各检测部位的瓦斯浓度状况。当瓦斯浓度超标时，现场应马上依据规定启动应急预案。抽排释放瓦斯瓦斯抽放的临界条件当掌子面瓦斯涌出量＞3m3/min,对于全隧确定瓦斯涌出量大于或等于40m3/min,应抽放瓦斯。卸压钻孔抽放在卸压钻孔抽放时，隧道开挖方式宜承受短台阶，每隔10～15m，在左侧或3～5.0m，5.0m。1～245～60mm，5～15.0m。预埋瓦斯抽放封孔器，钻孔钻至设计深度后，在抽放管外卷缠聚氨酯等发泡聚合材料药液进入钻孔将钻孔密封，钻孔孔口承受锚固剂固定。4、连接抽放管路抽放瓦斯。初期支护10-11cm/s。二次衬砌纵向盲沟，纵向盲沟加设水气分别装置，将瓦斯通过排气管引至洞口排出，地下水通过横向水管引入侧沟。设中埋式止水带，纵向施工缝设中埋式止水带。承受模板台车施工二衬砼，砼承受耐腐蚀砼。劳动力组织瓦斯检测、抽放瓦斯、开挖、初期支护、砼施工等，劳动力配置如下表：序号12序号12345工作工程工种人数电气设备改装及维护电气工程师电工13机械设备改装机械工程师1机械工2瓦斯检测瓦检员6通风通风工6物探地质工程师1钻探钻机司机4其他工序作业劳动力配置按一般隧道施工配置。主要机具设备主要施工机具见表6:2主要施工机具表名称规格型号名称规格型号单位数量备注TSPTSP-203套1长距离物探全液压钻机MKD-5S套1深孔钻探凿岩机YT-28台5浅孔钻探自动监控系统KJ90套1光干预式瓦斯CJG10台10便携式瓦检仪 AZG-2023台10COKG9201台瓦斯传感器KG9701台10风速传感器GFW-15台5轴流式通风机SDF(C)-NO13台2132KW×2射流式通风机37kw台2局扇K45台6通风筒φ120cmm2023阻燃、抗静电可移动式支架自制m50用于距悬挂掌子面50m风筒作业号物探钻探瓦斯监测通风

检测仪人员进出洞监控人员进出洞监控感应式IC卡治理系统通信矿用防爆低压变压器防爆高压变压6照明和电7力

V6.8 套 1KTH-Ⅱ 门 236v,20Kw 台2250KVA 台36v,20Kw 台2250KVA 台1器防爆照明灯KBB-60/127V只150防爆射灯DGS-60/127V只3防爆电缆MY3*25m20231WV防爆电缆MY3*35+1*16m2023380V防爆电缆MY3*50+1*16m400扒碴机、输送泵防爆电缆MY3*70+1*25m2023380V〔主电缆〕防爆电缆MY3*16+1*10m2023380VMY2*2.5+1*1防爆电缆1000照明灯0风钻YT-28台40钻孔8开挖自卸车15T台6防爆改装挖掘机PC220台1防爆改装装载机WA380台1钢筋切断机GQ40-F台1钢筋弯曲机GW40-1台1电焊机BX-300台49初期支护钢筋冷弯机台1台式钻床24025台2混凝土喷射机TK-500F台2混凝土搅拌机JS500台2整体钢模台车9m/台套1混凝土泵HBT60.875ZF套1混凝土罐车SX3255BM324台310二次衬砌搅拌站50m3/min,JS7台250发电机320KW台1防爆全站仪R-322NXm台1防爆对讲机KENWOOD-3160台3量测及测11 周密水准仪DP3000台1水准仪NL24A台2收敛计JSS30A台1防爆改装钢筋(型钢)加工防爆改装钢筋(型钢)加工初期支护二次衬砌混凝土施工量仪器易消灭的问题爆破后，自动监测系统受爆破震惊影响，有时会自动归零，导致记录数据失真。相差较大，导致所测数据准确性差。担忧全隐患。保证措施数据与自动监测系统所测数据进展比较，不符时准时校核。测点相当的地方彻底换气。人员要准时更换。安全措施主要安全风险分析重大事故或特别重大事故，造成作业人员群体伤亡和巨大的财产损失。保证措施则施工。设施、设备。准入安全检查，切实实行封闭式治理，严禁将易燃、易爆、易产生火花和静电的物品携带入洞。由于洞内特别作业需要，确实要使用明火作业的工序，必需执行“动原则即犯即纠、一查倒底，严峻处理。可填写动火作业申请表，由主管生产的副经理批准前方可动火作业。动火作业时，瓦斯检测人员必需全程跟踪检测瓦斯浓度，直到作业完成作业部位温度恢复至洞内正常温度后停顿。停风，如需停风，必需严格依据停风报批制度执行；通风系统的全部运转状况，必需101掌子面和其他用风地点依据需要进展测风，每次测风结果做好记录并写在测风地点的记录牌上。案和逐级上报。位的“四位一体”综合应急预案，并对应急预案进展定期演练。环保措施24的主要因素，对人体安康和工作效率都有不同程度的影响。用消声材料(隔声墙、隔声值班室等)将发声体与四周环境隔开。在通风机上安装消声装置，消退或减弱噪声的传播。应用实例工程简介由中铁一局集团第五工程施工的图山寺隧道位于四川省南充市万家乡160Km/h，3216大埋深160m。为施工通风，分别在进口线路右侧及出口线路左侧各设置800m长平导一座。隧道穿过两套地层，分别为第四系土层和侏罗系泥岩夹砂岩，围岩根本分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级。地下水不发育，主要有第四系孔隙水和基岩裂隙水。不良地质主要为高浓度瓦斯，隧道深孔自然气测试结果显示，单孔自然气最高浓度9500ppm，0.2kpa，3.03m3/min。施工中提醒瓦斯最高浓度达5.0%,最大瓦斯压力达0.21MPa，自然气确定涌出量达C3512.2推测预报系统〕和钻探〔超前钻孔和5m〕相结合的方式探测瓦斯，做到“不明不挖，先探后挖”；针对高瓦斯隧道的特点，洞内全部电器设施承受防爆电3#煤矿许和“三人连锁爆破”等制度；建立人工检测和KJ90远程自动监测的监测系统，24小时不连续连续监测瓦斯、CO浓度和回风速度，在KJ90瓦斯远程自动监控系统中设置断电仪，实现“瓦电闭锁”；承受防爆双风机、阻燃抗静电双管路向洞内24小时不连续供风，先期承受压入式通风，