摘要：城市交通不断发展，地铁是人们出行的主要交通方式，地铁施工建设成为城市建设的主要目标，地铁隧道开挖施工中面临着高瓦斯隧道施工风险。基于此，本文以地铁高瓦斯隧道施工关键技术作为研究对象，分析高瓦斯隧道施工的特点，分别从高瓦斯隧道通风技术、钢筋连接技术等角度阐述瓦斯隧道施工技术。
关键词：地铁施工；高瓦斯；隧道施工技术
引言：我国城市化建设不断推进，地铁施工建设需要穿过一些瓦斯地层区，由于高瓦斯隧道施工面临的危险因素较多，给地铁高瓦斯隧道施工建设带来困难。瓦斯具有极大危害性，阻碍高瓦斯隧道施工安全管理，对施工技术要求比较高，想要保护城市地铁高瓦斯隧道施工安全，需要加强对施工技术的研究，实现事故的有效预防，保证施工人员的人身安全。
1.高瓦斯隧道施工特点分析
瓦斯中有着以甲烷为主的有害气体，可以从高浓度扩散到低浓度，瓦斯通常聚集在隧道穹顶处，扩散的速度可以达到空气的1.6倍，瓦斯可以在裂缝或者松散的岩石中漏出，并扩散到隧道空间内。高瓦斯隧道施工可以超前地质预报，主要采用地质调查法，这是一种红外线探测和弹性波探测手段，预报工作级别越高，使用的技术手段就越多，对应的频次也会越高。施工中需要应用到检测系统，包含有害气体人工全天候检测和自动报警检测，利用检测仪器对隧道有害气体进行全方位检测，并实况记录，一旦发现异常需要及时向管理人员报告，并采取相应的解决措施。地铁高瓦斯隧道施工步骤复杂，对施工技术有较高的要求，在施工时面临较大的难度，城市地铁施工不需要穿越山体，不能妨碍城市地面正常交通，也不能对城市周围人群造成不良影响，地铁高瓦斯隧道施工需要建立科学安全管理体系，提高施工人员技术水平，强化安全意识，做好隧道通风工作，利用科学瓦斯监控技术对事故起到防范作用[1]。
2.地铁高瓦斯隧道施工关键技术研究
2.1高瓦斯隧道通风技术
施工技术人员在进行隧道通风管理的时候只注重局部通风，忽略了隧道风流与风向来源，如果风量分配不科学，没有应用科学通风设备，很容易导致隧道通风系统稳定性不足。地铁高瓦斯隧道施工中，科学使用通风技术可以排除烟尘，稀释高浓度瓦斯气体，同时找出风险来源，防止隧道内发生事故。利用高瓦斯隧道通风技术进行地铁隧道施工，具体施工步骤如下：
（1）轴流风机机械压入式通风。隧道的主井与副井区域可以使用压入式通风系统，这种系统相对独立，并形成自然回风流，施工中提高高浓度瓦斯稀释速度，尽快排出隧道内的烟尘。平导选择使用2×110kW轴流风机，正洞选择2×132kW轴流风机，将轴流风机设置在横洞主井口与副井口的20米外，确保施工时有新鲜的风流进入隧道掌子面，着力提高高瓦斯隧道施工通风质量；
（2）选择抗静电、阻燃风管。地铁施工单位为了深入通风技术，聘请专业团队负责对通风系统的检修与管理，按照规定时间进行通风系统测试，对风速、风量以及气压情况及时掌握，做好隧道内瓦斯浓度的详细记录工作，根据实际情况计算隧道有效风量。施工的时候为了保证隧道内连续通风，可以安装两路网电与一路自发电设备，保证通风系统在任何情况下正常工作；
（3）在主井洞口设置空压机房。可以使用两台空气压缩机，为用风设备提供足够的风压，压风自救系统可以帮助工程完成供风，建议将其与压风管路一同使用[2]。
施工中如果选择自然通风方式，要求隧道的长度小于300米，且穿过的岩层不会产生有害气体，在高浓度瓦斯隧道施工中不可以使用这种通风方式。如果选择使用机械通风方式，有压入式通风和抽出式通风两种。压入式通风适用于中、短距离的隧道，风筒出口风速和有效射程比较大，排烟能力比较强，工作面通风时间较短，但是回风风流会污染隧道，排除比较慢，容易对环境造成不良影响。抽出式通风可以将隧道中的粉尘与有害气体吸入风机，经过风筒排除隧道，不会污染隧道其他部位，确保隧道内空气状况良好。
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2.2高瓦斯隧道施工钢筋连接技术
在地铁高瓦斯隧道内施工禁止使用明火，为了保证施工安全，建议使用拱架连接筋连接技术。该技术可以进行拱架连接筋无焊连接，使用连接筋与螺栓将拱架连在一起，加工的时候在拱架腹部设置两处连接筋空，间距保持在3厘米以内。要求连接筋的长度大于20厘米，两端套丝的长度不能低于10厘米，将连接筋安装在两处连接筋预留孔处，使用螺帽将其固定。喷射混凝土的时候，在钢拱架连接筋孔位置喷一半即可，不要将孔全部覆盖，方便后续工程进行。除此之外，也可以采用锚杆与拱架连接技术。拱架的两侧部位有锁脚锚杆，每处有两根，在两根锚杆间使用钢筋将其连接，再使用钢丝固定，施工人员随后在钢架上用钢丝将预焊钢筋绑扎住，使其牢固[3]。
某企业生产的挤压肋滚压直螺纹钢筋连接套筒，可以专门进行钢筋横纵肋预压平处理。该设备螺纹牙型好，精度高，牙齿表面光滑，滚丝轮寿命长，接头附加成本低，滚丝轮可加工5000-8000个丝头，比直接滚压寿命提高3-5倍。即使在零下40摄氏度的低温中实验，接头仍然可以和母材等强，有良好的抗低温性能。地铁高瓦斯隧道施工中，还可以使用钢筋冷挤压套筒。这种工艺将钢筋端部的横纵肋进行剥切处理后，使钢筋滚丝前的柱体直径达到同一尺寸，然后再进行螺纹滚压成型。剥肋滚压直螺纹连接技术可以在HRB335和HRB400级钢筋中使用，完成钢筋的异径连接，不仅可以发挥钢筋强度优势，还能够应用在对延展性有较高要求的混凝土结构中。
2.3高瓦斯隧道瓦斯监控技术
在地铁高瓦斯隧道施工中使用瓦斯监控技术，可以有效防止隧道施工中瓦斯浓度过高造成的人身伤害，保证施工质量，提高施工效率，分析瓦斯监控技术，建议对隧道进行超前探孔预测预报。该技术可以提前了解隧道前方的天然气储气状态，根据实际情况制定相应的隧道施工方案，确保高瓦斯隧道可以稳定施工。超前探孔预测不仅可以了解前方天然气分布信息，还能够对前方隧道的地质情况进行科学预测，为接下来的施工提供数据参数。某地铁隧道施工团队在掌子面设置了三个探测孔，每次30米，搭接长度超过5米，探测的时候确定前方是否有断层、地下水或者软煤层，掌握天然气储气情况。钻孔后进行封孔，检测隧道内瓦斯压力以及涌出速度，使用增设瓦斯排放孔的方式提高高瓦斯排放速度。某工程对地铁隧道进口作业区一共进行了131次超前探孔瓦斯监测，在出口处进行了57次预测和131次高瓦斯排放效果监测，一共进行了六次地质超前预测，发现隧道内瓦斯的浓度和压力在降低，保证良好通风条件的同时可以正常施工。
应用瓦斯监控系统可以自动监测隧道内瓦斯浓度情况，每四小时对各个通风死角进行监测，如果有地方的瓦斯浓度超过0.3％，系统将会每隔20分钟监测一次。如果系统检测瓦斯浓度达到0.5％，瓦斯监控系统将会立即报警，要求施工人员停止工作，切断电源后组织施工人员撤离施工现场。瓦斯监控系统应用下，自带探头的设备可以对隧道风流进行监测，实时了解瓦斯浓度情况，一旦监测到的瓦斯浓度超过0.5％，自动监测系统就会启动光与声联动断电报警系统，如果浓度超过1％，系统会自动切断隧道电源，实现瓦电闭锁。
总结：总而言之，地铁高瓦斯隧道施工安全尤为关键，瓦斯爆炸事故会造成严重的人员伤亡和经济损失，影响城市交通安全。高瓦斯隧道施工中，施工人员需要加强对高浓度瓦斯的检测工作，使用通风系统保证隧道拥有良好的通风环境，应用钢筋连接技术保证隧道施工安全，降低瓦斯浓度，营造良好的地铁施工环境。
参考文献：
[1]吴平，武磊.瓦斯隧道安全施工技术及管理探讨[J].能源与环保，2018，40（04）：54-57.
[2]温少鹏.地铁工程高瓦斯隧道施工工艺要点分析[A].《建筑科技与管理》组委会：北京恒盛博雅国际文化交流中心，2018：3.
[3]周远毅，胡小刚.高瓦斯隧道施工的瓦斯监控技术研究[J].住宅与房地产，2018（09）：207+212.
作者简介：
汪锋：2008-男，四川成都人，现任职中国水电五局成都轨道交通18号线土建4标项目部副总工程师，从事市政工程技术管理；
李进强：（1994-），男，吉林舒兰人，现任职中国水电五局成都轨道交通18号线土建4标工程部主办科员，从事市政工程技术管理工作。
论文作者:汪锋,李进强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/24
标签：瓦斯论文; 隧道论文; 地铁论文; 钢筋论文; 浓度论文; 技术论文; 轴流论文; 《基层建设》2019年第2期论文;