唐超
中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北省武汉市 430063
摘要：在地铁建设中，地铁隧道区间内的有害气体产生了不利影响。针对地铁隧道区间的勘察过程中的相关资料，本文描述了有害气体的成因、成分以及分布等特征及影响，并分析了在地铁勘察中针对有害气体的处理方式。
关键词：有害气体；地铁隧道；处理方式
引言
地铁是城市内快速轨道交通中的一部分，具有较大的运输量、快速、准点、污染少、乘坐舒适等多方面的优点，常常称之为“绿色交通”。当前，中国城市的地铁得到了较大的发展，很多的大型城市均已经建成或者正在建设多条地铁路线，但是地铁隧道区间内的有害气体对建设施工产生了不利影响。在针对地铁的某个隧道区间勘察的过程中，发现在钻孔之内有不明的气体出现，局部的钻孔喷出的气体在遇到明火之后可以点燃，遇到这样的情况，勘察的单位立即停止施工，经过勘察和探究，认定隧道区间内的淤泥土的土层，经有机质长期的分解形成了沼气。当前针对地铁隧道区间的有害气体的相关研究较少，本文以某个地段的地铁隧道区间的有害气体进行专项勘察，提出了有害气体的处理方式，为日后类似事件提供有效参考。
1有害气体对地铁对地铁隧道的影响
1.1有害气体的成因及分布
当地下积累的有害气体由于外部原因突发性的释放出来，气层的压力逐渐下降，大范围的围绕含气的土层，同时也影响了上层或者下卧，随着强烈的气体喷出结束后，上层必然会产生急剧的沉降伴随土体重新的固节并且下沉。由于气体的分布不均匀，气压的大小不一致，地层的承载力大小不一致，因此气体在释放的过程往往引起不均匀的沉降状态，进而引发管片的结构严重的变形，甚至管片破裂。
以昆明地铁的某个隧道的区间勘察为例子：通过勘察人员的调查了解到，昆明属于软土地区，在泥炭的土地上含有有机物质，在厌氧菌的化学作用下发酵并且分解，随着温度的不断升高，形成了气态的产物，当生成的有害气体不能向大气转移时，便会随时向四周地层孔隙转移，储集在下伏的土层之中，或者存在自身的孔隙之中，这样就形成了浅层的气体。
1.2有害气体的成分及危害
有害气体的主要成分是甲烷，甲烷属于易燃气体，当浅层的气体突然大量涌出时，隧道的内部由于不够通畅，涌出的浅层气体难以迅速稀释，其中浓度便快速上升，达到百分之五到百分之十五的爆炸极限时，一旦遇到明火就会爆炸，后果不堪设想。
有害气体含有CO的有毒气体，隧道在施工的过程中，有害气体进入隧道之后，如果隧道内的排风不通畅，有害气体中的一氧化碳进入人体中与人体血液中的血红蛋白相结合，会出现缺氧的状态，严重的情况下会导致偏瘫、病毒性精神病、神经衰弱甚至死亡。
2有害气体处理的方式
地下的沼气主要是动物残体通过厌氧菌发酵形成，主要分布在地下的浅层位置。
2.1 放气的设备
机钻孔的排放有以下几个缺点：（1）孔径较大，地层容易导致孔壁的坍塌；（2）护壁的泥浆比重较大，含气层的气压和钻孔内的水压的压差小，不利于有害气体的排放。针对放气设备采取的处理方式是，现有的静压排气的设备其中探杆的外径仅有42mm，并且采用静压施工的工艺不能存在塌孔。另外在设备的安装中，安装各种减压阀、压力表及减压阀，这样可以控制放气的流量，降低对周围土层的破坏。
2.2 排放的控制性
针对排放气的控制应该注意均衡，如有害气体释放的效率不能对放气孔周围的地层显著靠拢，就应进行缓慢均衡的放气，用不带出泥沙作为控制的标准。在释放的过程中要注意压力的动态平衡，为了达到平衡的均衡放气的效果，可以采取以下两种方法：
第一，探杆端口的砖眼应该多又密集，并且砖眼的经口位置应该小一些，同时过滤网应选择纹理细密且韧性较高的材料。
第二，压力沉淀池的出口应该选择减压阀与节流阀，这样能够调节排放的压力与流量，做到有控制性的放气。
2.3 布置放气孔的位置
为了减小对盾构施工范围内含气土层的挠动，针对隧道结构的特点，在地铁的隧道3米处布置排放的气孔，放气孔要平行对称进行布置，放气孔的孔间距布置为5米。
2.4 排放的顺序
为了更大限度的减小对土层的挠动，排放的顺序是非常重要的，最佳的排放气的施工顺序是两个机组在地铁结构线的两侧同步同向的进行施工，单孔的排放应该将孔内的气体排放干净，施工的顺序如图1所示。
图1 放气施工的顺序展示图
2.5 单孔放气施工的步骤
在放气施工之前应该仔细检查有害气体的深度、压力以及储存量，当有害的气体储存的气层是粉状的砂层时，有害气体的聚积空间较大，压力与储存量也要相对较大，因此要采用单排放的工艺，让有害气体顺利排放，然后逐渐上拔探杆，每个拔杆在1米处停留，一次性的用于这个深度的有害气体充分的放出，当这个深度的有害气体不再喷出时，应该向深杆之内注入0.7MPa压力的空气以贯通探杆，并且停止注入后如果没有有害气体的喷射，应该继续上拔探杆到下一个深度进行排放。
3总结
本文通过有害气体的特征，分析出有害气体不仅对人体产生巨大的影响，在地铁隧道区间也产生重要的影响，分析有害气体对地道隧道的不利影响，并且提出相应的对策，对有害气体在地铁隧道区间的建设提供了有利的参考经验。有害气体的问题在当今突显出环境地质的问题，例如穿越含有有害气体的地层盾构施工中，针对爆炸防护措施等多方面进行实践，最后总结得出为城市的地下空间能够合理的利用提供可靠的技术支持。
参考文献
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论文作者:唐超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/12
标签：气体论文; 有害论文; 隧道论文; 地铁论文; 探杆论文; 区间论文; 土层论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;