云南省第二公路桥梁工程有限公司
摘要：这些年来，因铁路隧道逐渐变多，很多的隧道修建在瓦斯地层中，也就是导致了一些安全事故的发生。通过铁路隧道工程的实际情况，我们来深入探究瓦斯隧道施工要注意的问题。
关键词：瓦斯；铁路；隧道；施工技术
1、工程概况
观斗山隧道是城市环线的一个重要组成部分,属城市环线的控制性工程。四川宜宾观斗山隧道全场4.52KM，我标段内有分离式隧道1座，大、中、小桥各1座，路基1.5公里，路线全长4.521公里。隧道川过隧道穿过三迭系须家河组一、二、五段含煤层，存在煤层及瓦斯，全隧道为高瓦斯工区，高瓦斯隧道。
本合同段隧道主要地质为第四系松散堆积层和侏罗系下流珍珠冲组、三迭系上统须家河含煤层。含煤层存在煤层及瓦斯。根据地勘资料所得本隧道为高瓦斯隧道，但无煤层瓦斯突出的可能性。隧道出口段穿越须家河组煤层，煤层厚0.30～0.45m，存在煤层瓦斯。
全隧道为高瓦斯工区。施工中还需揭煤，根据隧道特点，施组中专项设计方案为：隧道运输为有轨运输，配备瓦斯自动检测系统及各种瓦斯检测议。全隧道按高瓦斯隧道进行组织、施工。
2、工程施工重点及针对工程重点采取的措施
根据工程内容和工程特点分析，确定工程施工重点和应对措施如下：
2.1瓦斯煤层地段的施工
全隧道工区划分为高瓦斯工区，按高瓦斯隧道施工，采取的措施：
(1) 洞内运输使用有规运输；
(2) 配备瓦斯自动监控系统，并配备瓦斯检测员4人，配备4个光学瓦斯检定器和瓦斯自动检测报警仪10台，每个工班在隧道作业时班组长带瓦斯自动检测报警仪，以保证安全作业。
(3) 隧道接近采空区地段时为减少开挖的影响，开挖采用少药量、短进尺，弱爆破进行，并进行详细的超前地质预报探测前方地质情况，结合物探手段综合超前预报，探测富水情况，预防隧道突发性涌水及坍方。
2.2洞口浅埋段Ⅴ级围岩的施工
隧道洞口浅埋段Ⅴ级围围岩段水平最大开挖宽度12.32m，高度9.28m，隧道扁平，洞口覆盖层薄弱，地表水丰富，属于滑坡体，岩层风化，为保证洞口段施工和运营安全，在进洞口浅埋地段隧道开挖防止坍方和滑坡是本标段工程重点之一；针对本工程重点采取的措施：
(1) 开挖后及时做好长锚杆眶格梁土支护，保证边、仰坡的稳定和洞口安全。
(2) 洞口开挖前施工好超前小导管注浆等预加固措施，进洞前做好截水沟等排水工作，保证进洞开挖施工安全，开挖时遵循“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”原则施工。
(3) 开挖前利用地质雷达等超前地质预报等先进手段，了解前方地质情况，在预先制定合理的施工方案和应急措施保证施工安全。
2.3隧道开挖光面爆破质量
隧道开挖光面爆破的好坏直接关系到工程成本、围岩稳定、隧道运营安全，是施工重点之二；针对本工程重点采取的措施：
（1）加强施工测量工作，提高每次开挖前的测量精度，减少开挖误差；
（2）采用我公司经多年积累的施工经验，在施工中不断优化爆破设计，保证光面爆破效果；
（3）选用专业施工队伍，加强施工管理，将开挖质量与个人收入挂钩，建立奖惩措施，保证开挖效果；
2.4保证防、排水工程施工质量，严防渗漏
隧道设计遵循“防、排并举”的原则，达到拱部、边墙不渗水的标准，要达到设计要求，防水施工至关重要，必须控制好每一个施工环节，因此，保证防、排水工程施工质量，减少工程完工后的渗漏病害是地下工程共同的重点，也是本标段工程重点之三。针对本工程重点采取的措施：
(1) 优选防水材料供应厂家、优选合格的防水材料，建立完善的防水施工质量检查保证体系，成立专业的防水施工队伍；
(2) 对初期支护的渗水严格进行预处理，隧道内可能发生涌突水地段，施工通过超前探水和预注浆堵水措施，将地下水封堵在围岩之外，避免洞室内大量涌水影响二衬前防水施工；
(3) 采用成熟的、先进的防水技术，防水板施工无钉铺设，优化模筑衬砌配合比、提高砼的防裂抗渗能力，保证二衬混凝土结构自防水体系；
(4)施工注意工作缝、沉降缝、变形缝及预埋洞室和预埋件处的防水施工工艺，保证洞室不渗不漏。
3、揭媒施工方法
3.1施工方法：
瓦斯集聚的地方一般在隧道拱顶，工作面附近，开挖周边凹陷处，侧洞等处，因此在施工中拱顶采用光面爆破；
采用中长台阶法：
爆破安全规程规定，在有瓦斯和煤尘爆炸危险的隧道所使用的雷管为煤矿许用毫秒延期电雷管，最后一段的时间不得超过130ms。
在隧道开挖面距煤层10m时分为上、下断面开挖，待上半断面穿过煤层10m以上时，下半断面再开挖至穿过煤层。
3.2瓦斯限值与处理：
瓦斯浓度＜0.25％时，正常工作，正常通风；
瓦斯浓度＞0.25％时，停止洞内焊接工作；
瓦斯浓度＞0. 5％时，采用矿用防爆型设备，发第一次报警，加强瓦斯浓度监测与加强通风；
瓦斯浓度＞1.0％时，为警戒预防，安检员与瓦斯检查员随时监测瓦斯浓度的变化，禁止放炮，切断工作面电源，加速通风；
瓦斯浓度达到1.5％时，开挖面自动发出报警，撤出人员、停止一切作业，加速通风，同时打开高压风，加速洞内空气流动，以便冲淡瓦斯浓度。
3.3防煤与瓦斯突出的措施与揭煤工艺：
3.3.1超前探测
(1) 初步探测
在距设计煤层20m时，开始超前钻孔，布置5个探孔。根据钻孔，确定煤层走向、倾角，探时最近点煤层位置。
(2) 精确探测
在初步探明煤层位置后，当隧道开挖工作面距煤层顶板垂距8m时，停止掘进，在开挖面上打5个穿透煤层的超前钻孔（Φ75孔），详细记录岩芯资料，在距煤层顶板垂距5m远处，打5个穿透煤层全厚的预测孔（Φ50孔），钻孔进瓦斯参数的全面测定，用以实施监测预报，判定突出危险程度，瓦斯涌出浓度等。
(3) 根据预测结果确定瓦斯施工措施，预测有瓦斯突出危险时，采用瓦斯排放措施，预测无瓦斯突出危险时用震动性放炮揭煤。
3.3.2瓦斯排放措施：
(1) 瓦斯排放参数确定：
①、安全岩柱厚度的确定。《防止煤与瓦斯突出细则》规定，对于坚硬岩层其厚度部小于3.5m，松软岩层部小于5.0m。本隧道煤层段为Ⅳ级围岩，故选用2.5m岩柱；
②、排放范围。在隧道开挖线上方7m，两侧5m，上半断面开挖时其底部以下为3m，下半断面开挖时其底部以下为2m。
③、单孔排放半径及间距。煤层段属于Ⅳ级围岩，裂隙较发育，岩体呈块状砌体或块碎石状镶嵌结构，层间较松动，结合为差。且隧道工期紧，允许排放时间短，故钻孔排放半径定为0.5m，孔距大于排放半径的2倍。
(2) 排放后效果检查：
瓦斯排放基本完成后，打检测孔（Φ50孔）,用瓦斯监测判定瓦斯排放是否有效，当瓦斯压力＜1Mpa，且煤层没有突出危险时，即可结束排放工作，否则，应继续排放，直到无突出危险时。
(3) 超前支护施工：
为防止煤层坍塌，岩体变形，结合防止煤与瓦斯突出的需要，经过瓦斯排放后，施作Φ42超前小导管，向隧道围岩注水泥浆。加固岩体并封闭煤层裂隙，减少瓦斯涌出。
(4) 上半断面开挖：
上半断面瓦斯排放满足施工要求时，即可进行上半断面开挖，开挖要求“勤检验，短进尺，弱爆破”。
勤检测：开挖前，检验工作面前方10m范围内上中下部位的突出危险性，确保在安全条件下施工。
短进尺：每次爆破掘进进尺不大于1m。
弱爆破：周边段不装药，少装药；加密炮眼，减少单孔装药量；煤层在导坑上部时，只打岩眼，在煤层中不打眼，不装药；采用矿用乳化炸药及五段毫秒电雷管。
(5) 初期支护施工：
开挖后立即进行初期支护施工，以加固隧道围岩（煤层），减少围岩（煤层）暴露时间，防止冒顶、坍方。
3.3.3下半断面瓦斯排放措施：
采用钻孔排放作为防突出。由于在揭煤施工中先遇到煤层顶板，所以可以利用上、下半断面开挖的时间差，提前施工下半断面的排放钻孔，可节约工期，也可保证开挖安全。
(1) 下半断面开挖：
下半断面排放瓦斯经经验符合施工安全要求时，分成三步开挖，（如图）
开挖顺序为：
Ⅰ、开挖左侧边墙，开挖1.5m后及时支护好；
Ⅱ、开挖右侧边墙，开挖1.5m后及时支护好；
Ⅲ、开挖中间岩层（煤层），如此反复开挖。
(2) 下半断面支护：
当下半断面开挖后及时将初期支护施作完，封闭边墙和仰拱。
4、总结
由于时代的发展，这些年来，人们在瓦斯隧道建设期间逐渐了解到危险隐患无处不在，必须要建立明确的法律制度和规范要求，依照标准贯彻执行，确保瓦斯隧道施工的安全性和可靠性，进一步促进隧道建设领域的高效发展。瓦斯隧道施工有着较高风险，若是施工技术实施不规范或者技术应用不合理都可能会引发采矿事故，相关施工人员要相当注意。
参考文献：
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[2]周开礼,李新芳.天台寺高瓦斯隧道施工通风技术[J]. 铁道建筑技术. 2009(01)
[3] 卿志银,王强,蔡磊.瓦斯隧道施工中的四个关键要素[J]. 公路交通科技(应用技术版). 2009(03)
论文作者:陈磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/5
标签：瓦斯论文; 隧道论文; 煤层论文; 断面论文; 围岩论文; 超前论文; 措施论文; 《基层建设》2017年3期论文;