瓦斯隧道施工工法#广泛用于铁路、公路瓦斯隧道的施工#内容详细
14页1、瓦斯隧道施工工法中铁二十局集团公司渝怀铁路工程指挥部一. 前言瓦斯隧道施工不可预见和无法抗拒因素多,安全隐患大,必须认真对待。但如果在施工瓦斯隧道时套用煤矿的管理模式,照搬煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则,则失之偏颇。虽然保证了施工安全,但却增加了许多不必要的投入,加大了工程成本。自1992年以来,我局连续建成了7座瓦斯隧道,无一例瓦斯事故,使我局瓦斯隧道的施工技术和管理水平日臻成熟。经过总结和提高,形成了本工法。本工法集中了我集团公司已安全建成的南昆线天生桥隧道、广渝高速公路华蓥山隧道、水柏线发耳隧道、内昆线朱嘎隧道、渝怀线白马2号隧道、白沙沱3号隧道和白沙沱4号隧道等7条瓦斯隧道的成功经验和科技成果。其中南昆线天生桥隧道揭煤防瓦斯施工技术获中国铁道建筑总公司1995年科技进步二等奖;华蓥山公路隧道瓦斯及断层带施工技术研究获中国铁道建筑总公司1999年科技进步一等奖;朱嘎隧道施工技术获中国铁道建筑总公司2001年科技进步三等奖。二. 工法特点本工法紧密结合施工实际,在煤矿安全规程(以下简称煤规)、防治煤与瓦斯突出细则(以下简称细则)和铁路瓦斯隧道技术规范(以下简称技术规范)要求的基
2、础上,对瓦斯隧道施工的关键要素进行了优化,既保证了安全,又提高了工效。本工法对瓦斯隧道施工的关键要素、资源配置、施工工艺和安全技术措施等做了详尽阐述。具有安全上可靠、技术上可行、经济上合理、操作性强的特点。三. 适用范围本工法广泛适用于铁路和公路各种类型瓦斯(低瓦斯、高瓦斯和煤与瓦斯突出)隧道的施工。四. 工艺原理瓦斯隧道不同于煤矿,两者至少有以下区别:1. 煤矿以采煤为目的,井巷多沿煤层走向或倾斜方向布置;公路和铁路隧道则垂直或基本垂直于煤层走向,尽量以最短距离穿过煤层。就与煤层的关系而言,前者是面,后者是点;2. 矿山井巷断面小,一般不超过18m2;公路和铁路隧道断面大,双线公路隧道的开挖断面目前已超过120m2。3煤矿是多水平、多采区、多工作面同时作业;公路和铁路隧道则以单一的工作面直通洞外。所以,公路和铁路瓦斯隧道的瓦斯浓度大都低于邻近煤矿。如果忽视以上基本情况,在施工瓦斯隧道时照搬煤矿的管理模式,虽然保证了施工安全,但也增加了许多不必要的投入。本工法对瓦斯隧道的关键要素、资源配置和安全技术措施进行了优化,使其更符合铁路和公路瓦斯隧道的施工实际。主要体现在以下方面:(一)关于双
3、电源技术规范规定,高瓦斯工区和瓦斯突出工区供电应配置两路电源。建立双电源的目的,是为了保证洞内,特别是通过瓦斯段时的连续通风,以防因停电而使通风中断,继而造成瓦斯聚集而诱发瓦斯事故。本工法对无法配置双电源的情况制定了处置预案。(二)瓦斯检测瓦斯检测在技术规范里没有专门提出。实际上,瓦斯检测是瓦斯隧道施工中一项十分重要的工作。1.检测仪器目前瓦斯检测仪器大致可分为光干涉、热催化、热导、气敏和红外等类型。和其它类型的检测仪器相比,光干涉和热催化类型的检测仪器技术成熟,性能稳定,但也有其局限性。光干涉仪器在正常的空气组分和温度条件下,灵敏度较高,准确稳定,能测CO2,改变气室可测高低浓度的瓦斯。缺点是读数不直观,受温度、压力和背景气的影响大。热催化仪器测低浓度瓦斯精度高,读数直观准确,受背景气影响小,输出信号大,缺点是不能测高浓度瓦斯。因此,本工法要求同时使用光干涉和热催化两种测量原理的仪器,以集两种仪器之所长,弥补其不足,并使检测结果相互参照,彼此验证。2.检测技术在一个施工循环中,瓦斯含量增加幅度最大的工序,是在凿眼过程中和放炮之后。这是因为炮眼可能成为与前方瓦斯层的连接通道;而放炮之后
4、,由于突然揭露出大面积的新鲜岩层,有可能使封闭的瓦斯层逐渐解放或完全暴露,致使瓦斯沿围岩裂隙缓慢渗漏甚至大量涌出。因此,加强凿眼过程中及装药前和放炮后的瓦斯检测至关重要。抓住了这个环节就抓住了检测瓦斯的“牛鼻子”。瓦斯检测需要重视的另一问题是检测的部位。由于瓦斯比空气轻,而且有很强的扩撒性,当隧道风速小到一定程度(通常认为风速不应小于1m/s)时,瓦斯将游离出来,在隧道顶层和死角处聚集,甚至局部超限达到爆炸浓度。因此本工法规定:加强凿眼过程中及装药前和放炮后的瓦斯检测,隧道顶部及顶部超挖的空洞、盲巷、避车洞等是检测的重点。(三)使用防爆电气和作业机械技术规范规定,隧道内高瓦斯工区和瓦斯突出工区的电气设备和作业机械,必须使用防爆型。其实,瓦斯隧道内对固定敷设的电缆、照明、通信、信号在采用防爆型后,即使高瓦斯工区和瓦斯突出工区的移动电气设备和作业机械,也可采用非防爆型即无轨运输系统。这是因为放炮后经过通风把瓦斯浓度降低到0.5%后,非防爆的移动电气设备和作业机械即可进洞作业。在正常通风条件下,洞内瓦斯浓度将继续下降或保持相对稳定状态。即使出现因通风中断使洞内瓦斯浓度升高的情况,还可采取使这
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