某水電站特大洞室群瓦斯防治關鍵技術研究

孫常玉　于磊　郭云強

摘要：國內外水電站目前尚沒有專門的施工及運行期的瓦斯隧道技術規范，也沒有對瓦斯氣體進行專門的研究與提出防治措施的方案。本文通過對某特大型水電站地下洞室群遇到的CH4和H2S等易燃易爆及有毒有害氣體的治理研究，為水電站地下洞室群有毒有害氣體的防治提供相關的技術支持與借鑒。

Abstract：? At present， there are no special technical specifications for gas tunnels in construction and operation of hydropower stations at home and abroad， and there is no specific research and proposed measures for prevention and control of gas. This paper provides relevant technical support and reference for the prevention and control of toxic and harmful gases in underground caverns of hydropower stations by studying the treatment of inflammable， explosive and toxic and harmful gases such as CH4 and H2S encountered in the underground caverns of a large hydropower station.

關鍵詞：有毒有害氣體;瓦斯等級鑒定;地下洞室群;瓦斯控制標準

Key words： toxic and harmful gases;gas rank identification;underground cavern group;gas control standard

中圖分類號：U453.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）33-0171-02

0? 引言

某水電站特大洞室群地層出露有T33、T34和J1-2z，T32-6亞組以上的T33巖組厚88～110m，含有成層較好的煤，單層厚度5～20cm。引水發電系統布置在右側山體，洞口主要順T33巖組中下部5個煤層的出露線分布。大壩基礎廊道位于建基面附近，包括帷幕灌漿廊道和排水廊道等基礎廊道通過灌漿孔及排水孔與其下部的基巖地層聯系。電站洞室群在電站建設和運行期，受揭露地層影響，廊道內有來自于河床基巖的瓦斯氣體涌出，影響到電站安全，需進行專門的研究評價及治理。

針對本工程特大地下洞室群巖層中存在有毒有害氣體問題，研究提出了地下水電站開挖施工與運行期瓦斯等級鑒定方法和控制標準，采用了有效的綜合防治措施，確保了工程安全。為類似地層地下洞室群安全施工及后期運營提供工程借鑒。

1? 電站洞室群施工及運行期有毒有害氣體檢測

1.1 有毒有害氣體調查? 在洞室群施工過程中，進行了有毒有害氣體檢測[1]，檢測在正常通風情況下進行，具體結果如表1所示。

在分析施工期間檢測結果的基礎上，參考《礦井瓦斯等級鑒定規范》，結合現場實際情況，制訂本次運營期間地下洞室檢測方案。

1.2 有毒有害氣體檢測結果及分析? 由于沒有水電站施工期及運營期間瓦斯等級鑒定的相關規范，參考《鐵路瓦斯隧道技術規范》進行運營期間地下洞室瓦斯等級鑒定，瓦斯涌出量為0時為無瓦斯隧道，瓦斯涌出量小于0.5m3/min為低瓦斯隧道，瓦斯涌出量大于或等于0.5m3/min即為高瓦斯隧道，對有相互聯系的洞室群，其瓦斯等級按該洞室群中檢測到的最高瓦斯涌出量來確定瓦斯等級，即當洞室群中一處有瓦斯涌出且瓦斯涌出量小于0.5m3/min時，則該洞室群即確定為低瓦斯隧道，若洞室群中一處有瓦斯涌出且瓦斯涌出量大于或等于0.5m3/min，則該洞室群即確定為高瓦斯隧道。

2? 洞室群瓦斯等級鑒定方法及結果

2.1 風流瓦斯濃度測定? 風流瓦斯濃度及風量測定在洞室內選擇三個斷面進行，分別位于洞口往里10m處、洞口往里100m處及工作面處。每個測定斷面設3個測點，每班每個點測定三次，取其平均值。斷面各測點風流瓦斯濃度的平均值作為該班該斷面的風流瓦斯濃度測定結果。

2.2 風量測定? 對于風量測定，考慮到所測洞室斷面較大，本次風速測定采用隨機取點法，即在所測洞室中隨機選取不同的點進行風速的測量，取平均值為該班該斷面風速。在測量風量時隨機選取了5個不同的點進行測量，且對每個點的風速測量三次，取平均風速計算風量。

2.3 風量測定及風流瓦斯濃度檢測結果? 地下洞室現場施工過程中，主廠房、主變洞、進廠交通洞和灌排廊道等均不同程度出現瓦斯氣體，為確保施工期安全，對以上各部分結構進各隧洞的通風瓦斯檢測結果進行鑒定，通過瓦斯數據測定，主廠房瓦斯涌出量平均值為0.184m3/min，主變洞瓦斯涌出量平均值為0.147m3/min，交通洞瓦斯涌出量平均值為0.261m3/min，灌排廊道瓦斯涌出量平均值為0.096m3/min。