淺析低瓦斯隧道施工技術及防治措施

摘 要：低瓦斯隧道在鐵路和公路工程中，比較常見;低氣體通道瓦斯涌出量小，有時量不出來，它很容易被忽視或輕視。所以在進行隧道施工過程中，需要確保隧道能夠保持持續的通風，并按時檢查內部瓦斯情況。本文對低瓦斯隧道施工瓦斯防治技術和措施進行分析和探討，希望通過該研究能夠為低瓦斯隧道施工及防治提供借鑒。

關鍵詞：低瓦斯隧道;瓦斯隔離板;防治

1 引言

在進行高速公路施工時，經常會穿過一些隧道，所以需要在進行隧道施工的過程中，考慮對低瓦斯隧道進行瓦斯防治作業，確保隧道能夠保持持續順暢的通風，并要對其中的瓦斯情況進行按時檢查。在進行隧道施工的過程中，應采用封閉式的施工方式，從而保證施工通過瓦斯密集區域更加順利[1]。因此本文分別對低瓦斯隧道施工中的各項瓦斯防治技術和措施進行分析，希望能夠為低瓦斯隧道施工提供參考[2]。

2 低瓦斯隧道施工中超欠挖控制影響因素

2.1工程地質條件的影響

隧道中巖體節理如果具有較高的發育程度，那么其所具備的抗爆破能力就會越弱，此時會增加超欠挖的程度，影響低瓦斯隧道開發對超欠挖的控制效果。如果節理的走向平行于低瓦斯隧道的開挖線路，那么則會在開挖的過程中，沿著節理的方向發生破裂問題，導致超欠挖問題更加明顯。如果巖層的發育呈現出水平的狀態，而節理處于垂直狀態的情況下，同樣會在開挖的過程中增加超欠挖控制的難度，影響其最終的效果。

2.2開挖技術方式的影響

在隧道爆破的環節中，如果使用較大的爆破能量，則會增加超欠挖問題的可能性，主要是因為高密度、高強度、高速的隧道爆破方式會對低瓦斯隧道的巖石產生嚴重的破壞。一般來說，隧道爆破強度的系數直接影響著超欠挖的控制水平，因為系數強度越高，越會產生超控等方面的問題，而低強度的系數，則會出現欠挖問題。不僅如此，在具體的施工過程，還會受到爆破技術、鉆孔精度、現場施工管理、測量放線精度、施工操作等方面的影響。所以工作人員應結合工程的實際情況，合理設計超欠挖的控制方案，強化超欠挖控制的效果，以此來保證低瓦斯隧道施工順利。

3 低瓦斯隧道施工技術分析

3.1 正確運用防爆設備

依據相關規定，瓦斯隧道的施工中所使用的電器設備、作業器械等，都應當屬于防爆類型。其主要原因在于瓦斯隧道中使用機械進行施工時，往往會出現構件摩擦等問題，容易產生火星，從而引發瓦斯燃燒甚至爆炸，造成嚴重的后果。因此，如果需要在一些低瓦斯施工區域，或者瓦斯含量較低的狀況，建議采用非防爆電器和工作器械。

3.2 地質預報

根據相關地質資料及野外地質調查，隧址區出露地層復雜，主要有第四系全新統崩坡積（Q4c+d1）、第四系全新統坡洪積（Q4d1+p1）及三疊系飛仙關組。該隧道穿越含煤地層，煤礦礦井瓦斯等級為突出礦井，瓦斯涌出量CH2為8.98 （m3 /min） ，CO2為1.45（m3 /min） 。隧道穿越含煤地層同屬一個地層和區域塊段，因此施工過程中必須按突出或高瓦斯工區進行相應的設防。

3.3 瓦斯隧道鉆爆與開挖

若隧道建設需經過可能逸出瓦斯的地方，則必須嚴密注意開挖深度的控制，一般不宜過長，而每次的開挖面積也不宜過大，從而在隧道施工中降低瓦斯的涌出量，同時快速封閉掌子面，以保證整個施工作業環境的安全性。鉆孔施工則建議采用濕式鉆孔，爆破作業則建議采用煤礦專用炸藥。

4 低瓦斯隧道施工的安全防范措施

4.1 加強施工通風作業

在正式施工階段，可以采用通風機將隧道中的瓦斯濃度稀釋掉，并控制在安全標準范圍內，從而保證低瓦斯隧道施工的安全性。通常隧道最大的風速在1.2m/s左右、下導邊風速在1.0m/s左右，隧道口風速在1.0m/s左右，隧道中部風速在0.8m/s左右，這就需要在隧道各個進出口位置設置通風機。在此需要注意一點，隧道風流不暢的位置瓦斯濃度偏高，例如在隧道頂部位置（由于瓦斯是甲烷，質量相比空氣輕，會上升），因此需要設置獨立的小型吹風機，如果出現瓦斯超標情況，需要即刻開啟吹風機將瓦斯沖散。結合隧道內部結構對通風方案進行優化處理，采用軸流風機通風方法，并配合射流風機，這樣即可大大提高隧道內部排風效率。

4.2 加強瓦斯監測工作

為了能夠保證瓦斯檢測精度，通常是采用人工和儀器結合監測方法，需要監測人員對隧道內部定時監測（2小時進行一次），充分調動瓦斯監測員、安全爆破員的工作積極性。在瓦斯監測設備布置過程中，需要重點在工作面、瓦斯聚集地、容易產生火源位置、瓦斯滲漏區域，特別是在電焊作業點和超前鉆孔點都要設置瓦斯監測設備。與此同時，監測人員需要對監測數據進行記錄，觀察瓦斯濃度變化量，并將相關數據上報給管理人員。在瓦斯隧道施工過程中，需要加強監控系統建設工作，通過信息技術及時采集隧道瓦斯信息。

4.3 隧道火源管理措施

對于低瓦斯隧道施工來說，最大的安全事故就是隧道瓦斯爆炸，而明火是引發隧道瓦斯爆炸的最直接因素，所有低瓦斯隧道施工都要嚴格控制火源，控制一切可能產生明火的行為。這就需要在洞口設立一個檢查崗，所有要進洞的設備都要事先做好安全檢查，不得攜帶打火機、火柴、電話以及不得穿化纖衣服等。如果洞內必須要開展動火作業或可能產生明火的作業環節，需要事先制定嚴格的動火作業制度，對相關設備進行嚴格的審查，并盡量降低隧道內的瓦斯濃度，在以上所有條件都滿足要求時，發給動火作業證，開展動火作業，同時配備滅火器材、救生設備等，待到動火作業完成之后，確保施工現場沒有殘余火后即可收工。

結束語

在低瓦斯隧道的施工過程中，通過加強隧道施工通風，強化瓦斯濃度檢測，規范開挖爆破作業程序，采取適宜的掘進方法，認真做好超前地質預報，防止有不必要的經濟損失出現，將安全事故隱患扼殺在搖籃當中。

參考文獻：

[1]黎俊麟、蘇培東、徐正宣、王棟、張睿. 非煤高瓦斯隧道盾構施工技術研究[J]. 地下空間與工程學報， 2020， 26（4）：200-206.

[2]許晶晶. 重慶地鐵銅鑼山低瓦斯隧道施工技術[J]. 建筑機械， 2018，12（2）：56-59.

[3]張京亮，夏志杰. 隧道穿越煤系地層施工技術及注意事項[J]. 云南水力發電， 2020， 36（7）：6-9.

作者簡介：

張斌、性別： 男、生日：1987.8.7、籍貫：甘肅榆中、學歷：大專、單位、職稱：助理工程師，主要研究方向。