探究煤炭溝低瓦斯隧道施工技術及防治對策

穆江山

(山西省交通環境保護中心站(有限公司)，山西 太原 030000)

煤炭溝隧道地處涼山彝族自治州鹽源縣金河鄉溫泉村小關河溝口，該隧道屬于低瓦斯隧道，在進行施工時，需要考慮到施工現場瓦斯濃度可能對隧道施工造成的影響。另外，該隧道工程施工的巖土層較為松散，并且地下水豐富，在施工的過程中，還要考慮到施工現場的給排水問題。該隧道工程施工所在地的上方約1km處有一煤礦廠，煤礦廠的開采礦井所在煤層與該隧道處于同一地層，在施工的過程中，需要考慮到地質的特殊性。以日為單位，該隧道的瓦斯涌出量為0.1814m3，也就是說，該隧道屬于二級瓦斯隧道，在施工的過程中，需要考慮到隧道中瓦斯的濃度以及瓦斯可能對施工造成的消極影響。

1 煤炭溝低瓦斯隧道施工防治對策

煤炭溝隧道為低瓦斯工區，地處二級瓦斯地段，并且該地的地下水豐富，地質條件較為復雜[1]。在施工的過程中，經常會有涌水出現，另外，施工人員還要時刻關注可能發生的瓦斯爆炸事故，需要考慮到該工程的施工安全問題。考慮到施工人員的身體健康，施工現場溢出的瓦斯很有可能造成施工人員出現窒息等情況，對施工人員的身體健康造成威脅。另外，如若施工現場的瓦斯濃度高達5%以上，一遇明火就會迅速燃燒，引發保障事故。在對該隧道工程進行提前鉆探后，可以得知該隧道在進出口位置，煤層的厚度大約在0.3m～0.45m之間。在施工的過程中，要對施工現場的瓦斯濃度進行實時監測，并且反復調節瓦斯監測系統，確保在施工過程中能夠時刻掌握瓦斯濃度，一旦瓦斯濃度發生變化，能夠及時做出相應的解決對策，降低瓦斯對施工造成的惡劣影響。為了降低瓦斯帶來的風險，可以從以下七個方面入手。

1.1 加強施工通風

在施工現場，通過加強隧道通風的方式來稀釋瓦斯濃度成本低廉，并且具備較高的安全性，既能夠保障施工現場的瓦斯濃度不會過高，也能減少相關設備對施工的影響[2]。在施工的過程中，施工人員可以在隧道的出入口放置900m3/min的通風機，在施工的過程中實時開啟，完成隧道內部的通風工作。另外，考慮到隧道內可能存在的狹窄空間，也要布置相應的小型通風機。施工期間，要確保通風機的正常運作，并且與施工人員的施工作業同步運行。

1.2 封閉開挖面

在進行開挖掌子面作業時，要在保障施工質量的前提下，盡量提高工作效率[3]。在該作業中，施工效率越高，瓦斯的溢出量就越小。在施工的過程中，施工人員需要將噴射混凝土和封閉開挖面作業同步進行，以此降低瓦斯的溢出量。另外，還要控制好噴射混凝土的透氣系數，應當將噴射混凝土的透氣系數控制在10～10m3/s。

1.3 實時監測

瓦斯是無色無味的氣體，在施工的過程中，完全通過施工人員自身難以檢測到施工現場的瓦斯含量以及瓦斯濃度[4]。因此，在施工的過程中，就需要在施工現場配備專門的瓦斯監測儀器，并且在施工現場特定位置設置監測站，并且為每個施工階段以及環節分配監測人員，手持移動型監測設備對施工現場進行監測。瓦斯監測作業要同施工人員的施工作業同步進行，保障基層施工人員的施工安全放在首位。另外，在施工的過程中，要告知相關工作人員出現瓦斯中毒時的處理措施，并且時刻監測基層施工人員的身體情況，一旦施工人員身體出現不良反應，要及時做出相應的急救措施，最大程度降低瓦斯可能對人體造成的傷害。在施工現場，也要加強針對施工人員的管理，控制施工現場出現不必要的明火，引發起火、爆炸等事故。

1.4 超前地質預報

在煤炭溝隧道施工初期，可以通過超前探孔等一起，對隧道工程所在的施工現場地質情況進行檢測收集[5]。根據地質情況以及相關數據，計算出施工現場地質壓力情況以及瓦斯溢出量，對這些數據的掌握，可以為后期瓦斯防治作業提供依據。在施工初期，監測人員可以通過地質雷達或者隧道地震勘探等技術，對隧道工程施工所在巖層進行勘探，了解地質情況，明確巖層的位置，為后續制定施工方案以及施工工藝提供依據。

1.5 防水板封閉

在該隧道工程施工的過程中，可以使用高質量的全環防水板以及土方工程布等設備，對隧道的初期支護表層進行全面封閉，減少瓦斯的溢出量。

1.6 二次混凝土襯砌

在施工后期，隧洞襯砌應當使用透氣性低于10～11m3/s的氣密性混凝土，降低瓦斯的溢出量。混凝土在拌和階段，要考慮本次隧道施工的特殊性，按照標準要求摻入適當的氣密劑，提高混凝土的氣密性。另外，對于隧道內部分瓦斯縫隙，也要通過膨脹止水帶或者橡膠止水帶等封閉性設備進行封閉，最大程度降低隧道內瓦斯的溢出量。

1.7 設置運營期通風及相關監測系統

在該隧道工程施工過程中，應當提前準備好三組射流風機為隧道的通風做準備，并且要確保這些設備能夠在整個施工工期內良好運行，滿足施工期間的通風和抽排瓦斯的需求。除此以外，還要根據施工現場的實際施工情況，不斷地改良施工現場瓦斯監測系統，確保瓦斯監測工作能夠與施工人員的施工作業同步進行，實時掌握隧道內部的瓦斯濃度與瓦斯含量。

2 瓦斯地段施工技術措施及注意事項

2.1 瓦斯地段施工技術措施

2.1.1 超前探孔

在施工前期，需要按照設計圖紙，對施工現場的掌子面打設超前探孔，監測土質中的瓦斯含量以及施工現場的土層壓力，根據得到的相關數據制定相應的施工方案，調整施工措施，做好隧道內瓦斯濃度控制工作。

2.1.2 機電設備防爆

在施工現場，通常會使用部分機電設備，對于該低瓦斯隧道工程施工來說，機電設備防爆工作尤為重要。首先，要在洞內設置雙回路電源，保障隧道內的通風以及照明等需求。另外，在選擇機電設備時，也要采用防爆性能較強的設備，并且要保障線路質量，避免線路破損出現外露等情況引發事故。

2.2 施工注意事項

2.2.1 嚴格控制洞內施工用水

在施工過程中，要嚴格控制施工用水，尤其是在掌子面打鉆作業后，必須要及時排除拱腳積水。另外，也要做好施工現場的給排水工作，確保給排水系統能夠在整個施工過程中良好運轉。在施工過程中，也要避免水流滲入到隧道的巖體內，影響隧道土質強度。在施工的過程中，要定期組織相關的施工人員以及工作人員對隧道內的排水溝進行清理，并且做好通風工作，避免洞內的濕度過高，導致周邊土質松軟發生坍塌等事故。

2.2.2 注意洞內通風情況

在施工的過程中，要確保通風機與施工作業同步運作，掌子面不能停風、在施工的過程中，如若通風機出現故障，要及時上報，并對通風機進行維修，更換備用通風機，盡量保障隧道內部的通風性。另外，如若無法更換備用通風機，則需要制定相應的施工方案，暫時停工，直到通風機能夠正常運轉之后，通風三小時左右，隧道內瓦斯濃度達標后，方可恢復施工。

3 結 語

煤炭溝低瓦斯隧道在施工的過程中需要考慮的因素較多，其中最為重要的影響因素在于隧道內瓦斯含量，因此需要相關的施工人員提前做好施工方案以及瓦斯控制措施的設計，確保施工能夠順利進行。