浅析白杨林隧道高瓦斯段落施工

1、浅析白杨林隧道高瓦斯段落施工中铁二局二公司成贵项目部二分部 孙畅【摘要】随着铁路交通的的不断发展，隧道工程在铁路建设中扮演的角色越来越重要。瓦斯是隧道 及地下工程的一个重要地质灾害。近年来，修建在煤系地层中的公路、铁路及隧道逐年增多，尽管隧道防 瓦斯施工技术不断发展，但由于瓦斯事故的突发性、变化性和惨重性使得瓦斯事故仍接连不断。因此在高 瓦斯隧道施工中的每一个环节都是非常重要的。本文就隧道高瓦斯段落施工技术进行了阐述，以希望此文 能在高瓦斯隧道施工中起到参考作用。【关键词】高瓦斯、施工技术、施工管理工程概况白杨林隧道起讫里程为：DK473+030D3K474+810，全长1780米，隧址地处黔

2、中，位于 黔中东西构造带、川黔南北向构造带和新华夏系第三巨型隆起带交接复合部位，地质构造相 当复杂。隧道进口紧临鸭池河特大桥贵阳端桥台台尾，出口接路基工程。隧道进出口段均位 于贵州省贵阳市清镇市暗流镇沙田村。隧道进口270米为平坡，其余为25%。的单面上坡。地 形起伏相对平缓，相对高差68206米，隧道最大埋深约206m。隧道以W级、V级围岩为主， 占隧道长度78.6%，其次为III级围岩，占隧道长度21.4%；洞身地质以白云岩、页岩、灰岩、 泥岩及砂岩夹煤层为主，本隧道DK473+540D3K474+470为煤系地层，高瓦斯地段，并且贯 穿本隧道有4处断层，施工中可能遇塌方、岩溶、突水突泥及

3、瓦斯爆炸等。工程重难点为穿 越煤层、高瓦斯、溶岩、突水突泥等。高瓦斯隧道关键工序施工表2-1白杨林隧道高瓦斯段落各类围关键工序施工方式表序号衬砌类型长度（延米）开挖方式支护方式衬砌方式1Va型复合（全封闭）320台阶法（临时横撑）超前支护方式为拱部120 设置范围中42超前小导管，38根/ 环；支护方式为全环设置格栅钢 架，间距0.8m，喷射C25气密性混 凝土。拱墙及仰拱采用C40 气密性钢筋混凝土，填充 采用C20素混凝土。2Vb型复合（全封闭）30台阶法（临时仰拱）超前支护方式为拱部120 设置范围中42超前小导管，38根/ 环；支护方式为全环设置I20型 钢，间距0.8m，喷射C25气

4、密性混 凝土。拱墙及仰拱采用C40 气密性钢筋混凝土，填充 采用C20素混凝土。3Vc型复合（全封闭）70台阶法（临时横撑）超前支护方式为拱部120 设置范围中42超前小导管，38根/ 环；支护方式为全环设置格栅钢 架，间距0.8m，喷射C25气密性混 凝土。拱墙及仰拱采用C40 气密性钢筋混凝土，填充 采用C20素混凝土。4IVd型复合（全封闭）510台阶法超前支护方式为拱部120 范围设置中42超前小导管，31根/ 环；支护方式为全环设置格栅钢 架，间距1m，喷射C25气密性混凝 土。拱墙及仰拱采用C40 气密性素混凝土，填充采 用C2 0素混凝土。瓦斯隧道施工管理本隧道为高瓦斯隧道，其中

5、DK473+600D3K474+420段属高瓦斯工区，其余地段为低瓦 斯工区。瓦斯隧道严格按“控火源、快封闭、防突出、强通风、勤量测”的原则组织施工。3.1瓦斯的超前探测在设计文件提供的地质资料的基础上，含煤地层段采用地质雷达、TSP等物探手段进行 前方岩层界面预报定位，并采用35个 76超前水平钻孔，且取岩芯进行验证（验证孔每 25m 一循环，30m/孔，搭接5m）等手段进行超前探测。钻孔过程中，在每循环超前钻孔施工过程中记录每米钻孔岩性、钻进情况、瓦斯涌出情 况，瓦斯动力现象。钻孔施工完成后对前方煤岩体的瓦斯压力、钻孔瓦斯涌出流量进行测定，并计算出隧道 在开挖过程中可能产生的瓦斯涌出量。3

6、.2人工监测隧道施工中对瓦斯采用光干涉瓦斯检定器人工检测，便携式瓦斯自动检测报警仪和瓦斯 自动报警断电仪连续自动检测相结合。瓦斯检测方法及措施瓦检员每人配备1台光干涉瓦检仪，进洞随身携带。瓦检员跟班监测，重点是掌子面， 每班配1名瓦检员。严格执行“放炮员、工班长、瓦斯检查员”在场的“一炮三检制”和“三人联锁放炮制”， 并及时收回检测报表报项目部安质部及总工审阅。瓦斯浓度管理进行三级管理：瓦斯含量低于0.3%，可正常施工；瓦斯含量大于0.4%、 低于0.5%，应报警处理并加强通风；瓦斯含量大于0.5%，应局部停工检查处理。瓦检员发现瓦斯异常情况，应立即采取果断措施（先撤离人员，立即断电停止作业，

7、命 令加强通风），并且马上把情况反映给工区领导或其他值班领导。瓦斯检查频率和检测范围瓦斯隧道施工中必须坚持24h瓦斯检测。洞内瓦检员实行三班制，不得擅自离岗。瓦斯检查的主要地点：隧道所有开挖工作面、局部塌方地点，使用中的机械电气设备的 设置地点，防水板背后，焊接、切割地点前后20m范围内，有人员作业的地点，开挖工作面， 衬砌台车、防水板台车附近，局部通风机及开关附近，回风中机械设备附近，放炮地点附近 20m内，瓦斯浓度特需检查地点，如电焊地点，其他作业人员的地点等。3.3自动监控系统瓦斯监控采用中国煤碳科学研究院重庆分院研制的KJ90瓦斯远程自动监控系统，监控 分站采用八模八开KFD-2型大分

8、站，在开挖掌子面、二衬台车、洞口回风流中设置KG9701 低瓦斯浓度探测器。3.4瓦斯隧道管理岗前培训制度聘请瓦斯隧道施工的专家对全体职工进行瓦斯隧道施工的技能培训和系统知识讲座，使 管理和施工人员了解瓦斯的特性及防范措施，确保施工安全。瓦斯管理制度1）隧道瓦斯管理制度的主要内容主要包括健全专业机构、配足检查人员、定期培训和不断提高专业人员技术素质的规定； 各级领导和检查人员（包括瓦检员）区域分工巡回检查汇报制度、交接班制度，项目经理、 总工抽检瓦斯日报的规定;塌方区有关瓦斯管理的规定;爆破与隧道贯通时的瓦斯管理规定； 隧道瓦斯排放的有关规定及瓦斯监控装备的使用、管理的有关规定；隧道瓦斯抽放、

9、防止煤 与瓦斯突出的规定。2）专业瓦检员的配备和要求瓦斯隧道需配备持证上岗的瓦斯检查员。瓦斯检查的“三对口”的主要内容包括：检查地点和检查人姓名；检查日期、班次及每 班检查的时间；检查结果，瓦斯浓度、二氧化碳浓度和气温度以及铁路瓦斯隧道技术规范 规定要求的检查内容。瓦斯排放制度局部通风机停止运转造成瓦斯积聚或其他原因需要排放瓦斯时，必须编制排放瓦斯措 施，报总工程师批准，有组织地进行排放。3.5瓦斯隧道通风管理制度瓦斯隧道施工期间，实施连续通风。因检修、停电、爆破、修补（或接长、更换）风筒 或其他原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度。当停风区 中瓦斯浓度不超过1%并

10、在压入式局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度 均不超过0.5%时，方可开动局部通风机。3.6瓦斯隧道机械设备管理高瓦斯工区必须采用安全防爆型设备，选择有资质的单位进行设备防爆改装。作业机械及电气设备（挖装、运输、喷锚设备、临电、机具、通风、瓦斯检测等），高 瓦斯工区使用防爆型，低瓦斯工区使用非防爆型。电气设备管理措施洞内电气设备全部采用防爆型。并做到“三专”“两闭锁”，即专用变压器、专用开关、 专用供电线路和瓦斯浓度超标时与供电的闭锁、局扇通风与供电的闭锁，以保证瓦斯隧道安 全施工。施工机具管理措施1）通讯工具管理。在掌子面、洞口及值班室设置防爆电缆，安装防爆应急电话。日常 洞

11、内通讯配备防爆对讲机。2）二衬台车管理。二衬台车电机等设备采用防爆型，并在二衬台车两端（瓦斯易集聚 处）设置局扇防止瓦斯积聚。3）出碴管理。出碴前，为防止岩石、设备之间产生摩擦碰撞火花，对隧道石碴进行洒 水润湿后再出碴。3.7瓦斯隧道电力、照明供电电压洞内动力电采用380V，照明电不大于127V；洞内照明采用矿用隔爆型照明信号综合装置ZBZ-4Kw380/133v，二衬工区采用矿用隔 爆型白炽灯127V60W，开挖面照明采用矿用隔爆型投光灯127V175W；洞内的所有电力均从瓦电闭锁开关下接入；隧道内的输送泵因其功率大，采用专线供电；隧道内使用的移动电力设备（电锯、电锤、捣固器等）使用矿用隔爆

12、型插销开关连接；电缆与电气设备连接，使用与电气设备的防爆性能接线盒BHDZ。电缆芯线使用鼻子 与电气设备连接；隧道电气设备的金属外壳、构架等，都必须保护接地，其接地电阻值应满足下列要求：3.8高瓦斯工区爆破安全管理制度项目部成立高瓦斯工区施工爆破管理组，设置专人负责爆破作业管理。爆破作业采用湿式钻孔，采用水压（水炮泥）爆破技术。瓦斯段的爆破作业必须采用煤矿许用炸药，有瓦斯突出地段，必须使用安全等级不低 于三级的煤矿许用含水炸药，必须使用煤矿许用瞬发电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。爆破物品安装规定1）装药前，炮眼内煤、岩粉应清除干净。再用木质或竹质炮棍将药卷轻轻推入，不得 冲撞或捣实。炮眼内的各

13、药卷必须彼此密接。2）电雷管必须由药卷的顶部装入，不得用电雷管代替竹、木棍扎眼；电雷管必须全部 插入药卷内，严禁将电雷管斜插在药卷的中部或捆在药卷上。3）采用毫秒爆破、正向起爆，一次起爆。爆破必须使用电力起爆，原则上在洞外起爆。严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”1）洞内爆破管理应严格执行“一炮三检制”（装药前、爆破前、爆破后都必须检查爆破 地点附近的瓦斯，当瓦斯浓度超过0.5%，不准爆破）和“三人连锁放炮制”。2）专职爆破工进入隧道前携带便携式甲烷检测报警仪时，必须携带“一炮三检”记录 表，到达作业地点后，由爆破工根据有关要求填写具体内容，并应有当班工长、瓦斯检查员 的签字，下班后专职

14、爆破工交便携式甲烷检测报警仪时，将记录表一起交至仪器收发室工作 人员。3）“三人连锁放炮”制度必须严格执行。放炮前，瓦检员、班组长、爆破员，必须有同 时在场，缺一不可，否则，不准放炮爆破员必须经过专业培训，取得爆破合格证，持证上岗。爆破后，待工作面的炮烟吹散（通风时间不少于15分钟），爆破工、瓦检员、安全员、 班组长必须首先巡视爆破地点，检查通风、瓦斯、煤尘、拒爆、残爆等情况。解除警戒后， 作业人员方可进入开挖工作面作业。3.9高瓦斯隧道特殊工序管理制度针对高瓦斯隧道施工安全管控的特殊性，将下列工序界定为特殊工序：隧道洞内施工中 可能产生高温、产生明火的电气焊、防水板焊接、止水带热硫化焊接等；因特殊原因需要使 用非防爆设备、仪器。特殊工序施工前，根据施工安排提前申请，报经监理单位审批同意后实施。实施过程中 必须严格按审批意见进行。需要动火的特殊工序施工前，应严格执行动火申请审批要求。需要动火的特种工序施工 时，现场专职瓦检员、安全员必须到位，否则禁止作业。需要动火的特种工