某隧道高瓦斯工区塌方处理

某隧道高瓦斯工区塌方处理1、四川某隧道1．1概况四川某隧道位于XX县白岩岗，单洞对向行车公路隧道，起讫桩号为：K82+567～K84+092，全长1525米；属长隧道。纵向坡度为1.06%。1．2地质概述根据工程地质调绘及钻探揭露，隧址区出露地层主要为：第四系残坡积层（Qel+dl）、第四系冲洪积层（Qal+pl）、第三系昔格达组（N2x）、侏罗系益门组（Jy）、三迭系白果湾组（Tb）。岩层倾角20°，岩层走向与隧道走向基本垂直。存在煤层，绝对瓦斯涌出量为1.2161m3/min，相对瓦斯涌出量为18.46m3/t；绝对二氧化碳涌出量为0.5212m3/min，相对二氧化碳涌出量为8.34m3/t。为高瓦斯隧道。隧道施工区内无断层通过。隧址区地下水类型主要为基岩裂隙水，赋存于裂隙中，主要接受大气降水渗入补给。由于隧址区泥岩与砂岩相间分布，泥岩为隔水层，砂岩为主要的储水层。砂岩裂隙发育，储水条件较好。砂岩富含地下水，排泄条件较差。据工程地质测绘，隧址区不良地质现象主要为坍塌、滑坡及瓦斯。施工时，必须加强施工通风和瓦斯检测，同时加强施工组织以防止瓦斯燃烧、爆炸等事故。出现瓦斯时按照表2采取相应措施。表1某隧道围岩分级表盛围岩烧级别罩隧道里程桩号浓围岩工程地质鹿特征忠围岩开挖后的伤稳定状态油所占百分率俗（他%歉）拉工程地质特征到结构面特征和资完整程度欢=5\*旬ROMAN俘膛V池K82+57贵2.2灾5灵～葛K82+75抬0赴三迭系白果湾督组革（盆T妨b熊）：粉砂岩夹途中粗粒长石石互英砂岩，中厚做层，强～中风级化，较软岩。检受构造影响严缘重确，鼠仿Vp=198贤7翻～合32927m机/s俯地下水活动微野弱，开挖后滴唯或线状产出。蒙受构造影响严纹重，裂隙发育唤，节理、裂隙明面张开～微张如，半充填或无蝴充填，岩体呈婶镶嵌碎裂结构汉。悼拱部无支护时编可能产生较大兰的坍塌，顶部拐开挖过程中易怨掉块，侧壁有管时失去稳定。纸12办=4\*抢ROMAN欢读IV林K82+75受0歇～将K82+95谢0余三迭系白果湾丙组俱（云T圾b尾）：粉砂岩夹再中细粒长石石布英砂岩，中厚凑层，微风化，胶较软岩。鸣Vp=303与3望～仪3628m掀/s号地下水活动微武弱，开挖后滴艰或线状产出。权节理、裂隙较蹲发育，岩体较所完整。勤拱部无支护时径可能产生的坍烈塌，侧壁有时超失去稳定。抬13湖=5\*递ROMAN撒回V榨K82+95揪0医～载K83+04赵0桂三迭系白果湾牙组虚（卸T帽b绕）：粉砂岩夹充夹煤层，中厚炮层，微风化，途较软岩。墓Vp=303收3僚～投3628m巧/s迟地下水活动微绕弱，开挖后滴胶或线状产出。肿节理、裂隙较缓发育，岩体较瞎完整。旦瓦斯含量高，蹄遇水易软化，颠拱部无支护时条可能产生的较梦大的坍塌，侧轨壁会失去稳定楼。劈6争=4\*聚ROMAN友步IV庸K83+04珍0社～百K84+02溜0瞒侏罗系益门组单（症J环y久）：泥岩夹泥竟灰岩、砂岩，姓薄～中厚层，剑微风化，软质耻岩与硬质岩相阀间。傅Vp=292熔0犹～叉3650m叹/s钢地下水活动一晚般，开挖后滴计或细股状流水功。栗节理、裂隙较缠发育，岩体呈游块状结构娃拱部无支护时紫可能产生较大毫的坍塌，侧壁注有时失去稳定普。年62圾=5\*维ROMAN狸介V敬K84+02降0猫～码K84+09的9.75瓜侏罗系益门组潮（槽J鹰y乡）：泥岩夹泥载灰岩、砂岩，座薄～中厚层，所强～中风化，朽受构造影响严亚重，软质岩夹墨硬质岩。男Vp=182馅6步～训2723m犯/s悼地下水活动一旗般，开挖后滴劫或细股状流水打。论受构造影响严援重，裂隙发育逐，节理、裂隙伤面张开～微张柏，半充填或无趣充填，岩体呈桶镶嵌碎裂结构句。恭犯欲拱部无支护时项可能产生较大伍的坍塌，顶部隔开挖过程中易忧掉块，侧壁有僻时失去稳定。忠5表2隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施标序号免地点习限值毯超限处理措施宜1腔低瓦斯工区任森意处树0.5%谦超限好处读20跟m牙范围内立即停忽工，查明原因漫，加强通风监订测翁2爪局部瓦斯积聚均（体积大展于闭0.5m你3足）跑2.0%乳超限处附悦近精20考m宵停工，断电，匹撤人，进行处羡理，加强通风尘3微开挖工作面风则流中造1.0%瞎停止电钻钻孔榜1.5%考超限处停工，暮撤人，切断电域源，查明原因察，加强通风等籍4浪煤层爆破后工它作面风流舍1.0%叹超限时继续通任风、不得进人途5底电动机及开关滋附虾近筐20青m粉范围内著1.5%糕停止运转，撤抗除人员，切断芹电源，进行处两理胀6堂回风巷或工作托面回风流中姜1.0%姨停工，撤人，郊处理串7貌放炮地点附吨近火20赢m错风流中掘1.0%顽严禁装药放炮转8衫局扇及电气开周关加10陶m允范围内冤0.5%中停机、通风、缩处理2、塌方概况根据《某隧道进口K82+890~K82+996段超前钻探报告》（请见表3）描述，最大瓦斯涌出量超过0.5m³/min，因此K82+890~K82+996段为高瓦斯工区。2007年11月31日晚，进口高瓦斯工区原设计Ⅳ级围岩段，采用台阶分步施工法开挖至里程k82+906-k82+908,开挖后初喷过程中拱部开始发生掉块，持续用喷射混凝土封闭掌子面接近6小时，但是塌方没得到预计的控制，洞内所有施工人员被迫撤离工作面。拱顶处，最终塌方高度6米，进深5米。根据实际测量塌腔尺寸，估算方量约为：(π/3×6²×5)×0.5=94.2m³，k82+906-k82+911段塌方示意图请见图1下：塌方集中发生位置为上台阶左侧拱顶以及侧壁。表3某隧道进口K82+890~K82+996段超前钻探报告倍开孔时掌子面趴里程絮钻孔编号妇设计孔深逮（劲m辟）稼实际孔深梳（脱m凭）哑钻孔仰角该（赏°证）序开孔高度压（市m唱）埋K82+89处0境T扩1朋、育T2钥80慨8执0己、析106括1纹、赔6福上台阶距底劫板四0.5m费开孔水平位置烛钻孔方位翠钻机型号疯钻孔孔堵径殖(地mm)村是否取芯脱开钻时间角上台阶正中架同隧道方向如ZY-750站D沫75没不取李2007-1卡1-21厚1粥2肥：沙00锻亮陡钻探结果：每偶钻进两节钻杆堡检查一次钻孔检内瓦斯浓度，腐钻孔内最大瓦离斯浓度检查郊为舌0.3锤%酱，钻孔见煤纵线伟4安层。钻孔茫至优K82+91载0寻位置时有涌水野。无明显地质肆构造，岩层以烛灰岩、泥灰岩痰为主，局部含遥炭质泥岩，钻吼孔过程中遇煤关线诞4惩层，煤线多与警炭质泥岩伴生船。党见煤位置：浪K82+89童5展，煤厚帆0.10m舰；胶K82+91姓0罢，煤厚啦0.15m老；按K82+94魂4录，煤厚帅0.15m画；杜K82+98乐3滋，煤厚呀0.10m胶。蛇图抄1屯位隧道塌方示意闻图喂根据开挖断面颠揭露，该段隧包道位于三迭系钉白果湾组，属搏煤系地层，中挤厚层，中风化坐，绘较软岩左部有膝垂直节原理巴2善组，塌方前炮取眼施工时塌方亚部位涌水有突誓变，由线状变衔股状。与原设陶计地质报告中仆有关较软岩，爱有地下水活动稠，开挖后滴或语股状产出，节申理、裂隙较发鞭育，拱部无支扭护时可能产生逼的坍塌，侧壁抹有时失去稳定罩的描述是吻合循的。此段围岩偏类别设计奉=4\*啦ROMAN练王IV端级，端面支护砖参数采用陡=4\*寺ROMAN棚耀IV翠封类型敏（逃[搁无超前支爽护脊]耻初支参数见蛮表酷4书）。施工作业稿时每循环进尺想两米棍。渴篇萄略怕辉表勉4毛=4\*时ROMAN连退IV帅封亩寻每延米工程数犯量济工程项目捎单位且每延米工程数导量拌备注洗=4\*物ROMAN悉傻IV具初支参数帐Ф欲2货5述中空注浆锚杆申m爪69滤根英23草C2功0景喷砼面m晚3呜5.40筋垫板押套扮23显规格污：困15×15×电0.6菠Ф肃8笼钢筋网玉Kg方72.32瞎格栅钢架原榀侵1杯由此可见，缺离乏必要的超前盲支护措施，也辽是导致此次塌踢方发生的重要责原因之一。到3边、保证高瓦斯使工区塌方处理设顺利进行的安峰全措施但瓦斯隧道在施父工过程中发生贼重大瓦斯事故黄绝大多数是因旦开挖过程中出奸现塌方而造成艘，所以安全、障有效的处理方干案的制定是必种须的。塌方后残，如果有裂隙范发育与隧道周雀围的瓦斯源（师如含瓦斯溶洞满、高瓦斯煤层协、天然气富集经区等）相连，晒塌方后的裂隙角通道涌出瓦斯愁，可能导致塌粉方后瓦斯涌出见量增大且持续循较长时间。所付以时时监控是谈切实可行的。哈在通风状况基扫本不变的情况德下，塌方造成到的后果是瓦斯黄涌出量较正常挖爆破时短时间这内大幅度上升叉，隧道内瓦斯巩浓度达到爆炸洞界限时，遇火面源则会发生类驼似瓦斯燃烧、娃爆炸等重大安任全事故。宾3列．普1蚂贡为确保塌方处中理是人员在洞侍内的安全性，爬利用洞个口绸KT10骤1饶隧道监测系统书（瓦斯监控系翻统布置如阀图标2骆所示）。瓦斯桌监控系统装干备雾雹“蚁风电闭锁、瓦陆电闭盐锁度”老功能，即当向痕隧道内供风的交风机停止运转强时，安装在风累机供电电缆上投的岩GT-L(A惠)舌障设备开停传感向器将信号传输快到分站，分站由通楚过异KJD-1昆8董馈电断电器自欺动控制洞外的炭磁力开关实现糕洞内断电；布炊设在隧道内掌算子面和回风的霸低浓度沼气传拴感器连续监测著隧道内瓦斯浓题度，当瓦斯浓筝度达到设定的掘报警点时，传录感器地面中心兔站同时自动发盏出声、光报警忌，当瓦斯浓度刑达到设定的断绝电点时，传感占器地面中心站苏同时自动发出脸声、光报警，传同时通棕过吨KJD-1薯8榨馈电断电器自繁动控制洞外的镰磁力开关实现颜洞内断电。瓦当斯监控系统设将备配置见泼表基4快。拦报警点设置座：豆0.5%属断电点设置围：顿0.8%赔复电点设置余：佛0.3%规人员配备：每士个洞口预配村4饿名监测工（兼傍值班员），采后取三班作业制兽，实毛行叠2爽4短小时值班、维殃护制度。配备袭专职瓦斯员检柏查瓦斯，瓦斯供检查必须符合犹有关规章制度他规定，并做到聚持证上岗。并旁且配渡备帝5近台迅CJG1钟0璃型光干涉式甲诉烷测定器供瓦决检员和瓦斯防泻治技术负责人舅专用。甜检查地点：掌真子面、回风、恶瓦斯异常涌出翁点、超前钻探但时钻孔内、洞脖内用火地点估20m秤范围内等。嘱橡窝检查内容：甲筹烷浓度、二氧省化碳浓度。耀蹈路检查频率：掌辈子面、回风的羞巡回瓦斯检查渴为池3贫次扭/约8伴小时；瓦斯异疯常涌出点的瓦我斯检查由现场系负责人根据情蚂况确定；超前弓钻探时每节钻调杆检查一次钻登孔内瓦斯；放慈炮时必须及时栽进栋行征“祝一炮三死检题”败，洞内用火时劣每情10mi复n蹲检查一次。盘零看古屑渗图甲2踩墓瓦斯监控系统锹配置罗表伏4幅每套瓦斯监控李系统设备配搜置酬改序号豆设备名称激单位两数量数1牢计算机膛台旺1兆2喜打印机炕台减1暮3毛数据传输接口区个棋1普4让分站趣台近1口5销矿用隔爆兼本灰安馈电断电器贵个妄1以6影通讯线路避雷徐器互个字1犬7劲洞内代分站电源箱尊个便1渣8览电源避雷器竖个载1稻9氏低浓度摩沼气瑞传感器驴个屡3南10结开停传感器绢个饱1誓13亿UP播S求电源坡台段1向14斗UP须S组电源箱游台冤1个16清CH辩4者标准气体奉瓶孟1央17窃两通接线盒孙个纺30忠18恢三通接线盒蹈个学10仆19生通讯电缆香km留2永3搜．窑2职顶隧道内施工所脏采用的电缆、那开关、喷浆机杨、台车、照明蚕设备等均采用聚防爆型电气设辜备，冈3孙．个3SD辩F夕（乌C变）魄-失№签12.摄5月型对旋式隧道获通风机电机功武率轨为声2×110k遇w励，每台电机歼有钱16K溜W椅、慧34K项W陵、负110K歼W获三种功率档位智供选用，风量飘为沙147搞5寒～洞2912m3前/min,棒担风沉压叛137助5泡～然5355P护a翻，因此采亡用居1某台邻SD摄F扶（唤C结）因-衣№脉12.骆5衡型对旋式隧道拨通风机压入式妥供风可以满足浑隧道施工期间启通风要求。采幅用寄Φ纵1500mm蛾阻燃抗静电风感筒。风筒口距削离掌子面不超历过桐15m翼，风筒要求吊贯挂平直，采用刻双风机、双电喊源保证不间断胀通风，在一台逼风机因故停止泻运转时，备用奔风机能颗在趋15mi蜜n崖内启动。因故测停风后重新启爸动风机前，由绘瓦检员检查隧佣道内瓦斯，并伙根据排放瓦斯售有关规定采取驳措施进络行排放。惕3饭．匹4龟单出现瓦斯紧急涉情况时按照删表灾2事采取相应措施邀。城4月、高瓦斯工区哲塌方方案制定概在确保无瓦斯券事故隐患的前下提下，待塌方悲段应力释放完震全后，二次形扰成自然拱的稳竞定条件下采取丛以下措施。采香用加强支护配泛合超前支护的大工程措施，安帽全通过塌方地舞段。妖目标：以保证灶不留存空腔、雷人为形成瓦斯腊溶洞为宗旨，吐直至处理到设熟计开挖轮廓线撑后。进入短进役尺弱爆破的施舞工，期梁间情3艰米间距设置量械测断面，进行份塌方段的初期忙支护的量测拱池顶下沉，以及锤周边收敛雁4睬．沉1昼云及时做好临时脾支护姻，榜C2钞0悉喷射混凝分土破3才0烦公分厚封闭塌溉方掌子面，以亩及稳定后的塌灵腔表面，农4赵．棍2张畅反向处乎理涌k82+90符0-k82溜+90舞5访段，按饺照弄80cm型×至80c致m嗓反贡打班3.5脖m香长中空注浆锚烤杆，配膜合期1免：斩1拥水泥净浆，从丑而巩固加强原浓有初期支护，露稳定围岩，降营低已塌方地段局出早现认2加次失稳的风险裙。为随后的塌央方段处理奠定音扎实基础。燕4蹦．严3卷舒设置导拱，在务塌腔下设计支博护轮廓线加工礼并安脑装瑞I16难c堂钢架卸，旁20cm捆×努20cm统Φ尺8质双层钢筋网片粮，配辜合羞3.5m轨单中空注浆锚杆糟对下部围岩加斗固处理，分层才施影工济C2有0呈喷射混凝土。锈4蝇．注4裂通对塌穴进行填吊充处理。在初负期支护前端施哥工李3谨根江ø姓10俊8备钢管最亭长粒6补米，伸入塌穴害内，向里面吹棚灌砂、水泥、硬碎石混合干料令，直至无法灌悦入为止。吹灌差配合比按照。友水泥怜（督P.O32扔.5冈R肉）