关于贵州瓦斯隧道防突技术探究

关于贵州瓦斯隧道防突技术探究

戴昇

中交二公局萌兴工程有限公司陕西省西安市710119

摘要：为了研究隧道工程穿越中瓦斯带来的安全隐患，提出分析过程与防治办法。本文基于笔者多年工作经验，重点就贵州地区复杂地质情况展开穿越过程的真实情况阐述，表征相关影响因素，为贵州区域性瓦斯隧道防突工作提供性意见。

关键词：贵州；瓦斯；隧道；安全

1引言

随着社会的进步与时代的发展，复杂地形地貌下的隧道穿越和多用途的城市地下管廊穿越已经日益增多。其中瓦斯隧道工程这一传统工程与安全工程的结合体在本质上与煤矿井下工程有相当大的区别，相关工作开展中需要注意大断面、重隐患的排查。本文基于笔者多年工作经验，重点就贵州地区复杂地质情况展开穿越过程的真实情况阐述。表征煤系地层和相关高瓦斯含量地层的事故隐患。为贵州区域性瓦斯隧道防突工作提供性意见。

2瓦斯隧道等级划分与安全现状分析

鉴于历史原因与经济发展所限制。瓦斯隧道建设完善性与规范性在我国发展较为缓慢，其现场施工技术与管理仅仅依据前人经验，技术规范与理论研究有待深入发展。安全现状不容乐观，其中在规范方面。2003年原铁道部创新建立了《铁路瓦斯隧道技术规范》、《铁路隧道施工规范》并在实际运用中取得良好反响。而后交通运输部基于此，在行业本质上进行升级，确立了《公路隧道设计规范》随后经过历年修订又推出了《公路隧道施工技术规范》。在地方性政策文件上，所研地区贵州省就在以上规范基础上制定了《贵州省高速公路瓦斯隧道设计技术指南》和《贵州省高速公路瓦斯隧道施工技术指南》充分在计算与现场施工框架下进行了建设性指导，但是缺乏煤矿领域相关主导型文件。

综上所述，相关瓦斯隧道法律法规发展至今绝大多数依靠煤矿领域起家并进行升级变革。但是在不同施工阶段与技术框架下无法规定例如断面、长度、平整度、坡度、埋深、服务年限、支护等各个方面上的技术细则。所以直到2014年所研贵州省交通运输厅颁布《贵州省高速公路瓦斯隧道施工技术指南》及《贵州省高速公路瓦斯隧道设计技术指南》明确区分了瓦斯隧道划分为微瓦斯隧道、低瓦斯隧道、高瓦斯隧道、煤（岩）与瓦斯突出隧道四种类型。瓦斯溢出速度，致使在特定区域内浓度变化制约着隧道工程该段落高风险施工环节。促进行业安全生产必须适时监控，并对该处施工人员进行相关知识岗前培训。

3贵州瓦斯隧道防突技术分析

3.1瓦斯隧道防突工作的影响因素

瓦斯隧道防突工作是一项系统工程，其相关影响因素按照安全规范可以分为：物、人、环境、管控、地质等多重综合因素。具体为：

物的因素：即主要为瓦斯等级确立，瓦斯因为成因不同，在地下其含量和压力决定着危害性的大小。如若遇到高压力、软围岩的煤层，当揭露煤层过程中发生危险性的因素较大。其中根据煤层地质条件在褶曲、断层或者煤层赋存条件急剧变化的部位极易发生危害。

环境因素：揭露煤层施工发生突出的因素还与地质环境因素息息相关。其中根据现场经验，其历史地层运动搓揉时会导致煤层碎而软，如若埋藏深度够大，其地层压力扰动会突出事件发生概率较大。

人的因素：先期的地质勘探如若不严密，加之地形地貌影响下的地质钻孔密度不足很容易导致煤层漏探。加之后续的盲目开采与工期所限很可能导致煤层瓦斯突出。

管理因素：煤层的开采与揭露应在强而有力的安全前提下进行。如若施工过程中发现瓦斯浓度突然上升，应停止施工，等待逸散浓度最大测试结果与持续时间都明确后，在决定是否进行瓦斯预抽钻孔施工应急处置。后续才可继续进行施工。

地质因素:煤矿的形成会经历漫长的地质历史演变，在这期间干洛根的不同与互助会导致瓦斯的生产，其不同地区瓦斯含量因为圈闭大小而不同。如若遇到上覆盖层交互，煤层埋藏深度适中时会遇到大面积瓦斯气。而构造运用与裂隙会导致瓦斯的逸散，但如若开采到半逸散封闭区或者物性变化较大的岩层时会导致瓦斯大面积逸散施工的发生。需要格外注意。

3.2构建瓦斯隧道防突措施

瓦斯隧道防突可以通过一系列人为防治技术进行实现。当前最为经济有效的有煤层瓦斯抽采和煤层注水工艺。以上技术能通过地层压力的变化与孔隙结构的产生而人为逸散或者控制瓦斯的析出。现场实践中煤层较软的地层进行注水工艺效果较好，煤层固化较为完善。而超前预抽钻孔、高压扩孔、松动爆破的措施能产生一定的人工裂缝从而改变煤层物性导致瓦斯自然逸散。所以在煤层揭露前应该基于当前地质勘探资料，进行充分的技术手段运用改变后续施工安全性。

具体的施工实施时可以可执行“四位一体”的局部综合防突措施进行隧道施工。但需充分考虑如下技术原则问题：

1、由于隧道断面较大，为减少揭煤过程中的落煤量大导致的瓦斯超限问题，一般采用分部开挖，也即采用上下断面台阶分部揭煤、三部开挖和四部开挖以及小导坑施工等揭煤方法。另外，为了规避揭煤过程中因受重力作用诱导突出事故的发生，分部开挖采取由上至下的方式进行。

2、揭煤设计施工全过程应提前施工超前钻孔预判煤层具体位置，进行煤与瓦斯突出危险性预测，继而根据瓦斯大小决定采取对应的区域防突措施。在区域措施存在空白地带或消突不到位的地方，考虑局部综合防突措施。

3、隧道施工过程中，对煤层的突出危险性预测和防治，结合目前交通运输部、铁路局颁布的规范和指南要求外，按煤矿现行的《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤与瓦斯突出危险性区域预测方法》、《煤矿安全规程》等要求执行。

4、当隧道揭煤采用分部开挖时，经第一分部断面预测有煤与瓦斯突出危险时，则其他各分部均认为有突出危险性，需要采用对应的瓦斯防治措施。

5、若施工方防突技术力量不足时，可与资质单位进行合作，结合资质单位的专业力量进行防治瓦斯突出工作，提高施工安全性。

4结论与建议

综上所述，瓦斯隧道的安全性可以通过一系列人为手段进行施工过程的全控制的。其中在贵州等地质情况复杂区域应重点强化先期勘探工作，在加密钻孔数量前提下进行数据链式的地质条件综合勘探，依据建模获取全面资料，反演全部地质情况。在做好隧道施工全过程地质超前预报掌控的前提下制定安全预案。防止误揭煤层的危害。其次在瓦斯监测环节应强化设备设施的维护与保养，杜绝错测或者漏测，并且在发现瓦斯突出征兆下及时进行施工过程把控，并充分进行通风处理。在瓦斯等级预判环节上因根据前期勘探资料，在充分考虑误差冗余度的前提下进行施工设计，充分考虑风险。

贵州某隧道通过执行双“四位一体”综合防突措施，整个揭穿煤层过程，未发生瓦斯超限、突出等事故，双“四位一体”综合防突措施在瓦斯隧道安全施工中具有适用性。

隧道瓦斯突出事故的发生，关键是地下地质情况不掌握，突出机理不清楚，从信息学的角度来说，就是地下围岩、煤岩体信息采集和传递不及时，信息分析处理不完善，信息共享和利用不充分。所以隧道建设要实现安全高效的关键是提高隧道工程建设的信息化水平，实施信息化设计和动态施工管理，这是今后瓦斯隧道发展的必然途径。

参考文献

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