高速公路瓦斯隧道施工技术要点分析

2015-04-07杨昌林

四川水泥 2015年4期

关键词：瓦斯通风围岩

杨昌林

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司，四川省双流县 610200)

高速公路瓦斯隧道施工技术要点分析

杨昌林

(四川公路桥梁建设集团有限公司公路隧道分公司，四川省双流县 610200)

瓦斯隧道具有较强的隐蔽性和不可预见性，施工过程中极易发生瓦斯爆炸而造成重大地质灾害及经济损失，甚至人员伤亡。因此，加强高速公路瓦斯隧道施工技术管理和安全预防控制尤为重要。文章分析了高速公路瓦斯隧道施工技术要点，提出施工技术控制方法，可供类似工程参考。

高速公路瓦斯隧道施工技术

引言

近年来，随着我国高速公路建设的飞速发展，隧道工程在整个高速公路建设中所占的比例不断增加，其施工技术也有较大进步。但是，由于高速公路隧道具有横断面大、长度长、施工空间狭小闭塞、隐蔽工程较多、地质条件复杂等特点，不仅在技术管理和质量管理方面有严格的要求，而且在安全管理方面也有严格的要求。如果发生安全事故，极有可能导致工作人员人身伤亡、工程工期延误，造成巨大的经济损失。鉴于此，加强高速公路瓦斯隧道施工技术管理和安全预防控制成为人们关注的焦点之一。

1高速公路瓦斯隧道施工技术要点

1.1 瓦斯检测

要保证隧道中的瓦斯含量始终处于较低的水平，就要时常检测隧道中的瓦斯含量。现在检测瓦斯含量的仪器种类繁多，一些国产仪器也已经达到了国际领先水平，不仅性能优越，而且操作简单。但是，每一种仪器都有它本身不可避免的劣势，所以，要使用不同类型的仪器多次检查，以确保结果准确。如今，在瓦斯隧道施工中，瓦斯的检测也有它特定的方法。在瓦斯隧道施工中，凿眼过程中和放炮之后两个程序产生的瓦斯最多。其原因在于放炮过程中可能连接隧道与瓦斯层，从而造成瓦斯泄露，而在放炮之后，可能使新鲜的岩石层大量暴露，因而使深埋地下的瓦斯层暴露，导致瓦斯大量泄漏。因此，在这两个过程中，瓦斯的检测尤为重要。在瓦斯的检测过程中，还有一个问题要特别注意，因为瓦斯的相对密度与空气不同，又有较强的扩散性，所以瓦斯检测时应特别注意隧道上方与一些死角，这样，才能做到安全施工。

1.2 使用防爆电器和作业机械

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》内容规定，在除低瓦斯工区以外的工区施工时，使用的电器设备和作业器械必须为防爆型。因为在瓦斯隧道中，常常会出现一些意想不到的意外，采用防爆电器和作业机械，能最大程度的避免意外的发生。不过，在一些低瓦斯工区和瓦斯含量较低时，也可以使用非防爆电器和工作器械。

1.3 电源

在高瓦斯隧道和瓦斯突出隧道中，配备两路电源是非常有必要的，其目的是保证施工隧道内能连续通风。防止因停电或是线路故障而造成隧道内瓦斯浓度过高，从而引发事故。如果不能再施工隧道中设置双电源，那么就一定要有符合通风机功率要求的发电机。只有如此才能保证隧道中瓦斯含量保持平稳。同时要设置风电、瓦电闭锁装置。

1.4 通风

瓦斯隧道在施工过程中会出现大量有害气体(主要成分为CH4)，容易引起火灾、爆炸等事故，对隧道施工安全影响极大。同时，在隧道施工过程中，涉及到很多诸如开挖、喷浆等产尘环节，对职工的健康造成影响。因此，在瓦斯隧道施工过程中应特别注意瓦斯的排放及扬尘，保证施工安全及人员健康。瓦斯隧道中，及时的通风是降低隧道内瓦斯含量的最好方法，也是工作人员最常用的降低瓦斯含量的手段。在一般的瓦斯隧道内，最常用的就是压入式和混合式通风。在长度较长的隧道内，为了增强通风效果，往往使用两台风机同时工作，以增强通风效果。对于特长隧道一般在1.5公里以上时，可采取巷道式通风。

2高速公路瓦斯隧道施工技术措施

2.1 选择科学合理的施工方案

针对特定的隧道地质及施工情况选择科学合理的施工方法，是对施工单位的综合能力的有效验证，也是隧道安全施工的强有力保障。实践已经证明，绝大多数的隧道塌方都与隧道施工方案制定的不合理有关。比如，当隧道围岩发生变化时，为了不影响施工进度或者节约施工成本，一些现场技术管理人员可能不会及时改变施工方案，而是抱着侥幸心理继续工作，从而造成隧道塌方，严重时甚至会给作业人员带来人身危险。其次，即使一些技术方案制定的很好，在实施过程中也有失败的可能，这主要是因为工程对施工工艺的控制不严。比如，在隧道施工中，超前支护不符合设计规范时，可能会导致掌子面的围岩坍塌和一次衬砌的塌落。这些确实可以归结为质量问题，但细究其根源，还是由于施工时对工艺控制不严。因此，在施工中选择科学合理的施工方案，同时注重工艺控制，才能保证施工的安全.

2.2 实施地质预报，预防隧道塌方

隧道地质勘探工作贯穿于隧道的整个施工过程之中，地质状况的好坏会对隧道施工产生很大的影响，对于不良的地质状况尤其需要关注。隧道塌方会影响施工进度、耽误施工进程，甚至形成灾难性事故，导致人员伤亡、影响经济效益。因此应将地质预报工作纳入隧道施工技术管理中来，为隧道施工安全提供有力的制度保证。由于隧道地质具有相当的复杂性，地质预报工作在预测的准确性上尚待提高。但是，随着地质预测预报技术的发展，对隧道的地质状况进行探测的方法越来越多。综合考虑工程设计提供的地质资料以及施工过程中对隧道围岩的观察分析，相关人员可以优化组合预报手段，从而使对地质状况的预测与围岩的实际状况尽量符合。这对于制定合理的施工方案、有效预防及控制隧道塌方、保证隧道施工的安全有很大的作用。

2.3 积极应用新奥法

新奥法也就是根据围岩应力变化的过程，在其降低之时做早期的保护支撑，以防围岩的错位和变形情况加剧。此方法将围岩本身的承重能力恰当的应用起来，进而可以极大的减少在施工后期对于围岩支撑防护的需求，与以往的施工方法相比，“新奥法”的支护成本几乎减少了三成。“新奥法”有很多优点，总结起来就是其更为安全经济，能加快施工进度，对于地质环境的适应力也更强。此法更加适用于一些较为坚硬的粘土地质、中等岩体、一些胶结不强的砂岩、泥质灰岩以及高应力环境下依旧坚硬的岩石，这些地质的共同特点就是自稳时间相对较长。（1）应用新奥法进行隧道围岩的支护。隧道的围岩应力会根据隧道的施工开挖进程而重新分布，因而为保证卸载围岩之后的强度不减，不断加固围岩是十分必要的。不过，在施工中，为了符合结果承重的要求，允许围岩发生一定范围内的错位以及变形，随后可以在曲面施工之后构成一个拱膜效应，致使最终的受力环区的形成。并且，还要对围岩的错位移动速度严密监控，以防因其而导致的大范围围岩变形破碎。所以，在隧道支撑防护中务必采用新奥法中的隧道支护。实施支护时，初期先要采用锚喷，第二次支护当用模筑混凝土做衬砌处理。（2）应用新奥法加强隧道施工的监测。在隧道施工过程中使用新奥法，其中心工作就是实时监测。通过监测，知晓围岩的稳定情况、支护架构的承重状况以及支护结构的变形以及受力变化，进而可以更为精确的明确实施支护以及衬砌的时机，保障施工符合设计需求，保障隧道工程的施工进度以及质量和安全。