劉 鋒
(貴州省公路工程集團有限公司)
公路瓦斯隧道施工技術(shù)探討
劉 鋒
(貴州省公路工程集團有限公司)
公路的隧道工程在施工過程是在復(fù)雜的環(huán)境中進(jìn)行,需要面對許多的問題,如高瓦斯隧道的施工,其具有一定的危險性,需要在設(shè)計出科學(xué)合理的施工方案,兼顧工程施工人員的人生安全,又保障施工中既保證工程的進(jìn)度。從公路瓦斯隧道施工中的瓦斯隧道區(qū)域計劃分、隧道開挖、瓦斯監(jiān)測、通風(fēng)處理、電氣設(shè)備等各個方面闡述了相關(guān)施工技術(shù),總結(jié)出了一些經(jīng)驗,給公路瓦斯隧道的施工提供了一定的參考。
公路施工;隧道;瓦斯;技術(shù);探討
在公路隧道施工中,采用技術(shù)手段判斷出隧道中含有瓦斯,在含瓦斯層前10 m及后10 m的區(qū)域內(nèi),根據(jù)其地址條件、預(yù)測的瓦斯含量、壓力等因素,將瓦斯層分為各個區(qū)域,如一般瓦斯區(qū)域、重度瓦斯區(qū)域等,在按照不同區(qū)域的各種特點,科學(xué)調(diào)配施工設(shè)備、合理設(shè)置通風(fēng)措施、布置不同的安全防護(hù),并采用相應(yīng)的施工手段,如一般瓦斯區(qū)域在一般防護(hù)與通風(fēng)的條件下,配置一般的防爆施工設(shè)備及電氣設(shè)備;重度瓦斯地區(qū)則必須配備防爆設(shè)備;有煤塊與瓦斯噴涌可能的地區(qū)設(shè)施要求較高,不僅需配備防爆設(shè)備,還需搭配災(zāi)害防治裝備。根據(jù)不同區(qū)域分配不同設(shè)備及施工手段的方式,可以有效簡化施工程序,減少了設(shè)備搬移是的繁瑣,更好的包工程進(jìn)度及控制成本。
在開挖之前,需提前做好各個區(qū)域的瓦斯預(yù)測工作。一般檢測方法分以下三種:(1)現(xiàn)場機械檢測法及使用測量儀器或機械設(shè)備直接在施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行現(xiàn)場勘察;(2)取樣分析法取樣分析法也稱為是實驗室分析法。先將隧道即將施工的區(qū)域內(nèi)鉆開一定大小的洞口,分析人員從中采集氣體樣品,帶回實驗室進(jìn)行分析,其優(yōu)點是準(zhǔn)確度高,缺點是檢驗時間較長;(3)遠(yuǎn)距離遙測法即運用高科技的自動化檢測系統(tǒng)或遙測系統(tǒng),進(jìn)行長期的定點檢測。其優(yōu)點在于對于地質(zhì)情況把握較為全面,并呢個分析出瓦斯情況的變化,缺點是檢測額所需時間較長,且使用的是高精尖的設(shè)備,施工單位若要備齊該設(shè)備,成本較高。
上述三種方法中,運用最為廣泛的是現(xiàn)場機械檢測法。可以使用便攜式檢測儀器,在施工區(qū)域內(nèi)檢定現(xiàn)場空氣中的氣體的濃度及含量,或者使用全液壓鉆機進(jìn)行施工前的測試鉆探,過程分為兩次;在距離煤層40 m左右的位置,打約三個孔,確認(rèn)煤層的分布,測試瓦斯壓力、含量;在距離煤層15 m左右的位置打約3個孔,并將煤層穿過,采集煤塊作為檢驗地層穩(wěn)定性及堅固度的樣品,并測試瓦斯含量、壓力及排放的初速度。
在開挖隧道時,應(yīng)遵循通風(fēng)便于瓦斯意外防止等原則進(jìn)行,不僅需要注意煤層的質(zhì)量、按操作規(guī)程進(jìn)行機械操作、斷面的挖掘、把握工程進(jìn)度等各方面,也需綜合考量爆破對周圍巖層產(chǎn)生的巨大振蕩累及。其開挖時應(yīng)使用正臺階法進(jìn)行。按照施工區(qū)域的具體地質(zhì)條件及施工設(shè)備決定臺階的長度。一般臺階宜長不宜短。在爆破時必須采用安全性較高的爆破材料,若需使用雷管,應(yīng)選用瞬發(fā)式雷管,末尾段的爆破延期時間不可超過130 ms。因瓦斯的密度小于空氣,一般會浮于隧道的上方,因此在施工時,應(yīng)保障爆破點周圍巖層平整,尤其是隧道頂部,避免瓦斯聚集于凹進(jìn)的死角內(nèi)。開挖完成之后,應(yīng)設(shè)置后期防護(hù)措施,如將周圍巖層進(jìn)行封閉式處理、堵塞巖層縫隙、噴錨支護(hù)措施等,避免瓦斯?jié)B漏。在支護(hù)措施時,應(yīng)使用封閉式復(fù)合襯砌,或帶仰拱式襯砌,且厚度應(yīng)大于17 cm,二次支護(hù)厚度應(yīng)大于40 cm,澆筑材料選用氣密性混凝土,主力澆筑流程,保證質(zhì)量,盡量不給后期工程埋下安全隱患。
在施工的過程中,也應(yīng)同步進(jìn)行檢測工作。施工單位在建立健全檢測制度時,嚴(yán)格執(zhí)行巡回式檢測方式,聯(lián)合使用多種方式定期對施工地點的排風(fēng)量及瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行測定,如定點報警器、便攜式瓦斯報警器及遙測裝置等,于隧道的風(fēng)頭的上方位置測定,較為準(zhǔn)確。當(dāng)隧道內(nèi)瓦斯含量不超過0.5%時,應(yīng)1 h檢查一次,若含量超過0.5%,應(yīng)隨時檢查。合理調(diào)整風(fēng)量及機械設(shè)備的配置,保持施工地點排氣效果良好及排風(fēng)設(shè)備性能穩(wěn)定,避免瓦斯聚集,形成安全隱患。
當(dāng)檢測結(jié)果顯示瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時,應(yīng)及時分析其原因,并采取應(yīng)急措施,并向管理層報告,以進(jìn)一步處理,按照監(jiān)測點的不同,其瓦斯?jié)舛鹊纳暇€標(biāo)準(zhǔn)也有所區(qū)別,處理原則也不盡相同:(1)總風(fēng)口或一側(cè)風(fēng)口當(dāng)甲烷及二氧化碳的含量超過0.75%時,應(yīng)停止施工,施工人員撤離施工現(xiàn)場,管理人員及時做出應(yīng)對措施;(2)電動機和開關(guān)20 m內(nèi)風(fēng)流中甲烷和二氧化碳的含量超過1.5%時,機械設(shè)備應(yīng)停止運轉(zhuǎn),斷開電源,施工人員撤離施工現(xiàn)場;(3)爆點和20 m內(nèi)風(fēng)流中甲烷和二氧化碳含量超過1%時,應(yīng)禁止起爆;(4)工作面進(jìn)風(fēng)流甲烷和二氧化碳含量超過0.5%時,應(yīng)先將局扇停工,查出瓦斯泄露的位置,進(jìn)一步處理;回風(fēng)流甲烷含量超過1%,二氧化碳超過1.5%是,應(yīng)停止施工,人員撤離施工區(qū);風(fēng)流中部甲烷含量超過1%時,應(yīng)停止電鉆打孔工作;超過1.5%時,應(yīng)斷開電源,人員撤離施工現(xiàn)場,再進(jìn)一步處理,二氧化碳的含量超過1.5%時,應(yīng)直接停止施工,人員撤離現(xiàn)場;(5)局部地點 甲烷含量大于2%時,該地點周圍輻射20 m內(nèi)的施工應(yīng)停止,斷電撤離,并及時進(jìn)行處理;電氣設(shè)備周圍甲烷含量減少至1%一下,才能再次開機工作;(6)停工區(qū)甲烷含量超過3%時,必須在24 h內(nèi)將其完全封閉。
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U442
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1008-3383(2013)05-0132-01
2013-02-25
劉鋒(1984-),男,本科,從事公路橋梁隧道建設(shè)研究。