公路特長瓦斯隧道施工技術(shù)探討

田宏月

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000）

公路特長瓦斯隧道施工技術(shù)探討

田宏月

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550000）

基于目前公路工程進(jìn)行特長瓦斯隧道施工建設(shè)過程中存在的問題，以盤興高速公路1-1合同段為例，分析了公路瓦斯隧道通風(fēng)施工技術(shù)的應(yīng)用要求，并提出了優(yōu)化控制的策略方法，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)，有關(guān)經(jīng)驗(yàn)可供相關(guān)專業(yè)人員參考。

公路工程；特長瓦斯隧道；通風(fēng)技術(shù)

0 引言

隨著我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，人們對公路工程建設(shè)使用安全穩(wěn)定性的需求越來越大。然而，在實(shí)際施工中，復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境、技術(shù)應(yīng)用局限以及極大的工程量，給施工技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)合理性帶來一定影響，這就阻礙了公路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的快速穩(wěn)定發(fā)展。針對這一問題，研究人員應(yīng)從實(shí)際工程項(xiàng)目出發(fā)，即在明確其施工技術(shù)應(yīng)用要求的情況下，找出優(yōu)化控制的策略。這是提高公路工程建設(shè)使用可持續(xù)性的重要課題內(nèi)容，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將其重視起來[1-6]。

1 工程概況

盤興高速公路1-1合同段，路線全長5.269 km。起點(diǎn)位于盤縣互通，樁號(hào)為K1+050，路線向南沿線設(shè)K1+116車行天橋（20 m+32 m+20 m現(xiàn)澆剛構(gòu)箱梁），后到達(dá)西紅公路分離式立交（左幅K1+797.5，右幅K1+794.5，3×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁），接城關(guān)隧道起點(diǎn)（左線Z1K2+105，右線K2+104）,左幅3 572 m，右幅3 569 m，到達(dá)隧道終點(diǎn)（左線Z1K5+677，右線K5+673），緊 接背武甲特大橋前12跨2×（5×30 m）+2×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁到達(dá)本合同段終點(diǎn)，樁號(hào)為K6+319。

2 公路特長瓦斯隧道施工技術(shù)應(yīng)用要求

研究表明，公路特長瓦斯隧道的施工建設(shè)對通風(fēng)量的需求較大，即隧洞內(nèi)施工人員、爆破作業(yè)、掌子面以及作業(yè)機(jī)械、最小風(fēng)速以及稀釋瓦斯，均需通過計(jì)算來保證需風(fēng)量的最大值。具體來說，在瓦斯施工區(qū)域，其風(fēng)速不能小于0.5 m/s，消除瓦斯積聚的風(fēng)速不能小于1 m/s[1]。其中，對于隧道瓦斯易積聚空間和襯砌模板臺(tái)車附近的區(qū)域，施工技術(shù)人員可采用局扇等設(shè)施設(shè)備，即通過局部通風(fēng)，來消除瓦斯積聚可能給施工作業(yè)人員、機(jī)械設(shè)備以及施工現(xiàn)場相關(guān)的資源造成的危害。此外，瓦斯隧道的開挖施工作業(yè)面，必須采用獨(dú)立通風(fēng)的方式，并不能出現(xiàn)兩個(gè)工作面的串聯(lián)通風(fēng)。但在隧道瓦斯施工區(qū)域，施工技術(shù)人員應(yīng)實(shí)行連續(xù)通風(fēng)，來提高施工作業(yè)的安全穩(wěn)定性[2]。此外，在進(jìn)行停電施工檢修過程中，施工人員必須切斷電源后撤出施工現(xiàn)場。在恢復(fù)生產(chǎn)作業(yè)時(shí)，應(yīng)通過檢查瓦斯的濃度，作為安全施工的前提。此過程，如隧道停風(fēng)區(qū)瓦斯?jié)舛刃∮?%，或是壓入式局部通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)地點(diǎn)附近10 m范圍內(nèi)的風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸^1%時(shí)，施工技術(shù)人員須通過制定控制瓦斯問題影響的安全措施，來進(jìn)行施工建設(shè)。在進(jìn)行回風(fēng)系統(tǒng)檢查時(shí)，也要停電撤人才能入手進(jìn)行施工操作。由此可以判斷，公路特長瓦斯隧道施工技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)在檢查證實(shí)停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛炔怀^1%時(shí)，來恢復(fù)通風(fēng)機(jī)供風(fēng)巷道中的電氣設(shè)備供電應(yīng)用[3]。

3 優(yōu)化公路特長瓦斯隧洞施工技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 施工技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用策略

首先，施工技術(shù)人員應(yīng)對公路工程所處煤層和瓦斯地段進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，監(jiān)測掌子面的有害氣體。其次，對于可能出現(xiàn)瓦斯溢出的地段，施工作業(yè)前，要對瓦斯進(jìn)行抽排以及釋放處理，從而提高施工作業(yè)的安全穩(wěn)定性。再次，施工過程，技術(shù)人員應(yīng)通過做好洞內(nèi)的通風(fēng)工作，并實(shí)時(shí)掌控洞內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r，而采取必要的控制措施。最后，施工技術(shù)人員應(yīng)采用全環(huán)封閉結(jié)構(gòu)型式，即通過噴錨初期支護(hù)結(jié)構(gòu)作為防止公路所處特長隧道瓦斯溢出問題出現(xiàn)的第一道屏障。而后，還要講噴混凝土層面上全環(huán)鋪設(shè)塑料防水板來作為第二道防線，將二次襯砌采用的氣密性混凝土結(jié)構(gòu)作為第三道防線[4]。

3.2 優(yōu)化通風(fēng)設(shè)備選定

在公路工程特長瓦斯隧道環(huán)境中，通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用主要是通過機(jī)械設(shè)備來實(shí)現(xiàn)瓦斯?jié)舛瓤刂频摹榇?，施工技術(shù)要優(yōu)化通風(fēng)設(shè)備的選擇，來提高其作用于實(shí)踐的針對性和可靠性。對于風(fēng)管的選擇，施工技術(shù)人員要根據(jù)隧道斷面尺寸與送風(fēng)長度來進(jìn)行確定。此過程，相關(guān)人員應(yīng)抓住市場環(huán)境多元化發(fā)展所帶來的契機(jī)，即加大新型機(jī)械設(shè)備材料的應(yīng)用，從而提高設(shè)備作用于實(shí)踐的質(zhì)量效果。如，可采用新型的PVC軟風(fēng)管，來提高設(shè)備的施工作業(yè)效率。對于風(fēng)機(jī)的選擇，施工技術(shù)人員要根據(jù)隧道對供風(fēng)量與風(fēng)壓的需求來進(jìn)行確定，即將既定不同管路長度、管徑以及性能質(zhì)量要求參數(shù)等代入式（1）中，從而計(jì)算并繪制出制管網(wǎng)的阻力曲線和風(fēng)機(jī)特性曲線的相交點(diǎn)[5]。

該點(diǎn)就是風(fēng)機(jī)設(shè)備使用的工作靜壓要求與供風(fēng)量要求。工程采用的隧道瓦斯通風(fēng)機(jī)應(yīng)用參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 通風(fēng)機(jī)應(yīng)用的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.3 通風(fēng)管理技術(shù)

在通風(fēng)管理方面，技術(shù)人員應(yīng)在風(fēng)機(jī)出口的10～20 m處安裝U型壓力管，通過U型壓力管的示數(shù)在第一時(shí)間了解風(fēng)機(jī)的工作壓力及風(fēng)管管路的完好性，示數(shù)過大，表明風(fēng)阻過大，風(fēng)機(jī)過載易燒毀電機(jī)，此時(shí)應(yīng)停機(jī)處理管路故障；示數(shù)過小，表明隧道掌子面通風(fēng)效果不好，管路破損嚴(yán)重，應(yīng)立即對管路進(jìn)行檢修，以恢復(fù)正常供風(fēng)。為避免污風(fēng)循環(huán)，風(fēng)機(jī)距洞口距離不得小于30 m；為使掌子面有害氣體和粉塵及時(shí)稀釋和排走，風(fēng)管出口至掌子面距離 L：單線正洞 L≤30 m，平導(dǎo)L≤15 m。對于專職風(fēng)機(jī)司機(jī)與各個(gè)作業(yè)面之間的聯(lián)系，應(yīng)根據(jù)不同的作業(yè)工序和作業(yè)區(qū)對供風(fēng)的要求，進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，開啟多級變速風(fēng)機(jī)不同檔位，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量滿足作業(yè)面的需要，避免浪費(fèi)，節(jié)約電費(fèi)，降低成本。風(fēng)管安裝必須做到平、順、直，以減小管路的局部阻力，使到達(dá)掌子面的風(fēng)量增大。貫通一個(gè)橫通道，軸流風(fēng)機(jī)往前移動(dòng)一次，以縮小風(fēng)機(jī)到作業(yè)面的距離，減少風(fēng)管用量及管路維護(hù)的工作量，降低成本；不用的橫通道及時(shí)用密封墻進(jìn)行封堵，防止污風(fēng)循環(huán)，影響通風(fēng)效果。對風(fēng)管管路 24 h進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)破損及時(shí)修復(fù)。如果公路隧道瓦斯溢出段風(fēng)管采用特制的抗靜電阻然 PVC風(fēng)管，施工技術(shù)人員應(yīng)在瓦斯逸出濃度較高段采用半橫向送風(fēng)或輔用空氣引射器，以稀釋和驅(qū)散高濃度瓦斯，這是達(dá)到瓦斯隧道施工區(qū)域通風(fēng)連續(xù)性規(guī)范要求的關(guān)鍵[6]。

4 結(jié)語

總體而言，公路特長瓦斯隧道施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)在于通風(fēng)效果的把控，這是保證工程建設(shè)安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵。為此，施工技術(shù)人員應(yīng)在明確瓦斯通風(fēng)要求的基礎(chǔ)上，找出優(yōu)化控制的方式方法。即采用科學(xué)合理的通風(fēng)設(shè)備以及通過管理技術(shù)，來優(yōu)化隧道瓦斯施工技術(shù)應(yīng)用的效果。事實(shí)證明，在采用上述措施方法后，不僅保證了施工人員與機(jī)械設(shè)備作業(yè)環(huán)境的安全性，還提高了工程建設(shè)使用的效率。為此，研究人員應(yīng)加大科學(xué)技術(shù)水平的應(yīng)用力度，從而緩解現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)背景下道路交通業(yè)的發(fā)展運(yùn)行壓力。這是實(shí)現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將其作用于實(shí)踐。

[1]蔣剛,陳玉峰,袁明偉,等.銅鑼山特長公路瓦斯隧道施工通風(fēng)方案的研究[J].四川建筑,2013(2):165-168.

[2]李善奎.高速公路特長隧道機(jī)電施工管理與技術(shù)創(chuàng)新[J].中國新通信,2013(14):4-6.

[3]王學(xué)武,劉靜,王小敏.南大梁高速公路華鎣山高瓦斯隧道施工機(jī)械車輛防爆改裝技術(shù)應(yīng)用研究[J].西南公路,2013(1):85-88.

[4]趙鐵山.鐵路特長高瓦斯隧道施工通風(fēng)技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù), 2014(5):33-37.

[5]劉赟.淺談高原高海拔地區(qū)特長公路隧道施工通風(fēng)技術(shù)[J].西南公路,2014(2):31-33,52.

[6]貴州省交通運(yùn)輸廳.貴州省高速公路瓦斯隧道施工技術(shù)指南（試行）[Z].2014.

U455

B

1009-7716（2017）09-0156-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.09.047

2017-05-05

田宏月（1974-），男，貴州德江人，高級工程師，從事公路橋梁施工工作。