高速公路低瓦斯隧道施工技术及控制要点

高速公路低瓦斯隧道施工技术及控制要点

于建飞

中交一公局第四工程有限公司  广西南宁  530000

摘要：高速公路建设发展下，隧道施工项目也在逐渐增加，实际施工中容易遇到瓦斯隧道问题。低瓦斯隧道施工中，施工控制不到位容易引发严重后果，比如瓦斯突出、瓦斯爆炸等。特别是我国西南部地区更易遇到低瓦斯隧道，且不少地区地质复杂，进一步加大了施工难度。文章主要分析研究了高速公路低瓦斯隧道施工技术，以及在施工中需注意的问题，就其施工要点提出合理的控制措施。

关键词：高速公路；低瓦斯隧道；施工技术；控制要点；措施

低瓦斯隧道施工是高速公路工程中的难点，为避免发生瓦斯爆炸等事故，需在施工中采用动态设计和控制管理，加强对瓦斯气体浓度监测，做好通风等工作，避免大量聚集的瓦斯燃烧、爆炸。对此，需掌握其主要施工技术，做好各环节控制管理工作，保障施工顺利进行。

1.低瓦斯隧道瓦斯检测

在高速公路低瓦斯隧道施工中，施工单位需根据瓦斯工区情况做好瓦斯检测、管理工作，具体可采用人工巡回方式，采用便携式瓦斯检测报警仪进行检测。日常需做好对检测设备的维护管理，在实验室进行检测，并定期校正、计量检定。安排符合岗位要求的人员进行培训，考核合格才可上岗。日常工作中，管理人员、技术人员进入隧道，需携带检测仪器检测瓦斯浓度。工区的开挖面回风流、迎头面，需悬挂检测报警仪，方便及时检测。瓦斯循环检查图表中会对巡检路线和时间做出规定，瓦检员需根据设定严格进行巡检，并做好交接班工作。记录好每次检查的结果，并及时汇报。当发现瓦斯浓度超标的情况下，需责令现场停工，组织人员向安全地点撤离。监理单位需履行自身职责，做好瓦斯检测安排计划、报表等检查审批工作[1]。

需进行瓦斯检测的地方，主要就是隧道开挖工作面回风流和迎头、放炮地点、巷道中机电设备附近、隧道拱顶和太车顶、停风区、局部扇风机附近、烧焊点20m范围内进回风侧、瓦斯排放巷道等，这些区域存在瓦斯涌出现象，或者瓦斯容易在此集聚，必须开展瓦斯检测。

其次，需安排好各类区域瓦斯检测次数，对于常规检测点，需每班检测两次。隧道中总回风流、机电硐室等每班检查一次。烧焊作业中需随时检测每个检测点的瓦斯浓度。瓦斯排放之前，对排放的通道需进行瓦斯检测，且应至少由两人执行，浓度超过3％的情况下，需安排救护队进场检查。放炮前，对隧道贯通地点、回风流，进行至少一次的瓦斯检测。放炮地点20m范围内，在放炮前、中、后均需开展瓦斯检测。

瓦斯检测中，要明确浓度限值，做好超限管理。对瓦斯检测点可以0.5％为标准进行限制管理，超出该标准需及时采取处理措施。低瓦斯隧道中，任何地点瓦斯浓度超限，在其20m范围内作业暂停，先查清原因，监测通风。开挖工作面风流瓦斯检测中，其浓度超限需及时停工、撤出人员、将电源切断，并处理。如果放炮地点20m范围内，其风流中瓦斯超标，则不可在此时装药放炮。瓦斯浓度超限后经处理浓度降低到0.5％以下，切断电源的电气设备才可启动。

2.超前钻孔施工

低瓦斯隧道可采用超前技术测试、预测瓦斯。（1）隧道开挖后，及时进行地质调查和素描，每次开挖均需进行记录，主要内容就是围岩地层岩性特征、构造发育情况、岩体结构、围岩稳定性和地下水条件等。（2）以100m为间隔，使用TSP进行一次探测，对掌子面前方100m范围是否存在不良地质体进行预测，比如是否存在隐伏断裂、岩性突变位置和断层破碎带等。（3）根据探测结果，发现存在不良地质体，则在接近其30m左右的范围，使用瞬变电磁仪、地质雷达进行检测，对其分布情况进行了解、核实。瞬变电磁仪适合探测地下水富集情况下不良地质体，地质雷达则适合在地下水贫乏时使用。（4）检测到不良地质体后，需将孔位调整好，进行超前钻孔。如果没有发现不良地质体，则根据设计孔位进行超前钻孔。钻孔需均匀分布在掌子面，控制好其直径和钻孔深度，其中分水平钻孔和倾斜钻孔。（5）结合地质勘察资料和钻探结果，合理确定不良地质体位置、规模等情况，并检测孔内瓦斯浓度，以及开展压力测试、涌出速度测试等。

3.爆破技术

（1）低瓦斯隧道爆破作业中，需选择安全等级至少达到二级的炸药。（2）采用煤矿许用电雷管，如果为毫秒延期电雷管，则为避免引爆瓦斯，其最后一段延期时间需控制好，不可超过130ms。（3）有瓦斯爆炸风险的地段，起爆器材可选择防爆型电容起爆器，其防爆外壳强度高，且会在时间上限制电能输出，可以快速输送电流到爆破网路后停电，避免网路炸开释放电火花引发安全事故。（4）选择铜、铝制的导线作为放炮母线，其电阻要小且保证绝缘层良好，悬空悬挂使用，不可接触任何导体。（5）湿式钻孔时控制好炮眼的深度，深度不足0.6m不可装药放炮，超过0.6后根据炮眼深度确定炮泥的长度。光面爆破则需使用炮泥将周边光爆炮眼封堵严实。与粘土泡泥相比，水泡泥可以减少有害气体的产生，降低煤尘浓度，且产生的水雾有助于预防瓦斯爆炸。（6）采取三人连锁放炮制，三人即班组长、安全员、放炮员，放炮员在放炮前交给班组长警戒牌，由其派人境界，对顶板、支架进行检查，并交给瓦斯检察院放炮命令牌，瓦斯检查员检查确认瓦斯煤尘合格向放炮员交接放炮牌，放炮员发出口哨、爆破，之后将三牌交回。（7）使用正向爆破方式和串联网络，如果为非串联网络，则容易产生不均匀雷管电流分配继而引发混乱。装药前检测电雷管电阻、开展导通测试。（8）起爆前，需将洞内动力电源全部关闭，将高压风风阀打开以将瓦斯浓度冲淡，起爆线引到掌子面500m处，之后执行起爆操作

[2]。

4.机电设备选择

低瓦斯隧道可选择防爆型电气装置和非防爆型机械设备。隧道内使用煤矿许用电缆敷设设置照明、通信装置，选择防爆型矿用灯具作为照明设备。在送风道、洞口设置好电气设备开关，在出现瓦斯浓度超限情况下，可以保障用电管理人员安全。隧道中，各级配电电压、机电设备电压不可超标，电缆选择不延燃橡套通信电缆，连接电气设备时，需使用防爆型接线盒。做好防爆电气设备维护管理，检查人员需具备足够专业素质，经考核合格才可进洞作业。供电不可有明接头，需设置好过电流、漏电保护、接地装置、防爆装置、绝缘用具。在使用固定机电设备过程中，电缆和电线在内电气设备不可带电检修和搬迁。可能产生静电的物品不可进洞，未经允许不可在洞内开展点焊和气焊等作业，取暖不可使用电炉等。

5.通风技术

需对隧道设置通风监控系统，以进行气象参数、瓦斯、风速和风量检测。保证施工期间通风良好，不可随意停风。检修、停电需停风的情况下，需停工并撤出人员。良好通风下，可控制隧道内瓦斯浓度，使任何部位瓦斯浓度不超过0.3％。具体可选择机械通风方式，设置独立通风机和电动机，掘进面通风机需为其配备专用变压器、开关和线路，并设置风电闭锁设施，确保其运行可靠。通风设备由不同电源独立供电，一路电源停电时可启用另一路，保证通风持续性。使用的风管要具备一定抗静电和阻燃性能，与开挖工作面距离不可超过5m，且百米漏风率要低。容易聚集瓦斯的部位，比如模板台车处等，需及时使用提高风速法消除瓦斯。要注意无论任何时候都不可停风，恢复通风前需先进行瓦斯检测，其浓度达标才可开动局部通风机和各类设备。

6. 瓦斯排放

施工单位总工程师负责编制、落实瓦斯排放工作，根据各地点情况针对性设计。需对瓦斯量、供风量和排放时间进行计算，编制具体方法，控制好排放瓦斯风流的在同全风压缝混合部位瓦斯的浓度。确定好排放路线、方向、电气设备位置、风流控制设施、瓦斯探头位置等。受影响到硐室、巷道等，需将人员撤出、停工。安排专人在变电所、配电点，对瓦斯流经巷道内电气设备进行电源切断，安排专人看管。排放完毕后，由专人对瓦斯、供电和电气设备进行检查，瓦斯浓度达标才可恢复供电。瓦斯浓度不足3％，则项目部和瓦检员负责排放即可，超过该值则需由救护队执行[3]。

结束语：

高速公路低瓦斯隧道施工中，需做好瓦斯检测与控制工作，强化通风管理，规范开展钻孔爆破作业、机电设备使用和维护工作、排放瓦斯作业等，有机结合各类预防手段，降低瓦斯安全事故风险，保障施工安全开展。

参考文献：

[1]陈嘉俊,贾正滴.高速公路低瓦斯隧道施工技术及控制要点[J].云南水力发电,2022,38(07):169-172.

[2]邰勇.高速公路低瓦斯隧道施工技术及控制要点[J].交通世界,2020(20):134-135+138.

[3]王应魁.高速公路低瓦斯隧道施工技术及控制要点[J].工程建设与设计,2020(04):184-186.