鐵路瓦斯隧道若干技術(shù)問(wèn)題的探討

鄭 偉 楊昌宇 朱 勇

(中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司， 成都 610031)

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2000年前我國(guó)建成的鐵路瓦斯隧道19座，總延長(zhǎng)73.532 km。從2000年至2018年，國(guó)內(nèi)建成瓦斯隧道250余座，總延長(zhǎng)約720 km，大大超過(guò)了2000年以前修建的瓦斯隧道總數(shù)。我國(guó)瓦斯隧道的設(shè)計(jì)、施工多參照煤礦系統(tǒng)的相關(guān)規(guī)范和做法，基本保證了施工安全，也積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但在實(shí)際施工中也暴露出了一些問(wèn)題，主要體現(xiàn)在施工工效低、施工成本高、管理成本高等方面，如瓦斯隧道各工區(qū)管理、火工品的選用、施工通風(fēng)方式的選用、輔助坑道的設(shè)置及工后處理等。本文通過(guò)總結(jié)近年來(lái)瓦斯隧道的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，深入分析鐵路瓦斯隧道與煤礦礦井的工程性質(zhì)差別，并根據(jù)瓦斯隧道的工程特點(diǎn)對(duì)幾個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行探討，以期在不降低安全標(biāo)準(zhǔn)的條件下，讓鐵路瓦斯隧道的設(shè)計(jì)、施工更有針對(duì)性、高效率性和經(jīng)濟(jì)性。

1 鐵路瓦斯隧道與煤礦礦井的差別

煤礦礦井以采煤為目的，整個(gè)礦井一般全部處于含瓦斯地層中，其服務(wù)年限較長(zhǎng)，如設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 45～90萬(wàn)t/a的礦井，其設(shè)計(jì)服務(wù)年限為50年。煤礦礦井巷道種類繁多，按其作用和服務(wù)范圍可分為開(kāi)拓巷道、準(zhǔn)備巷道、回采巷道等，空間上呈多層分布，存在的工作面數(shù)量多，且部分巷道為順煤層布置。煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)是瓦斯防治的重要保障手段，通風(fēng)巷道類型眾多，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜?？傮w來(lái)說(shuō)，煤礦礦井長(zhǎng)時(shí)間、多層次、多采掘面的需要，使礦井巷道具有種類多、空間分布錯(cuò)綜復(fù)雜、巷道之間互聯(lián)互通、作業(yè)工作面數(shù)量多、工作年限長(zhǎng)等特點(diǎn)，煤礦礦井巷道如圖1所示。

圖1 煤礦礦井巷道示意圖1.平硐; 2.斜井; 3.立井; 4.井底車場(chǎng); 5.石門(mén); 6.主要運(yùn)輸大巷; 7.煤層大巷; 8.上山巷道; 9.下山巷道; 10.區(qū)段回風(fēng)巷; 11.風(fēng)井; 12.區(qū)段運(yùn)輸巷; 13.采煤工作面

鐵路隧道以穿越煤層為主，項(xiàng)目前期選線時(shí)，通過(guò)區(qū)域繞避、縱坡調(diào)整等手段，盡量避開(kāi)煤系地層和煤層，當(dāng)無(wú)法避免時(shí)，盡量以大角度、短距離快速穿越煤系地層。因此，鐵路隧道實(shí)際上往往只有部分段落位于煤系地層中，其余大部分段落都位于不含煤和瓦斯的地層中，鐵路隧道真正在含瓦斯地層中施工的時(shí)間和長(zhǎng)度是有限的。鐵路隧道多為單洞隧道，少數(shù)為單洞帶平導(dǎo)或分修雙洞，巷道種類和分布較煤礦礦井巷道簡(jiǎn)單且少，在含瓦斯地層中施工的作業(yè)面少，相互之間的影響也小，隧道施工通風(fēng)系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，風(fēng)流途徑明確。

煤礦礦井和鐵路隧道在工程性質(zhì)、工程時(shí)間、巷道分布、通風(fēng)系統(tǒng)等方面均存在著較大差別，具體如表1所示。煤礦自建井開(kāi)始，各工作面基本均處于瓦斯環(huán)境中，而鐵路瓦斯隧道則不一定，可能只是在局部瓦斯地層段落中施工時(shí)才處于瓦斯環(huán)境中。

表1 煤礦礦井與鐵路隧道對(duì)比表

由此可見(jiàn)，鐵路瓦斯隧道通過(guò)含瓦斯地層時(shí)，其施工與煤礦礦井施工具有相似性，可借鑒煤礦系統(tǒng)做法；但在非瓦斯地層施工時(shí)，是否也按瓦斯地層的施工的要求來(lái)辦理，就需要進(jìn)一步探討了。只有根據(jù)鐵路瓦斯隧道和煤礦礦井的差別，并結(jié)合鐵路隧道本身的特點(diǎn)，才能使采用的技術(shù)措施更具有科學(xué)性、合理性、針對(duì)性和經(jīng)濟(jì)性。

2 瓦斯工區(qū)區(qū)段劃分

1994年前，鐵路隧道設(shè)計(jì)施工多參照煤礦行業(yè)的做法，整個(gè)隧道為瓦斯隧道，且未對(duì)隧道進(jìn)行瓦斯工區(qū)和非瓦斯工區(qū)劃分。

1994年頒布實(shí)施的《鐵路瓦斯隧道技術(shù)暫行規(guī)定》對(duì)隧道各工區(qū)進(jìn)行了劃分，并明確規(guī)定：“瓦斯隧道設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)資料，結(jié)合工點(diǎn)具體情況，合理劃分工區(qū)。凡勘探取樣有瓦斯含量的工區(qū)為含瓦斯工區(qū)，無(wú)瓦斯含量的工區(qū)為不含瓦斯工區(qū)”，但并未對(duì)瓦斯工區(qū)進(jìn)行分級(jí)。

2002年頒布的《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》就瓦斯隧道工區(qū)分級(jí)作出了明確的規(guī)定：瓦斯隧道工區(qū)分為非瓦斯工區(qū)、低瓦斯工區(qū)、高瓦斯工區(qū)、瓦斯突出工區(qū)共四類。

從鐵路瓦斯隧道技術(shù)發(fā)展歷程來(lái)看，在充分學(xué)習(xí)借鑒煤礦行業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)上，總結(jié)眾多鐵路瓦斯隧道修建經(jīng)驗(yàn)，對(duì)瓦斯隧道的認(rèn)識(shí)逐漸提升，才有了從瓦斯隧道到瓦斯工區(qū)再到不同等級(jí)瓦斯工區(qū)的逐步認(rèn)識(shí)。但隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，單個(gè)瓦斯工區(qū)長(zhǎng)度的不斷加長(zhǎng)，單一工區(qū)中煤系地層局部出現(xiàn)的情況越來(lái)越多，整個(gè)工區(qū)按煤系地層的瓦斯等級(jí)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)及施工，不區(qū)分瓦斯地段和非瓦斯地段是極不合理的，既加大了工程投入，減緩了施工進(jìn)度，也沒(méi)有凸顯含瓦斯重點(diǎn)段落的安全性和重要性。

因此，根據(jù)瓦斯地層分布情況、瓦斯等級(jí)、非瓦斯地層與瓦斯地層的關(guān)系把瓦斯工區(qū)劃分為若干區(qū)段是很有必要的，也是更接近工程實(shí)踐的一種體現(xiàn)。通過(guò)區(qū)段劃分，對(duì)各區(qū)段的施工過(guò)程管理、設(shè)備配置、工法及炸藥等進(jìn)行區(qū)別化處理，也體現(xiàn)了精細(xì)化設(shè)計(jì)、施工和管理的理念。

瓦斯區(qū)段在施工中是一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整的過(guò)程，如圖2所示。工區(qū)在進(jìn)入第一個(gè)瓦斯區(qū)段前可按非瓦斯區(qū)段進(jìn)行管理，作業(yè)機(jī)械設(shè)備可采用非防爆型，炸藥可采用普通巖石乳化炸藥；進(jìn)入瓦斯區(qū)段后則按瓦斯區(qū)段進(jìn)行管理，根據(jù)瓦斯區(qū)段等級(jí)采用相應(yīng)的作業(yè)機(jī)械設(shè)備和火工品；在施工通過(guò)所有瓦斯區(qū)段后，對(duì)已施工段瓦斯封閉效果進(jìn)行檢驗(yàn)，回風(fēng)流中無(wú)瓦斯或瓦斯?jié)舛群艿蜁r(shí)，后續(xù)段落可按非瓦斯區(qū)段進(jìn)行管理，采用相應(yīng)的作業(yè)機(jī)械設(shè)備和火工品。瓦斯區(qū)段的范圍要結(jié)合既有地質(zhì)資料及施工期中的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果適時(shí)進(jìn)行調(diào)整。成貴、渝黔等多個(gè)鐵路項(xiàng)目瓦斯隧道的施工經(jīng)驗(yàn)證明，在確保持續(xù)通風(fēng)、瓦斯監(jiān)測(cè)等條件下，瓦斯工區(qū)中非瓦斯地段的施工機(jī)械、鉆爆作業(yè)按普通隧道實(shí)施是可行的，在保障安全的同時(shí)，施工工效也得到了提高。

圖2 瓦斯工區(qū)區(qū)段劃分示意圖

3 炸藥類型選用

瓦斯爆炸是熱—鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，瓦斯在空氣中遇火引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限，瓦斯爆炸界限為5%～16%，瓦斯?jié)舛葹?.5%時(shí)，由于瓦斯與氧氣完全反應(yīng)使其爆炸威力最大。瓦斯爆炸界限可因熱源溫度、壓力以及煤塵、其他可燃?xì)怏w、惰性氣體的混入而改變。如在強(qiáng)火源中，其爆炸界限為2%～75%，最佳爆炸濃度為0.85%～10%。除瓦斯?jié)舛?、引火溫度、氧氣濃度外，瓦斯爆炸的另一必要條件是加熱時(shí)間大于反應(yīng)開(kāi)始至發(fā)火的感應(yīng)時(shí)間。瓦斯爆炸的感應(yīng)時(shí)間與壓力、加熱溫度成反比，與瓦斯?jié)舛瘸烧?。一般炸藥爆破后可達(dá) 4 500°高溫，但只要其作用時(shí)間(一般為1×10-6～1×10-2s)不超過(guò)感應(yīng)時(shí)間就不會(huì)引起瓦斯爆炸。因此，瓦斯環(huán)境下應(yīng)盡量縮短瓦斯被加熱的時(shí)間，控制爆溫和爆熱。

按TB 10120-2002《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》第5.0.3條：“瓦斯工區(qū)的爆破作業(yè)必須采用煤礦許用炸藥”。多年來(lái)鐵路瓦斯隧道設(shè)計(jì)施工均按此要求進(jìn)行。煤礦許用炸藥較普通巖石乳化炸藥在猛度和爆力方面都存在一定的差異(如表2所示)，在相同爆破方式和爆破效果時(shí)，采用煤礦許用炸藥的消耗量將是普通炸藥的1.33倍，且煤礦許用炸藥價(jià)格又較普通乳化炸藥高約280元/t，因此造成了瓦斯工區(qū)施工成本的增加和極大的浪費(fèi)。

表2 煤礦許用炸藥與普通乳化炸藥性能對(duì)比表

考慮到鐵路隧道和礦井的本質(zhì)差別，并綜合瓦斯爆炸的必要條件，鐵路瓦斯隧道在施工中，可根據(jù)不同的區(qū)段選用經(jīng)濟(jì)、安全的炸藥類型。非瓦斯區(qū)段不具備瓦斯爆炸的必要條件，因此可采用更為經(jīng)濟(jì)的普通巖石乳化炸藥。但必須做好兩個(gè)方面的工作，一是超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作，探明工作面前方地層中是否含有瓦斯；二是做好瓦斯監(jiān)測(cè)和通風(fēng)工作，保證開(kāi)挖面附近瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%。對(duì)于瓦斯區(qū)段，在瓦斯環(huán)境下爆破關(guān)鍵是控制爆溫和爆熱，采用煤礦許用炸藥爆破后，氧平衡接近于0，無(wú)灼熱固體產(chǎn)物，爆炸反應(yīng)完全，爆溫和爆熱均能較好地受到限制。目前，降低爆溫、爆熱除采用煤礦許用炸藥外，還可通過(guò)改變封泥材料的方式(如采用水炮泥)來(lái)實(shí)現(xiàn)。某工程試驗(yàn)實(shí)際效果表明，采用水炮泥可降低爆溫、縮短爆炸火焰延續(xù)時(shí)間，減少引爆瓦斯的可能，并能降塵和減少有害氣體。Ⅱ級(jí)圍巖中水壓爆破單位炸藥消耗減少0.08 kg/m3，降低16%；炮眼利用率提高8%，實(shí)際進(jìn)尺增加、爆渣塊度減小、拋距縮短、通風(fēng)時(shí)間縮短，煤塵濃度減低50%，CO2、NO2含量分別減少35%、45%，每方節(jié)約1.97元。因此采用水炮泥替代煤礦許用炸藥具有一定的可行性，但需進(jìn)一步對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及可靠性進(jìn)行論證。

4 施工通風(fēng)

對(duì)瓦斯隧道而言，瓦斯監(jiān)測(cè)和施工通風(fēng)是保障安全的根本，將洞內(nèi)瓦斯?jié)舛认♂屩?.5%以下是基本要求。一直以來(lái)，高瓦斯隧道不論隧道長(zhǎng)短均要求采用巷道式通風(fēng)，一方面需增設(shè)(或利用)平導(dǎo)，增大了工程量，另一方面平導(dǎo)本身也有可能穿越煤系地層，增加了風(fēng)險(xiǎn)因素。實(shí)際上不管是壓入式通風(fēng)還是巷道式通風(fēng)，對(duì)于開(kāi)挖工作面來(lái)說(shuō)其通風(fēng)是一樣的，新鮮風(fēng)通過(guò)風(fēng)管壓入送至開(kāi)挖面以稀釋瓦斯，風(fēng)量的保證更大程度上取決于通風(fēng)的長(zhǎng)度和風(fēng)管的百米漏風(fēng)率。

除與常規(guī)隧道施工相同，按工作人數(shù)、最小風(fēng)速、爆破排煙、洞內(nèi)作業(yè)機(jī)械分別計(jì)算需風(fēng)量外，瓦斯隧道還需考慮稀釋涌出瓦斯所需的風(fēng)量，并取其中最大值；通過(guò)計(jì)算采用壓入式通風(fēng)時(shí)，各不同斷面非瓦斯隧道按Ⅱ級(jí)圍巖全斷面、Ⅳ級(jí)圍巖臺(tái)階法施工時(shí)所需的最大風(fēng)量，并按此風(fēng)量反算能稀釋到0.5%濃度以下的絕對(duì)瓦斯涌出量。長(zhǎng)2 000 m的單雙線隧道壓入式通風(fēng)量，如表3所示。

表3 L=2 000 m的單雙線隧道壓入式通風(fēng)量表

由表3可知，絕對(duì)瓦斯涌出量不是所需風(fēng)量的控制因素，大多數(shù)情況下，洞內(nèi)施工作業(yè)的機(jī)械廢氣為需風(fēng)量控制因素，當(dāng)一次開(kāi)挖斷面較大時(shí)候，爆破排煙需風(fēng)量為控制因素。對(duì)于絕對(duì)瓦斯涌出量小于 5 m3/min的高瓦斯工區(qū)，通風(fēng)長(zhǎng)度小于 2 000 m時(shí)，按常規(guī)隧道施工所需的風(fēng)量均能將瓦斯?jié)舛认♂尩?.5%以下，故可采用獨(dú)頭壓入式通風(fēng)。此時(shí)風(fēng)管百米漏風(fēng)率為1%。理論上，風(fēng)管百米漏風(fēng)率越小，保證通風(fēng)效果的獨(dú)頭壓入式通風(fēng)的距離越長(zhǎng)。但現(xiàn)實(shí)情況中，受風(fēng)管材料、風(fēng)管接縫質(zhì)量、風(fēng)管破損、施工管理等因素的影響，風(fēng)管漏風(fēng)風(fēng)量損失嚴(yán)重，開(kāi)挖面實(shí)際風(fēng)量與理論計(jì)算風(fēng)量出入較大。而采用巷道式通風(fēng)可大幅縮短風(fēng)管長(zhǎng)度，減少漏風(fēng)，更能保證開(kāi)挖面所需風(fēng)量?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)研結(jié)果表明，獨(dú)頭壓入式通風(fēng)長(zhǎng)度在 2 500 m以下時(shí)，能保證洞內(nèi)風(fēng)量，確保施工環(huán)境良好。因此對(duì)瓦斯隧道而言，通風(fēng)長(zhǎng)度小于 2 000 m時(shí)，采用壓入式通風(fēng)是可行的。不論是壓入式通風(fēng)還是巷道式通風(fēng)，減少風(fēng)管接縫、保證接縫質(zhì)量、避免破損、加強(qiáng)施工管理，從而降低風(fēng)管百米漏風(fēng)率均是保證施工通風(fēng)的關(guān)鍵。

5 輔助坑道工后處理

瓦斯隧道的輔助坑道首先應(yīng)避免穿越煤系地層，以減少瓦斯工區(qū)的數(shù)量。當(dāng)不可避免時(shí)，輔助坑道洞身穿越煤系地層段施工期間的瓦斯防治措施(包括瓦斯檢測(cè)和通風(fēng))一般與正洞相同。TB 10120-2019《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》中對(duì)輔助坑道的瓦斯封閉和設(shè)防措施均有相應(yīng)的規(guī)定：“高瓦斯、煤與瓦斯突出區(qū)段應(yīng)設(shè)置復(fù)合式襯砌”、“運(yùn)營(yíng)期間予以利用的輔助坑道，瓦斯地段設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與正洞一致”。

輔助坑道按工后功能分為予以利用和不予以利用兩種，不予以利用的輔助坑道應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行封堵；予以利用的輔助坑道應(yīng)按規(guī)范要求配備運(yùn)營(yíng)維修管理所需的瓦斯檢測(cè)儀表和通風(fēng)設(shè)備。

運(yùn)營(yíng)期間作為防災(zāi)疏散救援的輔助坑道，與正洞間設(shè)置有防護(hù)門(mén)。通常情況下防護(hù)門(mén)是關(guān)閉的，當(dāng)交叉口為高端時(shí)，瓦斯易聚集在交叉口段，一旦瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時(shí)，需通過(guò)輔助坑道內(nèi)設(shè)置的固定通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)，同時(shí)開(kāi)啟防護(hù)門(mén)，將交叉口聚集的瓦斯吹散或稀釋。因此，作為防災(zāi)疏散救援的輔助坑道首先應(yīng)選擇不通過(guò)含瓦斯地層，當(dāng)不可避免時(shí)，宜優(yōu)先選擇瓦斯不易聚集，有自然排放條件的斜井。

運(yùn)營(yíng)期間作為排水通道的輔助坑道，一般為平導(dǎo)或者橫洞，此時(shí)輔助坑道與正洞交叉口均為高端，若對(duì)交叉口段進(jìn)行全封堵，則易形成瓦斯易聚集區(qū)。針對(duì)這類問(wèn)題可采用以下解決辦法：①交叉口段不封堵，輔助坑洞與正洞連通，瓦斯地段設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與正洞一致。輔助坑道本身工后瓦斯的逸出量少，從輔助坑道進(jìn)入正洞的瓦斯非常有限，加之正洞與輔助坑道連通，列車的活塞風(fēng)作用也可對(duì)正洞及輔助坑道內(nèi)的瓦斯進(jìn)行稀釋；②當(dāng)輔助坑道交叉口段附近有設(shè)置豎井條件時(shí)，為防止輔助坑道內(nèi)瓦斯進(jìn)入正洞，可將交叉口進(jìn)行封堵，并于輔助坑道內(nèi)設(shè)置通風(fēng)豎井，形成瓦斯自然排放通道，通風(fēng)豎井如圖3所示。③若無(wú)設(shè)置通風(fēng)豎井條件，又不允許輔助坑道內(nèi)瓦斯進(jìn)入正洞，則應(yīng)對(duì)交叉口進(jìn)行封堵，在輔助坑道內(nèi)設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，通過(guò)固定通風(fēng)管路壓入新鮮風(fēng)將交叉口段聚集的瓦斯吹散稀釋，管理通風(fēng)如圖4所示。實(shí)際運(yùn)用中可根據(jù)工后輔助坑道瓦斯逸出量、地形條件、通風(fēng)條件進(jìn)行綜合比選。

圖3 通風(fēng)豎井示意圖

圖4 管路通風(fēng)示意圖

6 運(yùn)營(yíng)通風(fēng)

鐵路瓦斯隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)如何設(shè)置是一個(gè)長(zhǎng)期困擾設(shè)計(jì)人員的問(wèn)題，設(shè)計(jì)根據(jù)開(kāi)挖面爆落煤塊瓦斯涌出量Q1、新爆落煤壁瓦斯涌出量Q2和噴混凝土地段洞壁瓦斯涌出量Q3之和，即絕對(duì)瓦斯涌出量Q絕來(lái)確定瓦斯隧道等級(jí)；施工時(shí)根據(jù)實(shí)測(cè)回風(fēng)流的風(fēng)速和瓦斯?jié)舛葋?lái)計(jì)算絕對(duì)瓦斯涌出量。隧道建成后瓦斯涌入主要考慮三個(gè)方面的因素，一是建筑材料本身在實(shí)驗(yàn)室試件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)的性能指標(biāo)差異；二是瓦斯封閉系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間在軟弱圍巖條件下工作，結(jié)構(gòu)劣化后瓦斯沿二襯裂縫、瓦斯引排管路等涌入；三是施工質(zhì)量問(wèn)題致使瓦斯從結(jié)構(gòu)縫處等薄弱環(huán)節(jié)涌入。

規(guī)范要求運(yùn)營(yíng)期間，瓦斯?jié)舛仍谌魏螘r(shí)間、任何地點(diǎn)都不得大于0.5%，這比煤礦系統(tǒng)要求的1%濃度更為嚴(yán)格。TB 10120-2002《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》沒(méi)有明確什么條件下設(shè)置運(yùn)營(yíng)通風(fēng)，只要求當(dāng)隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到0.4%時(shí)，必須啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)，言下之意是所有瓦斯隧道均要設(shè)置運(yùn)營(yíng)通風(fēng)系統(tǒng)，當(dāng)濃度超標(biāo)時(shí)則應(yīng)啟動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)，這是極不經(jīng)濟(jì)合理的。TB 10120-2019《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》第6.1.3條規(guī)定：“瓦斯突出隧道應(yīng)設(shè)置運(yùn)營(yíng)機(jī)械通風(fēng)，其余瓦斯隧道應(yīng)根據(jù)線路條件、自然環(huán)境、瓦斯封閉效果、運(yùn)營(yíng)維護(hù)模式等綜合確定”。此規(guī)定更加合理，更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。運(yùn)營(yíng)期間瓦斯隧道內(nèi)的瓦斯?jié)舛仁怯啥嘁蛩貨Q定的，瓦斯隧道的運(yùn)營(yíng)通風(fēng)應(yīng)考慮隧道長(zhǎng)度、線路坡度和洞口高差、隧道內(nèi)瓦斯區(qū)段位置分布、瓦斯區(qū)段長(zhǎng)度和瓦斯等級(jí)、建設(shè)期間的瓦斯封閉效果、輔助坑道設(shè)置情況、營(yíng)維護(hù)模式等主要因素。但各種因素到底有多大影響，很難進(jìn)行定量分析的，可通過(guò)對(duì)各因素進(jìn)行等級(jí)劃分，并按一定的權(quán)重，采用綜合得分的方式來(lái)評(píng)判瓦斯隧道在運(yùn)營(yíng)期間設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)的必要性。另外還可在隧道建成后，通過(guò)實(shí)測(cè)洞內(nèi)瓦斯?jié)舛龋⒖紤]一定的劣化影響因素來(lái)評(píng)判是否設(shè)置運(yùn)營(yíng)通風(fēng)系統(tǒng)。如成貴鐵路隧道建成后，曾委托第三方進(jìn)行洞內(nèi)瓦斯檢測(cè)，全線所有隧道在拱頂以下25 cm處均未檢測(cè)到瓦斯，濃度為0，僅在個(gè)別隧道的幾處施工縫貼近二襯內(nèi)緣處檢測(cè)到有瓦斯溢出。這說(shuō)明：①瓦斯隔離層和二次襯砌對(duì)瓦斯封閉有效；②隧道建成后洞內(nèi)環(huán)境不利于瓦斯聚集，很多隧道建成后洞內(nèi)自然風(fēng)速可達(dá)1～2 m/s。因此，瓦斯隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)問(wèn)題仍需進(jìn)一步開(kāi)展研究，以達(dá)到既保證安全又不浪費(fèi)投資的目的。

7 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)比分析煤礦礦井與鐵路瓦斯隧道的差異，對(duì)瓦斯隧道的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

(1)鐵路瓦斯隧道與煤礦礦井存在巨大差異，可在借鑒煤礦行業(yè)瓦斯防治技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合鐵路本身特點(diǎn)，形成一套安全、經(jīng)濟(jì)、合理的瓦斯隧道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)體系。

(2)瓦斯隧道分區(qū)段進(jìn)行管理是鐵路瓦斯隧道技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，也是精細(xì)化設(shè)計(jì)施工的體現(xiàn)，對(duì)瓦斯防治指明了重點(diǎn)段落，設(shè)計(jì)施工更有針對(duì)性，施工中根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)成果進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

(3)瓦斯隧道壓入式通風(fēng)距離控制在 2 500 m是可行的，風(fēng)管長(zhǎng)度和風(fēng)管百米漏風(fēng)率是確保通風(fēng)效果的關(guān)鍵，當(dāng)通風(fēng)距離過(guò)長(zhǎng)時(shí)，可采用巷道式通風(fēng)縮短風(fēng)管長(zhǎng)度，減少漏風(fēng)率。

(4)瓦斯隧道非瓦斯區(qū)段采用普通巖石乳化炸藥是可行的， 但應(yīng)在超前地質(zhì)預(yù)報(bào)探明開(kāi)挖面前方地層中不含瓦斯或瓦斯?jié)舛刃∮?.5%，并保證作業(yè)區(qū)段通風(fēng)效果的條件下實(shí)施。采用水炮泥替代煤礦許用炸藥基本可行，但還需進(jìn)一步完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

(5)運(yùn)營(yíng)期間作為防災(zāi)疏散的輔助坑道宜盡量選取洞口為高端的輔助坑道，作為排水通道的輔助坑道結(jié)合工后瓦斯檢測(cè)情況可選擇交叉口不封堵、封堵設(shè)置通風(fēng)豎井、封堵設(shè)置洞內(nèi)管路通風(fēng)系統(tǒng)等方式。

(6)瓦斯隧道運(yùn)營(yíng)通風(fēng)的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)還需通過(guò)對(duì)各影響因素的深入分析來(lái)綜合確定。