探究煤炭溝低瓦斯隧道施工技術(shù)及防治對策

穆江山

(山西省交通環(huán)境保護(hù)中心站(有限公司)，山西 太原 030000)

煤炭溝隧道地處涼山彝族自治州鹽源縣金河鄉(xiāng)溫泉村小關(guān)河溝口，該隧道屬于低瓦斯隧道，在進(jìn)行施工時(shí)，需要考慮到施工現(xiàn)場瓦斯?jié)舛瓤赡軐λ淼朗┕ぴ斐傻挠绊?。另外，該隧道工程施工的巖土層較為松散，并且地下水豐富，在施工的過程中，還要考慮到施工現(xiàn)場的給排水問題。該隧道工程施工所在地的上方約1km處有一煤礦廠，煤礦廠的開采礦井所在煤層與該隧道處于同一地層，在施工的過程中，需要考慮到地質(zhì)的特殊性。以日為單位，該隧道的瓦斯涌出量為0.1814m3，也就是說，該隧道屬于二級瓦斯隧道，在施工的過程中，需要考慮到隧道中瓦斯的濃度以及瓦斯可能對施工造成的消極影響。

1 煤炭溝低瓦斯隧道施工防治對策

煤炭溝隧道為低瓦斯工區(qū)，地處二級瓦斯地段，并且該地的地下水豐富，地質(zhì)條件較為復(fù)雜[1]。在施工的過程中，經(jīng)常會有涌水出現(xiàn)，另外，施工人員還要時(shí)刻關(guān)注可能發(fā)生的瓦斯爆炸事故，需要考慮到該工程的施工安全問題?？紤]到施工人員的身體健康，施工現(xiàn)場溢出的瓦斯很有可能造成施工人員出現(xiàn)窒息等情況，對施工人員的身體健康造成威脅。另外，如若施工現(xiàn)場的瓦斯?jié)舛雀哌_(dá)5%以上，一遇明火就會迅速燃燒，引發(fā)保障事故。在對該隧道工程進(jìn)行提前鉆探后，可以得知該隧道在進(jìn)出口位置，煤層的厚度大約在0.3m～0.45m之間。在施工的過程中，要對施工現(xiàn)場的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并且反復(fù)調(diào)節(jié)瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，確保在施工過程中能夠時(shí)刻掌握瓦斯?jié)舛?，一旦瓦斯?jié)舛劝l(fā)生變化，能夠及時(shí)做出相應(yīng)的解決對策，降低瓦斯對施工造成的惡劣影響。為了降低瓦斯帶來的風(fēng)險(xiǎn)，可以從以下七個(gè)方面入手。

1.1 加強(qiáng)施工通風(fēng)

在施工現(xiàn)場，通過加強(qiáng)隧道通風(fēng)的方式來稀釋瓦斯?jié)舛瘸杀镜土?，并且具備較高的安全性，既能夠保障施工現(xiàn)場的瓦斯?jié)舛炔粫^高，也能減少相關(guān)設(shè)備對施工的影響[2]。在施工的過程中，施工人員可以在隧道的出入口放置900m3/min的通風(fēng)機(jī)，在施工的過程中實(shí)時(shí)開啟，完成隧道內(nèi)部的通風(fēng)工作。另外，考慮到隧道內(nèi)可能存在的狹窄空間，也要布置相應(yīng)的小型通風(fēng)機(jī)。施工期間，要確保通風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)作，并且與施工人員的施工作業(yè)同步運(yùn)行。

1.2 封閉開挖面

在進(jìn)行開挖掌子面作業(yè)時(shí)，要在保障施工質(zhì)量的前提下，盡量提高工作效率[3]。在該作業(yè)中，施工效率越高，瓦斯的溢出量就越小。在施工的過程中，施工人員需要將噴射混凝土和封閉開挖面作業(yè)同步進(jìn)行，以此降低瓦斯的溢出量。另外，還要控制好噴射混凝土的透氣系數(shù)，應(yīng)當(dāng)將噴射混凝土的透氣系數(shù)控制在10～10m3/s。

1.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測

瓦斯是無色無味的氣體，在施工的過程中，完全通過施工人員自身難以檢測到施工現(xiàn)場的瓦斯含量以及瓦斯?jié)舛萚4]。因此，在施工的過程中，就需要在施工現(xiàn)場配備專門的瓦斯監(jiān)測儀器，并且在施工現(xiàn)場特定位置設(shè)置監(jiān)測站，并且為每個(gè)施工階段以及環(huán)節(jié)分配監(jiān)測人員，手持移動型監(jiān)測設(shè)備對施工現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測。瓦斯監(jiān)測作業(yè)要同施工人員的施工作業(yè)同步進(jìn)行，保障基層施工人員的施工安全放在首位。另外，在施工的過程中，要告知相關(guān)工作人員出現(xiàn)瓦斯中毒時(shí)的處理措施，并且時(shí)刻監(jiān)測基層施工人員的身體情況，一旦施工人員身體出現(xiàn)不良反應(yīng)，要及時(shí)做出相應(yīng)的急救措施，最大程度降低瓦斯可能對人體造成的傷害。在施工現(xiàn)場，也要加強(qiáng)針對施工人員的管理，控制施工現(xiàn)場出現(xiàn)不必要的明火，引發(fā)起火、爆炸等事故。

1.4 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)

在煤炭溝隧道施工初期，可以通過超前探孔等一起，對隧道工程所在的施工現(xiàn)場地質(zhì)情況進(jìn)行檢測收集[5]。根據(jù)地質(zhì)情況以及相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算出施工現(xiàn)場地質(zhì)壓力情況以及瓦斯溢出量，對這些數(shù)據(jù)的掌握，可以為后期瓦斯防治作業(yè)提供依據(jù)。在施工初期，監(jiān)測人員可以通過地質(zhì)雷達(dá)或者隧道地震勘探等技術(shù)，對隧道工程施工所在巖層進(jìn)行勘探，了解地質(zhì)情況，明確巖層的位置，為后續(xù)制定施工方案以及施工工藝提供依據(jù)。

1.5 防水板封閉

在該隧道工程施工的過程中，可以使用高質(zhì)量的全環(huán)防水板以及土方工程布等設(shè)備，對隧道的初期支護(hù)表層進(jìn)行全面封閉，減少瓦斯的溢出量。

1.6 二次混凝土襯砌

在施工后期，隧洞襯砌應(yīng)當(dāng)使用透氣性低于10～11m3/s的氣密性混凝土，降低瓦斯的溢出量?；炷猎诎韬碗A段，要考慮本次隧道施工的特殊性，按照標(biāo)準(zhǔn)要求摻入適當(dāng)?shù)臍饷軇?，提高混凝土的氣密性。另外，對于隧道?nèi)部分瓦斯縫隙，也要通過膨脹止水帶或者橡膠止水帶等封閉性設(shè)備進(jìn)行封閉，最大程度降低隧道內(nèi)瓦斯的溢出量。

1.7 設(shè)置運(yùn)營期通風(fēng)及相關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)

在該隧道工程施工過程中，應(yīng)當(dāng)提前準(zhǔn)備好三組射流風(fēng)機(jī)為隧道的通風(fēng)做準(zhǔn)備，并且要確保這些設(shè)備能夠在整個(gè)施工工期內(nèi)良好運(yùn)行，滿足施工期間的通風(fēng)和抽排瓦斯的需求。除此以外，還要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際施工情況，不斷地改良施工現(xiàn)場瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，確保瓦斯監(jiān)測工作能夠與施工人員的施工作業(yè)同步進(jìn)行，實(shí)時(shí)掌握隧道內(nèi)部的瓦斯?jié)舛扰c瓦斯含量。

2 瓦斯地段施工技術(shù)措施及注意事項(xiàng)

2.1 瓦斯地段施工技術(shù)措施

2.1.1 超前探孔

在施工前期，需要按照設(shè)計(jì)圖紙，對施工現(xiàn)場的掌子面打設(shè)超前探孔，監(jiān)測土質(zhì)中的瓦斯含量以及施工現(xiàn)場的土層壓力，根據(jù)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)制定相應(yīng)的施工方案，調(diào)整施工措施，做好隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛瓤刂乒ぷ鳌?/p>

2.1.2 機(jī)電設(shè)備防爆

在施工現(xiàn)場，通常會使用部分機(jī)電設(shè)備，對于該低瓦斯隧道工程施工來說，機(jī)電設(shè)備防爆工作尤為重要。首先，要在洞內(nèi)設(shè)置雙回路電源，保障隧道內(nèi)的通風(fēng)以及照明等需求。另外，在選擇機(jī)電設(shè)備時(shí)，也要采用防爆性能較強(qiáng)的設(shè)備，并且要保障線路質(zhì)量，避免線路破損出現(xiàn)外露等情況引發(fā)事故。

2.2 施工注意事項(xiàng)

2.2.1 嚴(yán)格控制洞內(nèi)施工用水

在施工過程中，要嚴(yán)格控制施工用水，尤其是在掌子面打鉆作業(yè)后，必須要及時(shí)排除拱腳積水。另外，也要做好施工現(xiàn)場的給排水工作，確保給排水系統(tǒng)能夠在整個(gè)施工過程中良好運(yùn)轉(zhuǎn)。在施工過程中，也要避免水流滲入到隧道的巖體內(nèi)，影響隧道土質(zhì)強(qiáng)度。在施工的過程中，要定期組織相關(guān)的施工人員以及工作人員對隧道內(nèi)的排水溝進(jìn)行清理，并且做好通風(fēng)工作，避免洞內(nèi)的濕度過高，導(dǎo)致周邊土質(zhì)松軟發(fā)生坍塌等事故。

2.2.2 注意洞內(nèi)通風(fēng)情況

在施工的過程中，要確保通風(fēng)機(jī)與施工作業(yè)同步運(yùn)作，掌子面不能停風(fēng)、在施工的過程中，如若通風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，要及時(shí)上報(bào)，并對通風(fēng)機(jī)進(jìn)行維修，更換備用通風(fēng)機(jī)，盡量保障隧道內(nèi)部的通風(fēng)性。另外，如若無法更換備用通風(fēng)機(jī)，則需要制定相應(yīng)的施工方案，暫時(shí)停工，直到通風(fēng)機(jī)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)之后，通風(fēng)三小時(shí)左右，隧道內(nèi)瓦斯?jié)舛冗_(dá)標(biāo)后，方可恢復(fù)施工。

3 結(jié) 語

煤炭溝低瓦斯隧道在施工的過程中需要考慮的因素較多，其中最為重要的影響因素在于隧道內(nèi)瓦斯含量，因此需要相關(guān)的施工人員提前做好施工方案以及瓦斯控制措施的設(shè)計(jì)，確保施工能夠順利進(jìn)行。