华蓥山隧道有害气体综合治理措施.pdf

华蓥山隧道施工技术专栏 华蓥 山隧道有 害气体综合 治理措施 崔连友陈西动钟智 中铁第十八工程局三处河北涿州O 7 2 7 5 O 摘要介绍华蓥山隧道施工中对台瓦斯、 硫化氢、 天然气等多种有害气体采取的超前探刺、 通风、 注泉、 气密性混凝土 等 多种处理措施。 关键词隧道有 害气体超前探刊通风 华蓥山隧道是一条 高瓦斯隧道 ， 隧道 穿越 的地 层内富含煤层瓦斯、 岩层瓦斯 、 油层瓦斯 ， 以及硫化 氢、 天然气等多种有害气体。这些气体构成复杂 ， 赋 存状态也极复杂 ， 且危害性极大， 如处理不善将严重 危及施工和运营安全， 因此必须采取综合措施防止 有害气体事故的发生 1 主要有害气体性质及危害 1 瓦斯为多种混合气体 的总称 ， 含有 c 地 、 c 0 2 、 s o 2 、 N O 、 s等组分 ， 主要成分为 甲烷 C H 4 。 甲烷无色无味 ， 比空气轻 ， 几乎不溶于水 ， 易燃烧， 与 空气混合后 可构成爆 炸性 的混合气 体， 当空气 中 C 地 浓度达 4 0 ％以上时， 可令人窒息 ， 煤矿安全规程 中规定 的安全浓度为 1 ％。 2 硫化氢 H 2 s 为可燃性气体 ， 无色， 带有臭 鸡蛋气味， 易溶于水。随浓度不同， 对人体的毒害可 以由慢性 中毒 到急性 中毒 死亡， 同时， s溶 于水 后 ， 会对混凝土及钢材产生腐蚀。 3 二氧化硫 s o 2 为无色有强烈硫磺味及酸 味气体 ， 易溶于水 ， 虽无爆炸性 ， 但对人体有剧毒 ， 同 时又是一种腐蚀性气体。 2 有害气体治理措施 2 ， 1 超前探测、 排放 利用 K D L 一3型矿井防爆雷达对掌子面前方 6 0 m进行探测， 探测前方是否有气囊裂缝及含油层。 收稿 日期 2 O O O一 0 5 1 4 ；修 回日期 2 O O O一 0 9 2 0 蓍 妻 辜 嵩 磊 譬 一 ， 高 工 师 。 年 毕 对探测出的裂隙发育， 联通性好的含气层， 用 z Y一 1 5 0 型钻机进行 超前钻探， 判断有害气 体的性质和 涌出情况， 并通过钻孔排放有害气体。每循环用风 枪对前方 5 m进行探测 ， 判断是否有气体涌出及涌 出气体性质。 2 ． 2监测 利用光干涉瓦斯检查仪 、 “ 四合一” 有害气体检 测仪 ， 测定出各种有害气体浓度． 超限时必须采取措 施 ， 降低浓度， 保证施工作业在安全浓度下进行。 2． 3通风 加强通风是降低有害气体浓度 ， 防止有害气体 积聚的最有效手段 ， 它可以改善洞内施工环境， 确保 洞内安全和施工人员身体健康， 开挖面风量必须大 于 1 8 0 0 m 3 ／ m i n 检测结果表 明 炮后经 4 0 r a i n通 风 ， 各种有害气体浓度均降到安全标准以下 2 ． 4 防护 在有害气体段 ， 隧道 内所有机电设备均改为防 爆型 ， 在有害气体含量高的地段施工． 所有作业人员 必须带个体 自救器 ， 放炮采用矿用炸药 ， 洞内人员全 部撤离， 洞外起爆 ， 放炮 4 0 m i l l 后。 先 由救护人员带 灭火器、 自救器及检测仪进人工 作面， 经检 查无燃 烧、 无有害气体涌出后再供 电、 通风， 各种有 害气体 浓度降至安全标准以下时， 再开始出碴作业。 2 ． 5 注浆止气 在有害气体含量高的地段， 利用小导管注浆封闭 周边 围岩裂 隙， 防止有 害气体 渗漏。作业 时， 使用 0 4 2钢管钻梅花孔， 管长度 5 m， 沿开挖面周边以 5 。 外 插角钻孔 ， 用风枪将注浆管推人孔中． 孔 口锚 固剂堵 塞缝隙， 注浆用水泥 水玻璃双液浆掺 B R增加型防水 铁道建筑技术R A I L W AYC O N S T R U CT I O N T E C t -tOL O GY 2 0 0 1 1 1 维普资讯 华蓥山隧道施工技术专栏 华善山隧厘瓦斯监测技市 赵旭 东安继勋 中铁第十八工程局三处 河北涿卅l 0 7 2 7 5 0 摘要结合华 蓥山高瓦斯隧道的工程地质特点 ， 介绍 了瓦斯检刹仪器的使 用方法、 监控 步骤 ， 井对施工 中瓦 斯检测所取得 的数据举啻 4 进行分析 ， 提 出了高瓦斯隧道安全施工的措施 关键 词隧道瓦斯监测 1 工程概况 2 瓦斯监测的内容、 目的和依据 华蓥山隧道地处川中和川东结合部华蓥山脉中 段， 隧道工程地质、 水文十分复杂， 有煤层、 断层、 岩 溶、 涌水、 有害气体 、 高压应力、 煤矿采空区等不良地 质和特殊地层。隧道左线西 口在 z I 3 3 7 5 1 处穿过 煤点 ， 煤层 中瓦斯压强高达 1 ． 8 7 M P a ， 在茅 口灰岩中 存在裂隙瓦斯 ， 另外由于断层、 溶洞的存在使其内积 累大量的瓦斯 及多种有 害气体如 s 、 石油气、 C O 等。 收稿 E l 期 2 0 1 0 舾 一1 4 ； 修 回E l 期 0 0 呻 一 0 9 2 0 第一作者简介 赵旭东 1 蝴 一 ， 男 ， 工 程师 1 9 9 0年毕业于 石 家庄铁道学院铁道 工程专业 2 ． 1 监测的内容硬目的 瓦斯爆炸是在含瓦斯的地层施工中最大的安全 隐患 瓦斯爆炸的 3个充分条件 一是要有一定浓 度的瓦斯 主要为 O H 4 ； 二是要有引火源 ； 三是要有 足够的氧气。要达到安全生产 的 目的 ， 就必须通过 瓦斯的检测 、 通风 、 设备防爆等综合预防措施， 杜绝 洞内同时具备瓦斯爆炸的 3 个充分条件。而对瓦斯 的实时监测 ， 控制和防止瓦斯浓度超标， 是防止瓦斯 爆炸发生的关键。 本隧道从煤系地层开始到隧道最大埋深处， 均 有岩层瓦斯、 油层瓦斯、 H 2 S 、 C O 、 c 0 2 等有害气体 ， 且 浓度大、 含量高。在施工中， 对安全生产影响最大的 剂， 配台 比为 水 水泥 水玻璃 防水剂 1 1 0 ． 6 7 0 ． 2 5 6 ， 注浆压力 0 ． 7 M P a 。注浆后开挖面异昧消失 ， 经检测各种有害气体浓度均降至安全标准以下。 2 ． 6 气密性混凝土和高抗气密性混凝土 在瓦斯设防段 ， 二次衬砌采用 全封闭式复合衬 砌 在隧道底板或仰拱底部铺设橡胶防水板与洞身 拱墙 防水板构成封闭圈， 防止有害气体和水进入隧 道内 ， 混凝土二次模筑采用气密性混凝 土， 渗透系 数小于 1 ． 0 1 0 。 。 c m ／ s ， 确保 隧道运营安全。在有 害气体含量高的地段 ， 采用高抗硫酸盐水泥配制高 抗气密性混凝土， 防止地下水 中氢离子对 混凝土和 钢筋的腐蚀。 3 治理效果 4 6 经采取以上综合治理措施 ， 隧道开工至贯通 ， 虽 然掌子面炮后着火燃烧 9次， 但未发生一起有害气 体引起的人员伤亡事故 ， 混凝土二次衬砌后经检测 ， 其透气系数均小于 1 ． 01 0 c m ／ s ， 满足 了设计要 求 。 4 结束语 华蓥山隧道是集多种有害气体于一体的隧道 ， 有害气体是直接影响施工及运营安全的一大危险因 素， 尽管煤矿系统有 一整套成熟 的防止有 害气体经 验 ， 但由于开挖方式 、 巷道使用性质 、 断 面大小等不 同， 使隧道防灾难度远大于煤矿。实践证 明， 穿越有 害气体地段时 ， 除了必须加强通风外 ， 综合治理是安 全施 工 的有 效手 段 。 薏瑚_挠 R A I L WAY X 2 N S T t C U CT I O N7 芒 磅 0∞By 2 0 0 t t 维普资讯