浅析瓦斯地层公路隧道施工技术

皇甫江波

【摘 要】在进行公路建设中，经常遇见瓦斯地层修建公路。本文就是从瓦斯地层公路隧道施工技术入手，从分级、瓦斯预测、监测、电气设备等方面进行分析和讨论，给相关技术人员提供参考。

【关键词】瓦斯地层；公路隧道；施工技术

瓦斯指的是施工时地下有害的气体，它的主要成分是以甲烷CH4为主，一般而言，习惯称甲烷为瓦斯。我建筑行业的迅速发展，新兴产业的不断创新，而在底层修筑公路时，必须要面对的问题就是如何采取相应的措施处理瓦斯，以保证施工的安全进行。

1.瓦斯施工准备方案

1.1分级

（1）技术人员根据施工隧道的地理环境、工程的情况和不同位置所出现的瓦斯量以及瓦斯压力情况，将施工区域分为非瓦斯工业区、一般瓦斯工业区、重度瓦斯工业区以及危险工业区，各个工业区在施工时应该对瓦斯含量进行检测，并且及时设置好防护措施。而在瓦斯严重的区域与危险的煤与瓦斯突出工业区，必须采取机械和电器防爆改装。（2）在出现煤和不出现煤的位置对瓦斯的要求也不同，针对不同级数的瓦斯地段采取不同的应对措施。

1.2瓦斯预测

在瓦斯隧道施工的准备阶段，技术人员应该调查当地的地质情况，阅读资料了解地质分层结构，尤其注意煤炭、瓦斯的分布情况，同时从多方面进行分析，例如采空区、瓦斯地质、附近的地质情况和隧道瓦斯等级，以此来判断施工中这些因素对工程的影响，进行预测。

在施工期间，应该反复进行地质审查工作，以确保施工的安全进行。遇到煤层，应该对煤层的瓦斯量进行检测，可以采取超前钻孔的方式来检测瓦斯的压力，可以对瓦斯的涌出量进行检测计算，确定瓦斯的含量，对原有的施工方案进行修改，保证施工的安全进行。

1.3监测方法

瓦斯的检定器主要由三中类型构成—光干涉式、热效式和热导式。在我国公路隧道施工过程中，主要使用的是光学瓦斯检定器。

（1）实验室分析法：在施工场地抽取试样，带回实验室进行气体分离，并使用气象色谱仪对气体的含量进行分析，但是缺点是，耗时较长。（2）现场检查法：带相关检测仪器去现场对空气中的气体浓度进行检测。（3）瓦斯遥测法：使用自动化遥测对距离、地点、期限进行记录，并自动显示瓦斯的浓度，在浓度范围内方可施工，超出范围则自动断电，以保证安全施工。

1.4施工监测

在隧道施工之前，技术人员需要制定详细的瓦斯检测制度，并且在施工中严格执行，施工人员之间应该相互配合，及时对瓦斯量进行检测，保证设备的完好以及人员的安全，而瓦斯测定应该在隧道风流上部进行检测。

1.5通风

在施工期间，如果遇到瓦斯，必须采用的是机械通风。若因为机器停修，停电等原因需进行停风时，需将人员撒出，并切断所有电源。在重新开始施工前必须先通风在检测瓦斯浓度。

（1）通风方式。不同的工业区所采取的通风方式各不相同，对于非瓦斯工业区在施工中可以采取压入式和混合式的通风方法；一般瓦斯区域可以采用巷道式或者压入式；而对于瓦斯较为严重的危险工业区，通风方式只能采取巷道式。（2）风速。为了防止瓦斯聚集，要求巷道内通风速度不小于1.0m/s。（3）风量。对风量的控制也是至关重要的，计算人员必须根据爆破中的排烟量，同时工作的人数以及瓦斯的溢出量进行计算，并对风速进行检测。对于独头巷道通风时，需将瓦斯浓度体积降到0.5%以下，对平行的巷道进行通风时，需将体积分数降到0.75%以下，方可安全施工。（4）通风机。瓦斯工业区应该使用防爆型通风机，而非瓦斯工业区则可以采用普通型通风机，并可以进行投入使用。

2.电气设备

2.1电源

在瓦斯隧道的施工中，应配置两套电源设备。隧道内使用的电源设备应该是双电源配置，并且两个电源设备不得连接其他设备。如果在施工过程中一个电源出现问题停止工作，另一个电源回路仍然可以承担所有工作，施工场地还必须配备用发电机，保证施工的正常进行，同时应该采取瓦斯浓度检测，超过规定浓度时，进行停电。

2.2电缆

（1）对于移动变电站应当采用监视型橡胶电缆，而电缆需使用铜芯。（2）而固定的低压电缆，需采用铠装铅包纸绝缘电缆和不延燃胶套电缆。（3）使用移动式或者是手持式设备电缆，施工中应该采用专用的不延燃胶套电缆，而电缆必须为铜芯。（4）电缆连接的设备必须使用防爆接线盒，而电缆必须使用齿形压线板与设备连接。

2.3设备防爆

非瓦斯的工业区及回风流瓦斯体积分数在0.5%以下的瓦斯工业区，在施工过程中采用的设备需为防爆型。而对于瓦斯严重的隧道工业区，对于现场的安全要做好防范措施，需采用防爆型设备，场地严格控制非防爆型机械进入瓦斯工业区，给现场设备人员带来安全威胁。

3.揭煤施工及防突

在进行公路瓦斯隧道的施工中，应该在掌子面前方和两旁就行开钻，对断层以及裂缝中瓦斯的情况进行分析，根据瓦斯的含量指定施工计划，提出相应应对措施。对于瓦斯的防治可以采用钻孔进行排放，也可以进行抽取等措施。在进行每项措施后都应当进行检验，对检验结果进行分析，所有指标需符合国家安全规定，具体的措施如：

（1）在施工过程中，如果瓦斯量较少时，可以使瓦斯自然排放，也可以将瓦斯引入掌子面以外的范围，以保证施工安全；如若瓦斯量较大，且瓦斯强度大，那么可以使用插管进行排放。（2）在裂缝小，且瓦斯量少的时候，可以使用水泥或其他材料对裂缝进行堵塞，防治瓦斯流出。（3）在开始挖掘之前，用高压水对危险区域的煤层中，冲出较大的孔，这样做的目的可以降低瓦斯的压力，保证施工安全。（4）震动性放炮诱导突出：在掌子面制造炮眼并安装炸药，在保证现场人员以及设备安全的情况下，进行引爆，可以利用引爆的威力来发现危险煤层，保证后期施工安全。（5）深孔松动爆破：在煤层深处的应力集中带布置长炮眼进行爆破，这样可以防止发生突出。（6）煤层注水：将高压水注入深层煤层，而煤层遇水湿润后，可以改变煤的物理性质，可以间接防止瓦斯突出带来的危险。

4.开挖及支护

在瓦斯现场进行施工，需要建立专门的部门对隧道进行通风，防突，让爆破以及瓦斯含量的检测工作。所有施工人员及技术管理人员需进行专业的培训，包括技能培训和安全培训。

（1）煤层一般为软弱层，使得施工中巷道压力较大，结构也不稳定，而开挖后周边的收敛量较大，则对于施工的支护要求较高。这使得每次施工的深度应该不超过2cm，应当采用短进尺、小断面、弱爆破的原则进行施工。（2）在施工过程中，应当采用光面爆破，这样可以避免瓦斯的堆积。（3）工程竣工后，应当继续对瓦斯的渗入量进行监测，对于孔缝溢出的瓦斯填补无效后，应当考虑给机械进行通风。

5.总结

在施工过程中，工程隧道穿越瓦斯地层时，如果施工人员处理不当，那么会造成安全事故。瓦斯是一种易燃易爆的危险气体，如若爆炸，那么会给人员和工程带来不堪想象的后果。施工方应该加强人员的施工安全意识，提高瓦斯隧道的施工技术，保证施工的安全。

【参考文献】

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