[实用新型]用于瓦斯隧道的隧道结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及运营隧道的瓦斯防治领域，尤其是一种用于瓦斯隧道的隧道结构。

背景技术

当前的道路建设飞速发展，隧道比例大、瓦斯隧道越来越多。瓦斯是一种难溶于水、无色、无味的气体,相对密度0.554，渗透能力是空气的1.6倍,主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，达到一定浓度时，能发生燃烧或爆炸。所谓瓦斯隧道也即穿过瓦斯地层的隧道，因此在瓦斯隧道的施工和运营过程中，如果管理和防治不当，很容易造成重大安全事故，其安全问题十分严峻。

目前，行业内对于瓦斯隧道的研究均集中在瓦斯隧道施工过程中的管理和防治，而对于隧道建成营运后的瓦斯防治问题缺乏关注。当前对于运营隧道的瓦斯防治，主要采用封堵结合隧道内通风的方式，其措施包括：一、隧道衬砌采用防水层等卷材全环封闭止水、气；二、提高衬砌混凝土抗渗性能；三、在隧道内根据瓦斯浓度实施强制通风。

但由于现有隧道主要采用堵的方式进行瓦斯防治，衬砌背后的瓦斯气体，仅有极其微量的部分通过渗透以及现有隧道的排水结构引出，而大量的瓦斯实际在衬砌背后集聚，引起衬砌背后水压和瓦斯压力回升，侵入隧道正常运营空间产生安全隐患甚至事故。而通过现有隧道排水结构引出的瓦斯，在排水结构中水气混合，在隧道底部全纵向进行流通，虽然仅为微量，但也实际增加了瓦斯逸出的风险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于瓦斯隧道的隧道结构，解决隧道建成营运后的瓦斯防治问题，避免瓦斯在衬砌背后的集聚。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：用于瓦斯隧道的隧道结构，包括位于外层的初期支护和位于内层的二次衬砌以及隧道排水结构，在所述隧道的瓦斯设防段设置有水气引排分离系统，所述水气引排分离系统包括纵向排水管、瓦斯排放管和环向盲沟；所述瓦斯排放管沿隧道纵向设置于隧道瓦斯设防段的拱顶，所述瓦斯排放管与设置于所述隧道外部的瓦斯处理装置相连通；所述纵向排水管分别沿隧道纵向设置于隧道瓦斯设防段两侧边墙的底部并与所述隧道排水结构相连通；所述环向盲沟沿隧道纵向阵列且均埋设于隧道瓦斯设防段的初期支护内，各环向盲沟均呈拱形并沿隧道环向布置，各环向盲沟的上部与瓦斯排放管相连通、两端分别与对应纵向排水管相连通，各环向盲沟的管壁上均开设有成组的水气收集孔。

进一步的，所述瓦斯设防段的隧道结构沿隧道纵向具有坡度，所述瓦斯排放管按所述坡度倾斜设置，所述瓦斯排放管的高端与瓦斯处理装置相连通、低端经对应管路与纵向排水管相连通。

最优的，所述瓦斯排放管通过锚固扣件植入初期支护并位于拱顶顶部，各环向盲沟的顶部与瓦斯排放管相交并连通。

进一步的，所述隧道的瓦斯设防段的初期支护和二次衬砌均采用气密性砼浇筑，所述初期支护和二次衬砌之间设有瓦斯隔离垫层，所述二次衬砌内部布设有钢板止水气带。

进一步的，所述隧道的瓦斯设防段的纵向排水管的两端及两端之间均设置有U型水封，由所述间隔设置的U型水封将纵向排水管划分为排水段和排气段，所述排水段和排气段依次间隔排列，各排气段分别经埋设于初期支护的环向排气管与瓦斯排放管相连通，各排水段分别与所述隧道排水结构相连通，所述各环向盲沟均与纵向排水管的排气段相连通。

进一步的，所述各排水段的长度同连接排水段与隧道排水结构的管路外径相适应；所述各排气段的两端均设置有环向排气管。

进一步的，所述各相邻环向排气管之间、各相邻环向盲沟之间以及相邻的环向盲沟与环向排气管之间均设置有倾斜布置的纵向连通管，所述纵向连通管上开设有成组的水气收集孔。

最优的，各相邻环向盲沟之间以及相邻的环向盲沟与环向排气管之间的纵向连通管的两端中接近环向排气管的一端高于另一端；各相邻环向排气管之间的纵向连通管的两端中接近瓦斯排放管高端的一端高于另一端。

进一步的，所述隧道瓦斯设防段的两端分别设置有封闭幕墙。

具体的，所述隧道排水结构包括中央排水沟，所述中央纵向排水沟沿隧道纵向布置于仰拱中部并与隧道外部相连通，所述纵向排水管经横向泄水管与中央排水沟相连通；所述瓦斯处理装置采用瓦斯放散管。