[发明专利]一种高原高瓦斯特长分离式隧道施工通风方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种高原高瓦斯特长分离式隧道施工通风方法。

背景技术

近年来，我国的基础设施建设得到了飞速发展，随着西部大开发建设的加快，在四川、西藏和青海等省市大量修建高速公路。如汶川至马尔康高速公路就是四川省高速公路网规划的16条成都引入线中“成都～德格～西藏”线和“成都～阿坝～青海”线的重要路段，是四川内地通往西藏、青海等地区的重要交通大动脉。

鹧鸪山隧道是汶川至马尔康高速公路穿越鹧鸪山的隧道，是汶川至马尔康高速公路的控制性工程之一。鹧鸪山隧道为左右线分离式公路隧道，其中，右线隧道长8766m，左线隧道长8789m(公路隧道规定长度大于3000m即为特长隧道)，洞身最大埋深约1350m，隧道洞口海拔高程3100～4780m，因此鹧鸪山隧道属于高原特长分离式隧道。

而鹧鸪山隧道是汶川大地震后进藏高速公路首开标段重点工程，由于汶川大地震竖向地震动分量极大，最大超过了1.0g，造成了大量的地面隆起现象，最大隆起高度超过了4m，本次地震中，地面或山体的破坏现象也很严重，许多地方发生了明显的裂缝，汶川大地震大大改变了本区域的地质特性，这又对该隧道的施工增加了一定的难度。

鹧鸪山隧道围岩由T3x、T3zh、T2z地层构成，岩性主要为变质砂岩、板岩、千枚岩组成；场地内各基岩地层含有炭质千枚岩，T3x新都桥组则以炭质千枚岩为主，隧道存在炭质千枚岩，具生烃能力，可见鹧鸪山隧道又属于瓦斯隧道。而瓦斯隧道的级别可按隧道内瓦斯工区的绝对瓦斯涌出量进行判定，当瓦斯涌出量小于0.5m³/min时，为低瓦斯工区；大于或等于0.5m³/min时，为高瓦斯工区。经检测鹧鸪山隧道左洞绝对瓦斯涌出量达0.994m³/min，右洞绝对瓦斯涌出量达1.039m³/min，因此鹧鸪山隧道瓦斯等级为高瓦斯。

对于像鹧鸪山隧道这种强震后高原高瓦斯特长分离式隧道在施工时面临通风技术难题，一旦通风不畅不能及时将隧道内瓦斯稀释，尤其是强震后破碎围岩裂隙发育内可能出现瓦斯突出情况，将会给施工带来极大的安全风险，如果瓦斯、氧气和点火源三要素条件合适，就会发生瓦斯爆炸事故，给财产和人身安全带来很大的损失，对社会造成重大影响。

发明内容

本发明的目的在于：针对在强震后高原高瓦斯特长隧道施工时，由于隧道通风不畅不能及时将隧道内瓦斯稀释而存在施工安全风险的问题，提供了一种高原高瓦斯特长分离式隧道施工通风方法，通过计算瓦斯隧道施工所需通风量并进行高原空气密度校正，充分利用分离式隧道设计的车行横洞，根据开挖掘进长度实施分阶段通风，稀释瓦斯浓度，保证了强震后围岩裂隙发育高原高瓦斯隧道通风效果，对类似高瓦斯隧道工程设计和施工具有非常重要的指导意义。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种高原高瓦斯特长分离式隧道施工通风方法，包括以下步骤：

a、计算隧道施工通风所需风量；

b、根据隧道所处高原海拔高程，对隧道空气密度进行计算校正；

c、根据通风所需风量计算结果，选取合适的高原瓦斯隧道通风设备；

d、根据隧道掘进长度确定分阶段通风方案；

e、隧道内设置瓦电闭锁和风电闭锁系统并设定工作条件。

该方法根据高原分离式隧道特点，计算瓦斯隧道施工所需通风量并进行高原空气密度校正后选取合适的通风设备，能有效避免在选取通风设备时造成的资源浪费；根据开挖掘进长度实施分阶段通风方案，保证了强震后围岩裂隙发育高原高瓦斯隧道通风效果，稀释了隧道内的瓦斯浓度，具有节能减排的效果，能大幅降低施工成本；通过设置风电闭锁和瓦电闭锁系统，有效降低了高原高瓦斯隧道施工风险，从而保证施工人员的人身安全。

优选的，在步骤a中，分别按施工隧道爆破排烟、允许最低风速、瓦斯涌出量、洞内同时工作的最多人数和稀释洞内使用内燃机废气来计算隧道施工通风所需风量，并选取其中的最大值。通过按多种条件分别计算通风量，并以其中的最大值作为施工通风所需风量，以此作为选取通风设备的基础，这样既可以满足隧道施工时所有情况的通风量要求，又可以避免所选取的通风设备功率过大，而造成的资源浪费。

优选的，在步骤d中，所述分阶段通风方案为根据特长分离式瓦斯隧道施工掘进长度来确定采用的通风方式，具体包括以下方面：

d1、隧道开挖进洞长度小于1200m时，采用压入式通风系统；

d2、隧道开挖进洞长度大于1200m时，采用巷道式通风系统。