[发明专利]隧道穿越瓦斯地层段的施工工艺

说明书

本发明涉及一种穿越瓦斯地层段隧道的施工工艺。主要是为解决现有的施工工艺会导致大量的瓦斯侵入隧道正常运营空间产生安全隐患甚至事故的问题而发明的。超前地质预报及超前探孔探测，采用便携式甲烷检测报警仪进行洞内瓦斯浓度监测；开挖后及时进行喷锚支护，封闭围岩、堵塞岩隙，防止瓦斯继续逸出；开挖时坚持超前钻探，分次起爆，瓦斯隧道爆破开挖之后,及时进行架设钢架和喷混凝土支护,保证开挖段的安全稳定；隧道洞内衬砌采用整体混凝土衬砌台车施工，拱墙一次成型，必要时隧道全环封闭并在纵向盲管采用水汽分离装置，以便瓦斯排出。优点是可避免瓦斯在衬砌背后聚集，能保证隧道的运营安全。

技术领域：

本发明涉及隧道施工领域，具体是涉及一种穿越瓦斯地层段隧道的施工工艺。

背景技术：

当前的铁路建设飞速发展，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。

目前隧道主要采用堵的方式进行瓦斯防治，现有的施工工艺会导致大量的瓦斯在衬砌背后聚集，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。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种隧道穿越瓦斯地层段的施工工艺，其可避免瓦斯在衬砌背后聚集，保证隧道运营安全。

上述目的是这样实现的：

超前地质预报及超前探孔探测：

采用常规地质素描、弹性波反射法TSP、超前钻探三种方法进行地质超前预报；

含煤地层采用地震波等物探手段进行前方岩层界面预报并钻孔验证，至少3个φ89㎜钻孔（辅助坑道至少一个φ75㎜钻孔），超前水平钻孔并取岩芯进行验证；

为了掌握掌子面前方地质状况，探明前方是否过煤层及大体位置，过煤层段增设φ89毫米、长度为30m的超前探孔，每个断面设6个孔，每隔25m一个循环；

当遇到煤层时，开挖工作面距推测煤层位置垂距10m时，必须掌握层位、倾角、厚度、顶（底）板岩柱、地质构造等煤层赋存情况，为安全揭煤提供可靠地基础资料，当隧道掘进至煤系地层时打至少5个瓦斯探孔，孔径为φ89毫米（辅助坑道为φ75毫米），必须穿透煤层全厚，并且进入底板岩层不小于0.5m，其终孔位置应控制在开挖轮廓线外5m左右；

煤层厚度小于30cm，瓦斯压力较小时，可不采取防突措施，配合安全防护措施，直接以震动放炮揭煤；

采用便携式甲烷检测报警仪进行洞内瓦斯浓度监测；

瓦斯重点检查部位：开挖工作面风流、回风流、爆破地点附近20m内的风流中及局部塌方冒顶处；坑道总回风的风流中；局扇及电气开关附近20m风流；各种作业台车和机械附近20m内风流中；电动机及开关附近；隧道洞室中，如避车洞等瓦斯易聚集处；煤线或接近地质破碎地带；

开挖面掘进至已定位煤层顶板垂距5m时，上台阶必须打至少2个孔穿透煤层全厚的瓦斯预测孔，孔径φ50毫米，下台阶开挖至距煤层顶板垂距5m处，打至少一个预测孔，对煤层及瓦斯赋存条件、突出可能性进行预测；

掌子面掘进距离瓦斯积累位置小于3m处，停止掘进，在涌出孔附近试做排放孔，进行瓦斯排放，排放孔直径φ90㎜，排放孔位置根据瓦斯涌出部位、涌出量、涌出压力等确定；

当煤层倾角小、煤层厚、一次排放钻孔过长、俯角过大时，可采用分段分部多次排放，但首次排放钻孔的穿煤深度不得小于1.0m；

排放孔施工前加强排放工作面及已开挖段的支护，防止坍塌造成突出；