[发明专利]非煤系地层隧道高压有害气体防突控制程序及防突方法

说明书

本发明公开了一种非煤系地层隧道高压有害气体防突控制程序及防突方法，属于隧道施工技术领域。一种非煤系地层隧道高压有害气体防突控制程序及卸压防突方法，其特征是：采用物探、超前钻探的方法探测隧道掌子面前方有害气体赋存位置，通过测量有害气体类型、含量、涌出量、浓度、压力，进行有害气体突出危险性预测，对突出风险采取向探孔中注入生石灰水的防突措施。本发明可以施工工作面前方施工段落的有害气体进行可靠的突出危险性预测，其预测准确性高，通过对有突出危险的位置采取向探孔中注入生石灰水的防突措施，可快速降低有害气体浓度，达到卸压降毒作用，并且利用高压水通过围岩裂隙渗透，可挤出部分有害气体，可减小有害气体气囊压力。

技术领域

本发明涉及一种非煤系地层隧道高压有害气体防突控制程序及卸压防突方法，属于隧道施工技术领域。

背景技术

随着我国经济社会的快速发展，铁路、公路、市政等基础建设的逐步推进，交通设施逐步向地质复杂的偏远山区延伸，隧道工程数量随之增加，山岭地区隧道地质条件越来越复杂，涌水、突泥、瓦斯、断层破碎带等多种不良地质发育，安全风险极大。隧道有害气体问题逐步成为影响隧道施工、运营安全的主要因素之一。

在隧道建设中，非煤系地层隧道非爆炸引起的有害气体突出目前尚未查阅到相关记载。

目前，随着隧道工程数量的不断增加，隧道施工中，在非煤系地层揭示出部分有毒有害气体，非煤系地层有害气体成分相对煤系地层瓦斯隧道更加复杂，以硫化氢(H₂S)、二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)、氨气(NH₃)、二氧化硫(SO₂)等气体为主。在非煤系地层发生高压有害气体突出，为一种新型的地质灾害，其超出了目前地质勘察技术认知水平，给隧道的施工、运营安全带来了极大的威胁。目前对非煤系地层有害气体隧道施工尚并未形成系统有效可推广经验。因此，在非煤系地层有害气体隧道施工过程中，预测高压有害气体的赋存状态和最大限度的降低有害气体的含量和压力，对保障隧道施工安全具有极其重要的作用。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供了一种一种非煤系地层隧道高压有害气体防突控制程序及卸压防突方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种非煤系地层隧道高压有害气体防突控制程序及卸压防突方法，其特征是：采用物探、超前钻探的方法探测隧道掌子面前方有害气体赋存位置，通过测量有害气体类型、含量、涌出量、压力、浓度，进行有害气体突出危险性预测，对突出风险采取向探孔中注入生石灰水的防突措施。

本发明是采用物探、超前钻探探测有害气体赋存位置，通过检测有害气体的相关参数，进行有害气体突出危险性预测，对有突出风险的及时采取向探孔中注入生石灰水的防突措施，通过生石灰水与硫化氢(H₂S)、二氧化碳(CO₂)等酸性气体中和反应，快速降低有害气体浓度，达到卸压降毒作用，另一方面，高压水通过围岩裂隙渗透，可挤出部分有害气体，可减小有害气体气囊压力。

进一步的，采用如下步骤进行高压有害气体防突控制：(1)在分析区域地质资料的基础上，采用地震波反射法、地质雷达法、瞬变电磁法的物探方法从宏观上分析隧道掌子面前方围岩完整性、节理裂隙、空腔位置，初步判断是否存在有害气体富集的可能性；(2)对发现的不良地质体、物探异常部位进行钻探法验证，进一步探测掌子面前方及周边不良地质情况，检测钻孔孔口有无有害气体逸出；(3)根据物探、钻探和监测有害气体逸出的部位，推断可能存在有害气体富集的范围，测定该范围内的探孔内有害气体类型、含量、浓度、压力、涌出量，进行有害气体突出危险性预测；(4)根据上一步的有害气体突出危险性预测结果，当无突出风险时，在安全措施保证下组织正常施工，当存在有害气体突出风险时，编制实施性防突设计；(5)根据编制的实施性防突设计实施所述防突措施；(6)进行防突措施效果检查，当检查措施效果有效时，在安全措施保证下组织施工，当检查效果无效时，采取补救措施，并再次检查措施效果，直至排除有害气体气体突出风险后，在安全措施保证下组织施工。