楊學(xué)定

(貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，貴陽 550002)

1 工程概況

黔中水利樞紐一期工程界于貴州省中部長弧形區(qū)域內(nèi)，地處株六鐵路經(jīng)濟(jì)帶的核心地帶。工程建設(shè)的主要功能是農(nóng)田灌溉以及城市供水，同時(shí)還兼顧發(fā)電、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、人畜飲水等功能，并為改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境創(chuàng)造條件。工程煤地層隧洞段施工中，嚴(yán)格瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測并采用特殊開挖及支護(hù)方法成功地解決了隧洞煤系地層中的技術(shù)難題。

2 地質(zhì)條件

隧洞穿越侵蝕溝谷地貌，埋深一般為39～185 m，位于地下水位以下。隧洞穿越地層巖性為P2L泥頁巖、砂巖、灰?guī)r、燧石灰?guī)r及煤層，P2c+d薄至中厚層燧石灰?guī)r夾砂巖、泥巖及T1y中厚層至厚層狀灰?guī)r。主要為軟質(zhì)巖，薄至中厚層狀結(jié)構(gòu)。煤層厚度0.3～1.2 m。

3 工程中瓦斯?jié)舛鹊臋z測以及處理

3.1 檢測瓦斯?jié)舛?/h3>

3.1.1 瓦斯?jié)舛葯z測程序

成立相關(guān)瓦斯安全檢測和監(jiān)督的小組，對施工隧洞中的瓦斯進(jìn)行濃度的檢查以及安全監(jiān)督，對隧洞中瓦斯的相關(guān)情況進(jìn)行全面、詳細(xì)的了解，并且對施工中的儀器和設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的保養(yǎng)以及檢修[1]。3.1.2 瓦斯檢測步驟

瓦斯的檢測步驟如下表示:

檢查儀器→對儀器進(jìn)行必要的調(diào)整→對隧洞中瓦斯含量進(jìn)行檢測→對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并且記錄。

3.2 將瓦斯稀釋并且排出隧洞

1)在隧洞施工中，只要進(jìn)行一次爆破作業(yè)之后就立即對隧洞進(jìn)行通風(fēng)工作，并且與此同時(shí)利用利用混凝土將其噴射在巖面上對其進(jìn)行封閉，噴射的厚度控制在5 cm左右，采取這樣的做法主要是不僅可以避免瓦斯從縫隙中逃出，將瓦斯的含量進(jìn)行降低，還能夠加強(qiáng)隧洞圍巖的穩(wěn)定性能[2]。

2)在隧洞通風(fēng)過程中，必須保證通風(fēng)機(jī)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)，不能夠產(chǎn)生停止現(xiàn)象，這樣才能夠保證洞內(nèi)的瓦斯被稀釋，洞內(nèi)的瓦斯被排出洞外。此外，局部通風(fēng)機(jī)不得隨意停風(fēng)，必須使用抗靜電阻燃風(fēng)筒，風(fēng)筒吊掛平直，縫環(huán)必掛，確保接頭不漏風(fēng)。

4 隧洞開挖與安全支護(hù)

在進(jìn)行隧洞的開挖時(shí)，必須選擇適用于隧洞開挖的炸藥，并且在開挖過程中遵守相關(guān)開挖原則以及相關(guān)規(guī)范要求?？梢詺w納以下3點(diǎn):①短進(jìn)尺:每次造孔孔深和孔位以及裝藥嚴(yán)格控制，周邊孔與崩落孔孔深為1 m，掏槽孔為1.5 m。②弱爆破:布孔時(shí)孔距嚴(yán)格按試驗(yàn)孔距布孔，裝藥也要采用試驗(yàn)數(shù)據(jù)。③強(qiáng)支護(hù):超前支護(hù)在拱頂部位打超前錨桿，錨桿采用Φ25 mm，L=4.5 m，間距為20 cm。錨桿與頂拱巖面夾角5°～10°。每進(jìn)尺1 m，立即素噴C 20混凝土5 cm，先封閉圍巖面，防止圍巖風(fēng)化、變形以及危石墜落。為加快施工進(jìn)度，減少洞內(nèi)焊接作業(yè)，鋼拱架采用Ι16工字鋼，榀間距0.5～0.8 m，榀間采用Φ25鋼筋進(jìn)行焊接，間距0.8 m;頂拱系統(tǒng)錨Φ25L=3 m，4根;側(cè)壁鎖腳錨桿Φ25，L=3 m，8根;鋼拱架與巖面支撐牢固、緊密。鋼拱架間設(shè)置φ6@200×200 mm鋼筋網(wǎng)。噴C20混凝土封閉，用人工撬除危石及松動(dòng)石塊，剔除圍巖面上懸掛的碎石，用高壓風(fēng)吹巖面附著的巖屑以及其它污物，經(jīng)驗(yàn)收后進(jìn)行噴混凝土。干噴15cm厚C20混凝土封閉。按側(cè)墻底角、頂拱、邊墻的順序施工。噴射時(shí)噴槍應(yīng)垂直巖面，噴嘴距圍巖面0.8～1.0 m，先噴凹處再逐層加厚至設(shè)計(jì)厚度，噴混凝土達(dá)到終凝時(shí)間兩小時(shí)及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù)，并且必須要保證噴射的混凝土在進(jìn)行施工的期間內(nèi)養(yǎng)護(hù)的時(shí)間≥14 d[3]。

5 煤系地層施工防突、防爆安全技術(shù)措施

技術(shù)措施包括以下21點(diǎn):①當(dāng)掌子面揭煤后，即轉(zhuǎn)入煤系地層施工，仍采用前探鉆孔方法，用鉆機(jī)沿工作面中部打一個(gè)控制煤層層位和瓦斯情況的前探鉆孔，孔徑Φ=75 mm。②在對煤系地層進(jìn)行施工時(shí)，首先應(yīng)采用輕便防突鉆機(jī)在掌子工作面打一個(gè)平行于掌子面掘進(jìn)方向，直徑為42 mm、孔深為6 m的預(yù)測鉆孔，當(dāng)前方工作面無突出危險(xiǎn)性時(shí)，在確保前方留有2 m預(yù)測超前距的基礎(chǔ)上可以按照原施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行正常施工。反之，前方工作面煤層具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性，則應(yīng)采取前述揭煤方法中的排放措施，經(jīng)效果檢驗(yàn)，措施有效，并直至消除突出危險(xiǎn)性后，方可正常施工。③放炮地點(diǎn)在洞口地面外，距離洞口50 m以外。④在進(jìn)行爆破施工時(shí)，必須要將施工現(xiàn)場的所有電源進(jìn)行切斷，并且將施工現(xiàn)場人員撤離到安全的地點(diǎn)，并且在施工處掛牌警戒。⑤裝填炸藥時(shí)，為了避免差錯(cuò)，應(yīng)按設(shè)計(jì)將孔編號掛牌，憑牌取藥，記錄員檢查對照，記錄校核數(shù)據(jù)。⑥每次裝藥放炮由安全員統(tǒng)一指揮，并由救護(hù)隊(duì)隊(duì)員在洞口外值班，放炮后通風(fēng)≥30 min，才由兩安全員及檢測員進(jìn)入掌子面，對其瓦斯含量、通風(fēng)情況、支護(hù)情況以及煤層相關(guān)情況進(jìn)行全面的檢查和了解。并且根據(jù)相關(guān)檢查結(jié)果，來對是否進(jìn)行送電進(jìn)行考慮。⑦按照施工組織設(shè)計(jì)要求必須及時(shí)加強(qiáng)支護(hù)。⑧在距離掌子面迎頭10 m范圍內(nèi)配備至少6臺隔離式自救器。⑨在施工過程中，加強(qiáng)敲幫問頂，強(qiáng)化自主保安意識，有安全隱患必須先處理后作業(yè)，發(fā)現(xiàn)突出預(yù)兆及其它異常情況，必須立即停止作業(yè)，撤出人員，并向安全員匯報(bào)。⑩進(jìn)行震動(dòng)爆破時(shí)，應(yīng)一次性全斷面揭穿或一次全斷面揭入煤層的深度≥1.2 m。?在進(jìn)行爆破作業(yè)中，如何出現(xiàn)掌子面全斷面的巖柱以及煤層沒有被崩開時(shí)，需要繼續(xù)放炮對其進(jìn)行崩開，并且在施工中仍然要根據(jù)相關(guān)施工要求進(jìn)行，同時(shí)必須做好相關(guān)支護(hù)措施，還要在施工中加強(qiáng)瓦斯含量的檢測，保證施工安全。?震動(dòng)放炮只準(zhǔn)一次裝藥，一次放炮，打眼與裝藥不得平行作業(yè)，全部炮眼必須填滿炮泥，嚴(yán)禁使用無炮泥爆破。?放炮母線在洞壁懸掛好，有水的地方應(yīng)進(jìn)行必要的保護(hù)。?瓦斯檢查員必須嚴(yán)格執(zhí)行“一炮三檢”與“三人聯(lián)鎖”放炮制。?在工程施工中，必須保證每一個(gè)掌子工作面都設(shè)置了一個(gè)瓦斯的檢測人員。?在施工過程中，要加強(qiáng)施工中的用電檢查，以防漏電等現(xiàn)象造成電氣爆炸。?在隧洞中放炮所使用的母線應(yīng)該全部采用放炮電纜，并且在爆破過程中堅(jiān)持正向爆破，放炮母線與雷管腳線必須采用絕緣膠布包扎，嚴(yán)禁出現(xiàn)明接頭。?每班必須有一名救護(hù)隊(duì)員值班，救護(hù)隊(duì)員必須并隨身攜帶便攜式瓦斯檢測報(bào)警儀與氧氣呼吸器，隨時(shí)檢查洞內(nèi)瓦斯情況，所有救護(hù)隊(duì)員必須隨時(shí)處于戰(zhàn)斗應(yīng)備狀態(tài)。?掌子面迎頭與回風(fēng)流必須24 h掛兩臺便攜式瓦斯檢測報(bào)警儀。?工程師必須24 h值班，對隧洞“一通三防”與電器防爆工作負(fù)全面責(zé)任，對掌子面防突與防爆技術(shù)工作負(fù)責(zé)，對瓦斯檢查員、救護(hù)隊(duì)員、電工負(fù)有管理責(zé)任。[21]加強(qiáng)洞口檢身工作，安排專人洞口檢身，嚴(yán)禁煙火進(jìn)洞，洞口20 m范圍內(nèi)嚴(yán)禁煙火，進(jìn)洞人員不得穿化纖衣服。

6 結(jié)語

施工中必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)程序進(jìn)行施工，加強(qiáng)監(jiān)測并對超濃度瓦斯采取稀釋、排出措施，采取特殊的開挖及支護(hù)措施，確保工程及施工人員安全。

[1]牛連華.淺談水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)[J].山東水利，2002(02):12－13.

[2]潘留生.正陽瓦斯隧道安全施工防護(hù)技術(shù)[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2003(S1):34－35.

[3]王渝培，李勇.北碚隧道煤系地層施工技術(shù)[J].地下空間，2003(03):56－57.