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        高瓦斯隧道施工技術(shù)研究

        2015-03-21 15:11:13汪洋中交二航局第二工程有限公司
        黑龍江交通科技 2015年4期
        關(guān)鍵詞:研究

        汪洋(中交二航局第二工程有限公司)

        高瓦斯隧道施工技術(shù)研究

        汪洋
        (中交二航局第二工程有限公司)

        摘要:在進行高瓦斯隧道施工時,一系列安全隱患如瓦斯突出和爆炸等極易發(fā)生,在很大程度上限制了先進的施工技術(shù)以及成熟的施工工藝的應(yīng)用。所以,要加快研究高瓦斯隧道施工技術(shù)研究的步伐,為施工提供技術(shù)支持。文章以南充化學工業(yè)園區(qū)鐵路專用線高瓦斯隧道為例進行高瓦斯隧道施工技術(shù)的研究,希望為相關(guān)工程提供借鑒。

        關(guān)鍵詞:高瓦斯;隧道技術(shù);研究

        中圖分類號:U445

        文獻標識碼:C

        文章編號:1008-3383(2015)04-0126-01

        1 工程概況

        南充化學工業(yè)園區(qū)鐵路專用線粟家灣隧道、單碑石隧道隧區(qū)范圍內(nèi)均無大的地表水系,主要為進出口地段的溝水,受大氣降雨補給,隧道不良地質(zhì)為有毒有害氣體。據(jù)西南石油大學提供的蘭渝線《淺層天然氣分布特征咨詢研究》報告,隧道均位于川東北油氣田產(chǎn)區(qū),油氣層一般埋深2 000~2 800 m。深層天然氣等有害氣體可能順著巖層構(gòu)造裂隙上逸,并在隧道洞身范圍基巖裂隙或裂隙中局部游散富集,形成氣囊,具有隨機性和不均勻性,危及隧道施工。

        2 初期支護及二次襯砌的施工技術(shù)研究

        南充化工園區(qū)鐵路專用線上的粟家灣隧道和單碑石隧道采用五級圍巖全環(huán)四肢格柵鋼,采用Φ22組合中空錨桿進行拱部施工,噴護22 cm厚C25耐腐蝕性砼,邊墻采用Φ22砂漿錨桿;四級圍巖和三級圍巖拱部采用三肢格柵鋼,采用Φ22組合中空錨桿進行拱部施工,噴護15 cm厚C25耐腐蝕性混凝土,邊墻采用Φ22砂漿錨桿。進、出洞口段采用超前大管棚進洞,五級圍巖進洞后采用Φ42超前小導管進行超前支護,其余圍巖地段采用Φ22砂漿錨桿進行超前支護。

        進行混凝土襯砌施工時,之前要在初期支護面依次鋪設(shè)閉孔型泡沫墊層和爬焊機熱熔焊接的EVA瓦斯隔離板。

        由于單線隧道施工中施工相互干擾較大,需交叉進行隧道的混凝土襯砌施工和開挖施工。隧道開挖與襯砌施工應(yīng)按照仰拱開挖超前于澆筑段30~50 m、仰拱混凝土施工、仰拱填充混凝土施工、拱墻混凝土施工、邊溝及電纜溝施工、仰拱二次填充施工的順序。為了不影響隧道掌子面開挖、出石碴及機械設(shè)備通行,在仰拱施工進行仰拱開挖時,要搭設(shè)可移動式鋼棧橋作為臨時通道。

        3 瓦斯防控主要施工技術(shù)

        3. 1地質(zhì)超前預報技術(shù)

        為了施工安全,要在施工前對隧道內(nèi)賦存的天然氣進行地質(zhì)超前預報。TSP超前地質(zhì)預報、水平鉆探等手段是隧道超前地質(zhì)預報的主要技術(shù)。為了確保施工的正常進行和人員、設(shè)備的安全,在進行地質(zhì)預報時要注意對隧道圍巖進行綜合預報,以對工作面前方破碎帶或斷裂帶的位置、產(chǎn)狀、規(guī)模以及工作面前方天然氣賦存情況有預先的了解和把握,以便及早發(fā)現(xiàn)情況,采取有效的支護措施來確保工程施工安全。

        3. 2隧道通風技術(shù)

        在進行高瓦斯隧道施工時,施工中通風方式的選擇要根據(jù)鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范規(guī)定來確定,其規(guī)定高瓦斯隧道工區(qū)和瓦斯突出工區(qū)宜采用巷道式的施工通風方式。

        高瓦斯隧道的通風機應(yīng)全部為防爆型,并保證24 h不間斷通風,全部采用專用的抗靜電、阻燃型的進洞風筒,同時必須考慮備用風機和電源,洞內(nèi)最小風速控制在大于等于1 m/s的范圍內(nèi)。粟家灣隧道進出口各安裝2臺軸流風機,其中各有一臺備用,各設(shè)置一根直徑1.8m的軟風管在進出口位置,接上、下各一根Φ1.1 m分岔軟風管在末端分別向上下臺階掌子面供風,供風風速保證在不小于1710 m3/min的范圍內(nèi),最小掌子面風速應(yīng)為0.5 m/s。在平導處,采用一臺軸流風機通過φ1.5m雙抗主軟風管(抗阻燃、抗靜電)給掌子面送新鮮空氣,為了方便排風,各設(shè)一臺局扇在正洞、平導及回風巷處。吹出在掌子面至模板臺車地段的死角、洞室、超挖嚴重等部位用局扇將聚集的瓦斯,使之混合回風后排出。同時為了誘導風向,要為確保風流循環(huán)速度需設(shè)置隨模板臺車移動而相對移動的射流風機。

        在所有的通風系統(tǒng)安裝完成后,要對通風效果是否與設(shè)計相符進行確認,這項工作要由項目分部及項目部組織有關(guān)專家實施。同時,其他的相關(guān)人員也要盡職盡責,對通風系統(tǒng)進行每月的定期檢查,項目分部要做好每天的測量風速并進行管路維修工作。在通風設(shè)施開始正常運轉(zhuǎn)工作時,要對通風設(shè)施進行每10 d 1次的全面測風檢查,如實記錄每次的測風結(jié)果并記錄在測風地點的牌上。一旦發(fā)現(xiàn)風速不能滿足規(guī)范要求的情況,就要積極采取適當措施來調(diào)節(jié)通風狀況。

        3. 3瓦斯監(jiān)控

        進行瓦斯監(jiān)控時,要采用人工監(jiān)控與自動監(jiān)控相結(jié)合的方法來保證施工安全。結(jié)合粟家灣隧道瓦斯自動監(jiān)測系統(tǒng)特點,采用KJ90煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)。隧道內(nèi)系統(tǒng)分站、地面中心站、傳感器及控制器三部分是KJ90監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)的主要組成部分,其中的地面中心站是整個系統(tǒng)的大腦,用于隧道環(huán)境參數(shù)設(shè)置、實時顯示和存儲。

        3. 4防爆設(shè)備改造關(guān)鍵技術(shù)

        (1)動力系統(tǒng)

        防爆柴油機、排氣連接管、排氣處理系統(tǒng)、水散熱器等是動力系統(tǒng)的主要由組成部分,動力系統(tǒng)的改造要點是防爆電起動柴油機的改造;排氣處理系統(tǒng)的水夾層由水夾層排氣管、水夾層波紋管、廢氣處理箱及補水箱等組成,排氣管、水夾層波紋管將柴油機排出的廢氣引至廢氣處理箱,有降低排氣溫度的作用,還可以保證排氣管表面溫度不超過150℃,水夾層波紋管同時可以補償廢氣處理箱的安裝誤差;從進氣口進入廢氣處理箱來處理柴油機排出的廢氣,然后經(jīng)過層套式水冷卻下來,從而進一步冷卻和洗滌廢氣,將炭煙及溶解廢氣中的部分有害氣體清除,并將廢氣中的火焰經(jīng)防爆柵欄熄滅,這樣可以使廢氣排放符合規(guī)定,保證施工安全。

        (2)電氣系統(tǒng)

        用蓄電池充電給隔爆發(fā)電機充電;用隔爆起動機給起動電機充電;要保證將防爆照明各設(shè)置在機車的前后,保證將防爆信號燈在車尾的設(shè)置;在專門設(shè)計的隔爆電池箱中設(shè)置機車使用的蓄電瓶,這樣就可以提供動力電源以保證柴油機、隔爆起動機、機車照明等的正常工作。

        參考文獻:

        [1]馬朝武.高瓦斯隧道施工技術(shù)[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2014,(1) .

        [2]劉云波.滬昆客專貴州段劉家莊高瓦斯隧道施工技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力,2014,(2) .

        收稿日期:2014-12-15

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