公路隧道瓦斯综合防治技术研究

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1、公路隧道2013年第4期(总第84期)公路隧道瓦斯综合防治技术研究郭军柏立懂王道良郭鸿雁(1．招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067；2．贵州高速公路开发总公司贵阳550004)摘要以交通运输部科技示范工程贵州毕都高速公路为依托，立足于现有技术规范与科技研究成果梳理，系统研究了公路瓦斯隧道建设若干关键技术，阐述了国内外瓦斯矿井分级方法以及我国公路瓦斯隧道应遵循的工区分级标准、设防等级；通过超前探测方法、防爆设备选型、施工通风技术、自动监控与检测的要点分析，提出了公路瓦斯隧道综合防治技术框架

2、。关键词公路隧道瓦斯分级标准超前探测施工通风自动检测系统的角度提出公路瓦斯隧道综合防治技术框架，1公路隧道瓦斯防治技术现状建立瓦斯风险处置与预防的成套技术方法，提升我我国公路行业一直缺乏瓦斯技术规范与国家国公路瓦斯隧道的建设水平。标准。公路瓦斯隧道的勘察、设计、施工、管理等环2公路瓦斯隧道工区分级标准节长期以来处于一种无据可依、无章可循的尴尬境地。这主要是由于我国2O世纪瓦斯隧道修建较少，瓦斯隧道工区分级是指按照瓦斯的特性指标，对瓦斯缺乏了解，也未对瓦斯隧道进行合理的界定如浓度、压力等，对瓦斯隧道进

3、行的等级划分。公标准、监测方法等方面的研究，这直接影响了我国路瓦斯隧道分级标准是对瓦斯进行设防并采取对对公路瓦斯隧道修建经验的系统总结与整理。应防护措施的基础与标准。瓦斯隧道分级有如下与煤矿井巷系统相比，公路隧道的技术标准、作用：断面形状、平纵线形、结构特点、施工方式、施工设(1)方便采取对应设计方案与施工技术措施。备与人员组成等均有很大差别，与铁路隧道相比，(2)方便施工管理与配套投入。在断面形状与施工组织方面也有较大不同。由于(3)避免瓦斯隧道防护过当或防护过轻。缺乏建设标准与成套瓦斯专项技术，

4、公路瓦斯隧道2．1国内外瓦斯矿井分级当前主要是参照煤矿安全规程_1]、铁路瓦斯隧道技针对地下工程的瓦斯灾害，世界各国有不同的术规范_2等其他行业建设标准。等级划分方法，其分级思想与指标如下：作为交通运输部科技示范工程的毕(节)都(1)单纯考虑矿井瓦斯涌出量的大小，代表性(阁)高速公路，位于贵州境毕节市与六盘水市。全国家有苏联、波兰、德国、印度、中国。相比较而言，线隧道26座／38．5km。地勘探明含瓦斯的有梅花德国的划分更细，级数较多。箐隧道、岳家湾特长隧道、青山隧道、谢立大山隧(2)把风流瓦斯浓度

5、作为矿井瓦斯等级的划道、水箐沟隧道、鱼塘梁子隧道等。毕都线所处六分，如日本。盘水地区地质条件复杂，煤层瓦斯灾害防治任务突(3)无明确的矿井瓦斯等级划分，如英国、澳大出，将面临防突、防爆、防塌、防泄漏等一系列安全利亚。问题，安全形势十分严峻。由于贵州省是产煤大(4)仅分为瓦斯矿井和非瓦斯矿井，如美国。省，省内煤系地层发育，煤层瓦斯及其灾害现象十表1和表2给出了国外瓦斯矿井的等级划分指分突出，防突、防爆、防塌方是矿井、交通隧道等地标与分级级数。下工程的主要技术难题。我国煤矿系统早期沿用了苏联的分级方法，

6、分级本文以毕都高速公路为依托，立足于现有技术指标为相对瓦斯涌出量，划分的级数与苏联相同。自规范与科技研究成果梳理，系统研究了公路瓦斯隧2001年起，我国按照相对瓦斯涌出量(m3／t)与绝对道建设若干关键技术。通过瓦斯隧道分级、超前探瓦斯涌出量(m3／min)两个指标进行瓦斯等级划分，测、施工通风、自动检测等技术的重点分析，旨在从如表3所示。·1‘公路隧道2013年第4期(总第84期)表I德国与日本瓦斯矿井等级表3](3)交通隧道有支护、衬砌，能封闭瓦斯，煤矿德国相对瓦斯量日本瓦斯浓度巷道大多不支护或

7、临时支护，允许长期排放瓦斯。等级／(m。·t、等级(4)交通隧道一般严防塌方，煤矿巷道在揭露高瓦斯压力煤层时，有时采用震动放炮，加大药量，微瓦斯0．3～3①回风巷道风流中的可燃人工诱导小型突出。低瓦斯2～6气体含量>0．25O(5)通风系统不同。煤矿通风系统复杂，巷道甲种②采掘工作面风流中可燃多且不在一个平面上，往往采用网络通风，而交通瓦斯4～12气体含量>O．5隧道只是单个或两个管道，通风方式区别较大。中③停风后1h，采掘工作面瓦斯8～25或人行巷道风流中可燃(6)瓦斯防灾施工装备与经验不同。煤炭

8、部门高瓦斯2O～6O气体含量>3有多年防治瓦斯灾害经验，制度较健全，而交通隧乙种道施工单位瓦斯防治经验不多，设备不完善，施工超级5O符合上述条件之一者为甲～120管理与作业人员变化大，不利于瓦斯防灾。瓦斯种，其余为乙种除此之外，因隧道断面形式、尺寸与建造方式表2苏联与波兰瓦斯矿井等级表[。]不同，公路隧道工程的施工工艺水平、施工人员技苏联等级波兰等级相对瓦斯量／(ma·t)术水平、施工工序组织、施工情况突变应急处置等I级无瓦斯<5均与煤矿巷道存在很大差异，完全照搬煤矿