非煤系地层隧道高压有害气体防突施工技术研究

大临铁路红豆山隧道穿越非煤系地层遇高压气囊式有害气体突出,这是全国铁路隧道建设史上首例高压非煤气体突出事件。该文总结了非煤系地层隧道高压有害气体突出的三种形式,研究了防突措施作用的三种机理和防突技术,设计了防突流程。研究表明,物探、超前地质钻探和有害气体检测相结合是评价和预测有害气体突出危险性的有效手段;提出了钻孔排放、高压注水结合的防突措施;构建了超前地质钻探、有害气体检测和监测、通风管理和应急管理的4大安全措施。研究成果在红豆山隧道中得到了全面应用,保障了施工人员的安全,可为类似复杂地质条件下有害气体隧道施工提供借鉴。

非煤系地层隧道瓦斯突出风险属性识别体系

非煤系地层瓦斯产生源相对难以确定,瓦斯释放具有随机性、不均匀性的特点,使瓦斯突出的防治更加困难。基于属性识别理论建立了非煤系地层隧道瓦斯突出的风险评价体系。根据典型性和可操作性原则,选取8个因素作为非煤地层瓦斯突出的风险评价指标,构造属性测度函数计算评价指标的属性测度,采用模糊层次分析法确定评价指标的权重,再根据计算得到的多指标综合属性测度,应用置信度准则对隧道的瓦斯突出风险进行识别。运用所提出的属性评估系统对某隧道施工前的瓦斯突出风险进行了评价,评价结果与实际情况的一致性验证了所建立的风险评价体系的适用性。该评价体系对非煤层隧道瓦斯突出的风险评估及灾害防治具有重要意义。

非煤系地层隧道围岩有害气体形成机制

大量在建和拟建隧道面临非煤系地层有害气体的挑战,厘清非煤系地层隧道围岩有害气体形成机制是解决该问题的基础。基于此,综述了中国非煤系地层隧道围岩有害气体形成机制研究的最新进展,总结了非煤系地层有害气体主要类型,探讨了地质条件对于有害气体形成的影响机理,分析了有害气体的孕育机制,展望了非煤系地层隧道有害气体问题的研究方向。研究表明:非煤系地层隧道有害气体大体可按照成因分为构造连通型、围岩变质型和综合成因型;大型断裂、褶皱及深部循环的水热型高温导热带等地质构造对非煤系地层隧道围岩有害气体的形成、赋存和溢出起到关键作用;CH_(4)、H_(2)S和CO_(2)等的来源相似,但物理化学性质的差异导致其形成机制不同;复杂地质构造、复合组分隧道围岩有害气体的孕育及运移模式、固-液-热-力多场耦合机制等方面值得进一步研究。研究对于非煤系地层隧道围岩有害气体防治的实践和研究具有积极意义。

非煤系地层瓦斯隧道施工安全控制措施

非煤系地层瓦斯隧道中存在的施工安全隐患主要分为3类:瓦斯爆炸、人员窒息和瓦斯毒害。针对非煤系地层瓦斯隧道施工中存在的安全隐患,可以从施工技术方面采取针对性的措施,预防安全事故的发生。常用的施工安全预防措施包括:开展超前地质预报、采用隧道瓦斯监测、使用防爆机械设备以及选用高效通风方式。有效的管理措施主要包括建立安全管理体系、加强施工通风管理、重视瓦斯监测管理和加强隧道火源管理。

非煤系地层瓦斯隧道超前地质预报方法及特点分析

非煤系地层瓦斯隧道瓦斯的分布规律较难确定,施工时瓦斯的逸出速率和逸出量无法准确预测,给施工方案的编制和预防措施的制定带来困难,给施工留下安全隐患。利用各种不同的技术或者方法对非煤系地层瓦斯隧道开展超前地质预报,尤其是对隧道掌子面前方的瓦斯赋存情况以及地质工程条件进行及时有效的预测,是提前制定预防措施,避免隧道瓦斯灾害发生,保证隧道安全施工的关键。

非煤系地层瓦斯隧道形成机制研究

在非煤系地层区修建隧道时对瓦斯没有充分的认识和准备,且瓦斯涌出又具有随机性、分布不均匀性的特点,因此该类瓦斯隧道的瓦斯灾害危害性更大,对其形成机制进行研究意义十分重大。文章通过对我国已有大量瓦斯隧道的研究,总结出非煤系地层瓦斯隧道主要有三种成因类型:一是构造连通型,根据不同的构造类型,又可分为裂隙连通型、断层连通型与褶皱连通型;二是围岩变质型;三是复合型。

云顶瓦斯隧道非煤系地层施工技术研究

隧道施工时,会遇到非煤系地层瓦斯溢出的问题,给施工带来了极大的安全隐患。文章以云顶隧道工程为例,介绍非煤系地层中修建瓦斯隧道的施工方法和安全技术措施,为类似工程提供参考。

非煤系地层瓦斯隧道设计

介绍达成铁路炮台山隧道的设计方法，论述非煤系地层中瓦斯隧道设计的特点及相应的工程措施。

非煤系地层隧道施工期瓦斯涌(突)出灾害分析研究

瓦斯是隧道施工地质灾害之一,非煤系地层瓦斯涌(突)出相比煤系地层瓦斯涌(突)出具有随机性、分布不均匀等特点,因此该类瓦斯隧道的瓦斯灾害危害性更大。文章以鹧鸪山隧道为依托,在对隧道工程地质条件分析、瓦斯等级测定和压力测试的基础上,系统阐述了非煤系地层隧道瓦斯的形成原因、涌(突)出机制,并提出了瓦斯异常涌(突)出的危险性预判判据,对非煤系地层瓦斯隧道的研究、设计和施工具有一定的指导意义。

非煤系地层隧道多种混合有害气体实时监测技术

非煤系地层隧道中有害气体较为罕见,然而大临铁路红豆山隧道穿越非煤系地层有害气体突出。为了避免施工过程有害气体对人体伤害,通过对氧气、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氨气、二氧化氮、氢气九种有害气体特性进行研究。分析、归纳了红豆山隧道多种混合有害气体逸出特征、气体成分、气体发生条件、危害方式等特性。采用自动监测和人工监测两种监测方式,在隧道的拱顶、拱腰和拱脚布置不同气体的监测点,对隧道内的有害气体成分与浓度进行监测,并根据监测结果及时提出针对性的预防措施。

应用自然伽马测井曲线划分非煤系地层——以沁水煤田岳山勘查区为例

自然界的各种岩石都具有一定的天然放射性,沉积岩层中放射性物质的含量会因不同的地质年代沉积环境的变化而发生变化。以沁水煤田岳山勘查区为例,应用自然伽马测井曲线的幅值和形态的变化物性特征划分了非煤系地层,从而提高勘探效率和解释的一致性。

非煤系地层瓦斯隧道瓦斯涌(突)出机理及防治措施

介绍了非煤系地层瓦斯隧道瓦斯涌(突)出地层基本概况,提出了非煤系地层瓦斯隧道管理及瓦斯涌(突)出主动防治措施和被动防治措施,对于非煤系地层瓦斯隧道施工具有重要意义。

基于指数平滑法的非煤系地层隧道瓦斯涌出量预测方法

分析非煤系地层瓦斯在隧道开挖作用下的涌出特征,阐明指数平滑法的计算原理,并将其应用于七曜山隧道瓦斯涌出量预测。结果表明:非煤系地层隧道瓦斯涌出位置及时机具有随机性,但涌出过程具有一定延续性,可将瓦斯涌出量视为具有一定依存性的时间序列;指数平滑法可以通过改变历史时程数据的权重关系来对预测结果进行不断优化,适用于非煤系地层瓦斯隧道;七曜山隧道为高瓦斯隧道,二次指数平滑法的预测误差在3%以内。

贵州山区非煤系地层瓦斯隧道防甲烷裂隙涌突施工技术

瓦斯是隧道施工地质灾害之一,非煤系地层瓦斯涌出比煤系地层瓦斯涌(突)存在着较多的特征,如分布不均衡、随机性强等,因此该类瓦斯隧道的瓦斯灾害危险性更加难防范。基于此,依托兰海国家高速公路重庆至遵义段(贵州境)扩容项目桐梓隧道瓦斯突出施工,探讨了非煤层瓦斯隧道防甲烷裂隙涌突施工技术,为同类工程施工提供参考借鉴。

非煤系地层隧道瓦斯意外涌出处置及变更设计要点

非煤系地层隧道在勘探阶段很难发现围岩中含有瓦斯气体,往往在施工过程中意外出现,突发性强。本文对隧道施工意外出现瓦斯后的处置方法进行系统阐述,包括瓦斯检测与评估、变更设计要点等。在进行设计变更时,应在设计周期、设计程序、变更内容及风险评估等方面采取相应策略,以保证设计变更顺利实施。

非煤系地层隧道瓦斯抽放适应性评价研究

为评价非煤系地层隧道瓦斯能否通过抽放手段进行泄压排放,以非煤系地层瓦斯隧道为研究对象,根据非煤系地层瓦斯隧道特点,采用模糊数学综合评价法建立非煤系地层隧道瓦斯抽放适应性评价模型。从瓦斯赋存控制因素、抽放可行性控制因素和钻孔稳定性控制因素3个方面构建非煤系地层隧道瓦斯抽放适应性评价体系,选出10项基本因素作为评价指标,并采用基于层次分析法的乘积标度法对评价指标进行权重计算,构建能定量表征各评价指标因素隶属度的隶属函数,建立一级和二级模糊综合评价模型,赋予评价向量中各评语相应分值,将评价向量单值化,以判定非煤系地层隧道瓦斯抽放适应性,并结合实例进行验证分析。结果表明,南道公路马嘴隧道高瓦斯段瓦斯全断面超前抽放适应性为B级(比较适应),理论与实际应对措施吻合良好。

非煤系地层瓦斯隧道施工关键技术与管理研究

非煤系地层瓦斯隧道与煤系地层瓦斯隧道在瓦斯来源、赋存、释放等方面存在本质上的不同,国内外对煤系地层瓦斯隧道施工及瓦斯监控技术研究较多,对非煤系地层瓦斯隧道大多参照煤系地层瓦斯隧道的技术进行管理,相关专题研究较少。基于新建兰渝铁路肖家梁隧道和新建渝怀二线黄草隧道两座不同类型的非煤系地层瓦斯隧道的施工实例,深入分析非煤系构造连通型瓦斯隧道和页岩气地层瓦斯隧道的瓦斯特点,提出瓦斯预报先行、通风稀释排出为主要手段、人工和自动监测相结合的瓦斯管理关键技术。经现场工程实践表明,施工安全得到了保证,投资和工期得到了控制,取得了良好的效果,为非煤系地层瓦斯隧道的安全管控提供了借鉴经验。

非煤系地层高瓦斯隧道浅层天然气赋存特征及抽排试验研究

成都轨道交通19号线二期工程新码头街站—红莲村南站区间隧道部分段落为高瓦斯隧道。为了研究高瓦斯区段地层中瓦斯气体的空间分布特征、补给方式以及逸散规律,文章采用分层检测、逸气监测及钻孔抽排等试验方法,分析能否通过通风抽排方式提前降低隧道内瓦斯气体的浓度,以期为高瓦斯区段隧道设计和施工提供技术支撑。试验结果表明:研究区地层中瓦斯主要以气囊形式富集,瓦斯气囊通过断层接受来自下部苏码头气田的补给;通过通风抽排措施降低研究区隧道内瓦斯浓度的方案是可行的,抽排孔的最大影响半径为5 m。

非煤系地层隧道瓦斯逸散规律及施工防治措施

为解决非煤系地层瓦斯分布不均匀、逸出量和逸散规律在勘察期间难于探明和预测的问题,以兰海高速公路大土隧道为工程背景,采用人工监测与自动化监测的手段对掌子面的瓦斯浓度进行采集,分析瓦斯浓度随空间和时间的变化情况,并提出相应的施工防治措施。研究表明,爆破后比钻孔装药前、爆破前的瓦斯浓度显著增加,并且爆破的瓦斯浓度随监测次数的增加呈现先增加后减小的趋势;在隧道轴线方向上,瓦斯的逸出浓度明显受到岩性的影响,砂岩段的瓦斯浓度比泥岩、页岩段的大;在瓦斯的逸散速度上,砂岩掌子面比泥岩、页岩掌子面的瓦斯逸散速率大。

非煤系构造连通型瓦斯隧道超前地质预报技术

穿越非煤系地层的隧道中的瓦斯的不可预见性很大,非煤系构造连通型瓦斯隧道是穿越非煤系地层的典型代表,现阶段对这类隧道还没有系统的超前地质预报技术,给施工安全造成了很大的威胁。为了准确预报非煤系构造连通型瓦斯隧道中的瓦斯运移途径,避免安全事故的发生,通过对现有超前地质预报技术包括地质法和物探法在非煤系构造连通型瓦斯隧道中适用性的分析,构建非煤系构造连通型瓦斯隧道的综合超前地质预报体系,并通过在肖家梁铁路隧道施工中成功应用,说明提出的超前地质预报技术是可行的。