我国瓦斯隧道施工技术进展及主要问题探讨

基于网络数据资料、期刊论著文献与现场施工资料,全面总结我国瓦斯隧道施工技术的进展与不足。结果表明:1)我国瓦斯隧道具有瓦斯工区里程长、瓦斯等级高、多分布于中西部地区等特征;2)瓦斯隧道施工灾害主要为瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、瓦斯突出、瓦斯中毒窒息等事故,年事故发生数量总体呈下降趋势;3)我国瓦斯隧道设计施工规范近20年来得到了较为全面的完善,已颁布了铁路与公路行业标准、贵川渝等地方标准;4)隧道瓦斯工区安全施工主要依赖于超前探测、瓦斯监测、安全通风与揭煤防突等关键技术,在工程实践中各技术的关键施工参数得到了优化完善;5)绝对瓦斯涌出量测定方法与瓦斯工区等级动态调整机制是目前瓦斯隧道施工存在的主要问题,对瓦斯隧道的施工安全与成本控制影响巨大。建议根据隧道施工特征进一步开展隧道瓦斯防治专题研究,完善瓦斯隧道设计施工规范,为我国瓦斯隧道的安全高效施工提供理论与技术支撑。

公路隧道突遇含瓦斯煤层的应急施工技术

为了解决公路隧道突遇含瓦斯煤层时的安全揭煤施工问题,针对鸡鸣隧道在实际掘进中比预计提前390 m遇见M1煤层的紧急状况,提出公路隧道突遇煤层的应急施工措施:首先,立即停止隧道内所有施工并加强通风;其次,及时对掌子面进行喷浆稳固围岩;最后,组织开展超前钻探,获取煤层产状和瓦斯参数,根据钻探数据制定防突措施并开展煤层消突处置.工程实践结果表明:(1)M1煤层的真厚度约为1.42 m,煤层倾角约为70°,与隧道轴向的交角约为88°;(2)M1煤层与掌子面的最小法向距离为2.60 m,根据提出的应急方案直接开展局部“四位一体”消突措施;(3)局部消突措施检验达标后一次性顺利揭穿M1煤层.该方案为依托工程的安全揭煤提供了技术保障,并进一步完善了隧道揭煤防突的工作流程,可为同类型隧道揭煤施工提供参考.

大断面公路隧道穿越构造煤层瓦斯抽放技术研究

为有效降低隧道煤层的瓦斯含量,消除隧道揭煤施工的突出危险,以兰海国家高速公路重庆至遵义段某公路隧道为工程依托,采用超前钻探的方法准确探测煤层的赋存情况与隧道揭煤掌子面前方的局部地质构造特征;在此基础上确定钻孔的有效抽放半径与瓦斯抽放控制范围,并对局部构造煤层抽放钻孔进行加密布置;最后采用顶板穿层钻孔预抽煤层瓦斯技术进行瓦斯抽放,并对抽放效果和区域防突措施进行检验。结果表明:该隧道瓦斯抽放效果良好,区域防突措施效果显著。

基于Matlab的隧道煤层超前探测技术研究

为精确预测隧道掌子面前方的煤层赋存情况,实现煤层的三维可视化显示与动态测量,以兰海高速扩容工程黄家沟高瓦斯隧道为工程背景展开研究。首先,在瓦斯抽放掌子面进行超前钻孔施工并详细记录钻孔参数;然后,采用Matlab软件编制程序对所获钻孔参数进行数据处理,获取煤层顶板与底板的空间三维坐标;最后,在此基础上,构建三维可视化煤层赋存模型并进行煤层产状分析。研究结果表明:黄家沟隧道所穿越煤层的平均真厚度约为3.35 m,煤层的倾角约为33°,煤层走向与隧道轴向的夹角约为64°。研究结果与工程实际探测出的煤层产状几近一致,表明了所建模型的正确性,同时为瓦斯隧道超前探测煤层提供了一种合适的手段。