渝黔铁路新凉风垭隧道首创瓦斯突出处理技术

<正>2015年6月24日12:58,国内隧道建设史上瓦斯突出风险最高的隧道——渝黔铁路新凉风垭隧道安全穿越煤系地层段,攻克了瓦斯含量高、压力大、煤层层位不稳定等难题,标志着揭煤工作顺利完成。渝黔铁路是连通重庆、贵阳两地的铁路,全长344.4 km,设计时速200 km,是国家"八纵八横铁路网"的重要组成部分。渝黔铁路全线重点控制工程——新凉风垭隧道全长7 618 m,被中国铁路总公司列为Ⅰ级高风险瓦斯突出隧道,堪称"地质博物馆"。煤系     

玉京山隧道中厚煤层瓦斯抽放技术

成贵高铁玉京山隧道进口工区C5煤层为瓦斯突出煤层,为保证隧道施工安全,避免发生瓦斯事故,确定采用穿层网格预抽法进行消突。通过方案比选,确定在平行导坑轮廓线左侧设置钻场,平行导坑与正洞整体一次抽放,并确定瓦斯抽放控制范围、开孔间距及终孔间距。防突流程分为区域防突、局部防突和石门防突3个过程,利用瓦斯解吸指标K1值和瓦斯含量来验证消突效果。根据KJ83N安全监控系统对瓦斯体积分数、风速等的实时监测结果可知,采用双风机独头压入式通风可以满足通风要求。玉京山瓦斯突出隧道通过采用系统的瓦斯抽放技术,消突效果显著,为揭煤和穿越煤系地层施工提供了安全保障。     

白杨林隧道瓦斯突出预测与过煤层施工技术研究

白杨林隧道工程为煤系地层高瓦斯隧道，设计图提示隧道穿越两道50 cm以上厚度煤层与煤线，施工安全风险等级Ⅰ级。为此，对煤层结构特性及其与隧道空间位置开展了探测研究，对煤与瓦斯的突出风险进行了预测，并制定了防突措施与效果验证，在工作面煤层突出危险解除后，根据煤层与隧道空间关系，结合隧道施工安全步距要求，制定了石门局部揭穿煤层，半煤半岩过煤层采用管棚超前支护等技术措施。结合该项目的工程实践，对《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规范》规定进行了讨论。     

蛟岭瓦斯隧道塌方处理方案及效果评价研究

瓦斯隧道修建过程中的煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤尘爆炸以及煤层坍塌,不仅危及施工及结构安全,而且影响隧道施工进度。文章以蛟岭瓦斯隧道为例,针对蛟岭瓦斯隧道塌方的特点,制定实施了蛟岭隧道瓦斯塌方区前区加固方案和塌方体处理方案,并制定实施煤和瓦斯突出危险性预测,根据加固后塌方地段的监控量测结果和有限元计算结果,所选处理方案取得很好的成效。     

发耳隧道揭煤防突技术

为确保贵州水盘高速公路发耳隧道的施工安全,通过引入煤炭系统《防治煤与瓦斯突出规定》中2个“四位一体”的措施体系,按照“区域措施先行,局部措施补充”的指导思想,制定发耳隧道揭煤防突措施,把区域综合防突措施摆在优先的位置,安全穿越突出煤层,摸索出一套适合公路瓦斯突出隧道的揭煤防突施工技术,取得较好的社会效益和经济效益。     

发耳隧道揭煤防突技术

为确保贵州水盘高速公路发耳隧道的施工安全,通过引入煤炭系统《防治煤与瓦斯突出规定》中2个“四位一体”的措施体系,按照“区域措施先行,局部措施补充”的指导思想,制定发耳隧道揭煤防突措施,把区域综合防突措施摆在优先的位置,安全穿越突出煤层,摸索出一套适合公路瓦斯突出隧道的揭煤防突施工技术,取得较好的社会效益和经济效益.     

华岩隧道揭煤防突技术探讨

华岩隧道穿越生产矿井,瓦斯压力大、含量高,具有突出危险性,现有规范、指南难以满足施工控制需求。为保障施工安全,采用数值模拟方法对该隧道开挖过程应力分布情况进行研究分析。分析结果表明,开挖面与煤层间安全岩柱距离为10 m。基于此,提出"安全距离外,隧道正常作业;安全距离内,加强瓦斯监测与排放处理,将解吸指标控制在安全范围"的揭煤技术,以便顺利通过煤层段。     

坪子上隧道工程瓦斯突出防治技术

瓦斯突出是一种复杂的瓦斯动力现象,具有突发性和变化性,破坏性极大,是严重的隧道地质灾害之一,在施工过程中,必须有效防突,确保施工安全。瓦斯突出防治遵循"区域防突措施先行、局部防突措施补充"原则,采用瓦斯抽排和瓦斯排放相结合的方式。林织铁路坪子上隧道选用ZDY3200SX型矿用钻机,并改进封孔设计及封孔材料,成功解决了瓦斯突出的防治难题,为正洞顺利掘进创造了良好的工作条件。     

瓦斯突出隧道掘进工作面瓦斯涌出强度影响因素分析及控制措施研究

为掌握和控制瓦斯涌出的危险性,结合煤层瓦斯流动理论,分析隧道掘进时瓦斯涌出的规律,提出瓦斯突出隧道瓦斯涌出强度的计算方法及控制措施,并指出瓦斯抽放是控制瓦斯突出隧道瓦斯涌出强度的重要措施。研究结果表明:采取合理有效的瓦斯涌出强度控制措施后,掘进工作面瓦斯涌出强度可以控制在0.5 m~3/min以内,可以极大地提高瓦斯突出隧道的施工安全性。     

瓦斯抽放在渝广高速公路华蓥山隧道施工中的应用

渝广高速公路华蓥山隧道需穿越观音峡背斜两翼的三叠系须家河组和背斜核部二叠系龙潭组2套煤系地层。结合该隧道出口端左线穿越Z2K26+250突出煤层段的施工情况,介绍复杂地质条件下长大隧道揭煤预抽防突措施,阐述瓦斯抽放方案、系统设计以及工艺参数控制等,为类似工程施工提供参考。     

铁路隧道穿越瓦斯煤系地层的旋喷围桩防突工法探析

为确保铁路隧道能够快速安全地穿越瓦斯突出煤系地层，依据《铁路瓦斯隧道技术规范》的防突规定及旋喷桩工艺特点，从“堵”“排”结合的角度，提出一种旋喷围桩快速防突的新型施工方法。首先，依据防突原理，针对超前综合防突和工作面综合防突，开展了“堵”“排”结合的旋喷围桩防突工艺研究； 然后，以叙毕铁路欧家湾高瓦斯隧道防突为例，进行了旋喷围桩防突工法中关于围桩桩径与瓦斯释放孔数量的多方案设计；最后，依据施工定额，结合工程量统计数据，从施工成本和施工时间方面将旋喷围桩防突工法与传统抽排防突措施进行比较。研究结果表明： 1)封闭的高强度旋喷桩加固了防突区域轮廓周线上煤层的地质结构，隔离了围桩内外的煤体，截断了煤与瓦斯突出向围桩外扩展的途径； 2)仅对围桩内突出煤层实施地质钻钻孔和瓦斯排放，使消突范围大大减小； 3)与传统抽排消突方案相比，旋喷围桩防突工法桩内释放孔数量减少为原设计的1/5～1/3时，地质钻钻孔总工程量可减少13%～22%，施工成本按基价计仅增加1.7%～10.5%，既安全高效，又简单易行。     

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。     

超前地质预报在方斗山隧道施工中的应用

方斗山隧道通过地段岩溶发育、水流量大、断层破碎带多且还有煤层、瓦斯,地质条件极其复杂。隧道施工在不同的地质段需要采取不同的施工方案和措施,因此超前地质预报在施工中占有重要的位置。本文对方斗山隧道超前预报的必要性,预报的手段和工作原理进行了阐述,并提出了一些在预报中应注意和解决的问题。     

超前钻探预测预报技术在瓦斯隧道中的应用

都汶高速公路董家山隧道施工中发生特大瓦斯爆炸事故后,相关单位对董家山和龙溪两座高瓦斯隧道赋存的瓦斯情况实施了超前钻探预测预报,确保了两座高瓦斯隧道后期施工的安全贯通。文中分析了超前钻探技术在实际工程不同地段的应用效果,证明其超前钻探预测预报技术,能准确预报掌子面前方煤岩体等地质情况,还可预排掌子面前方煤岩体瓦斯,为瓦斯隧道探索预测预报方法提供了借鉴和经验。     

穿越不良地质路段特长隧道的设计和施工措施

针对穿越不良地质路段的隧道施工难度大、工期长、造价高等问题,以隧道穿越岩爆、煤层和瓦斯等不良地质路段为例介绍了此类工程的设计及施工时的防治措施,重点提到了在岩爆处的设计及施工的关键技术,可为同类工程设计和施工提供借鉴和参考.     

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。