鹞子岩瓦斯突出隧道揭煤工程防突设计

鹞子岩隧道于背斜核部、大断层附近连续六次穿过突出煤层,煤层厚度大、间距小,瓦斯压力大,兼有地下水影响,工程地质条件极其复杂,且为穿越中梁山脉的第一座瓦斯突出隧道,相关设计施工经验欠缺。本文以鹞子岩隧道为工程背景,本着"区域防突措施先行、局部防突措施补充"的指导思想,在充分探明煤层地质特征的基础上,系统制定了极复杂地质条件下瓦斯突出隧道揭煤防突的流程体系及工程措施。目前,该流程体系及工程措施已成功应用于指导鹞子岩隧道揭煤防突作业,可为类似地质条件的隧道揭煤防突作业提供指导,同时有助于拓展和完善瓦斯突出隧道揭煤防突设计的理念和方法,具有重要的工程实际意义。     

瓦斯突出隧道揭煤施工技术

介绍六沾铁路复线瓦斯突出隧道的超前地质预报、瓦斯突出性预测、揭煤防突工艺和关键技术,以及施工过程中对瓦斯浓度的监控和通风措施,以此保证了瓦斯突出隧道施工的安全。     

突出风险隧道安全避险措施应用效果分析研究

以新建叙毕铁路(川滇段)重要节点工程欧家湾隧道进口工区煤与瓦斯突出风险段穿越C1煤层施工过程为背景,利用现场应用对比、数据收集与趋势分析等手段,通过对原有施工技术措施进行不动火工艺改进,并编制石门揭煤专项技术方案,把煤矿井下六大避险系统应用到突出风险段隧道施工中,将现场实时检测的钻屑瓦斯解吸指标K_1和钻孔瓦斯浓度变化趋势作为措施应用效果的分析指标,达到检验防突措施应用效果的目的。实践证明,煤矿安全避险措施在煤与瓦斯突出风险隧道中切实可行且效果显著,能够保障施工安全快速进行,可为类似铁路隧道施工提供借鉴。     

BP神经网络法预测隧道瓦斯突出的模型与实例

研究目的:目前隧道煤与瓦斯突出预测主要采用煤炭的常规接触式预测方法,如综合指标法、钻屑指标法等,但隧道与煤巷在断面大小、施工支护等方面有诸多不同,照搬煤炭预测方法并不一定能取得预期效果。本文根据煤与瓦斯突出综合作用假说,借鉴BP神经网络原理,对隧道瓦斯突出的多指标神经网络综合预测进行探讨,确定突出的评价指标,构建神经网络预测模型,通过神经网络模型的训练和回判,综合评价预测煤与瓦斯突出危险性。研究结论:(1)在综合分析突出影响因素基础上,基于瓦斯突出综合作用假说机理,提出了BP神经网络预测隧道煤与瓦斯突出危险性的方法;(2)选取瓦斯压力、地质构造、隧道埋深、煤的坚固系数、煤体结构类型及瓦斯放散初速度作为突出评价指标;(3)采集矿井突出样本进行神经网络模型的训练及回判,通过对已建成瓦斯隧道进行判别,判别结果与实际相符,验证了矿井突出样本应用到瓦斯隧道的突出预测可行性;(4)通过BP神经网络对成贵高铁7座高瓦斯隧道进行预测判别,表明玉京山隧道C5、C6煤层具有突出危险性,其他6座隧道无突出危险性;(5)本研究成果可为瓦斯隧道设计与施工提供借鉴。     

金洞隧道瓦斯煤系地层施工技术

结合渝怀铁路金洞隧道进口瓦斯煤系地层施工技术,着重介绍隧道瓦斯工区设置及等级确定、煤层位置的确定、瓦斯突出危险性预测及判别准则、防突技术与措施、石门揭煤施工要点、施工安全技术措施、工程效果及体会。     

瓦斯突出隧道防突安全岩盘厚度计算方法研究

研究目的:在煤与瓦斯突出危险地段进行隧道施工时,安全风险极高,其安全岩盘的设置方法业已成为规避施工风险和提高施工工效的一大关键技术问题。而目前瓦斯突出工区防突安全岩盘的留置多依赖于经验,存在较大的随意性,急需运用岩土理论并结合施工实践予以进一步研究和完善。研究结论:(1)本文借鉴类似工点的岩土理论分析、数值模拟研究成果,结合所收集的已有瓦斯突出隧道的防突实践总结,选择瓦斯压力和工程地质条件作为代表性基础研究指标,提出了防突安全岩盘最小厚度的简便计算办法;(2)利用多个典型工程实例,对比验证了计算方法的可行性;(3)该研究成果将对保障瓦斯隧道突出危险区的施工安全和提高隧道施工进度发挥直接指导作用,可为瓦斯突出地段安全岩盘的科学设置提供重要参考。     

渝怀二线新白沙沱隧道瓦斯突出及工区判定

研究目的:渝怀铁路增建二线新白沙沱隧道四次穿过二叠系上统吴家坪组煤系地层，煤层层厚0.35～0.81 m不等，隧道设计和施工均需要确定瓦斯突出危险性及瓦斯工区类型。本文在调查、收集临近既有煤矿、铁路隧道煤层瓦斯资料的基础上，采用瓦斯压力梯度法计算并判定瓦斯突出危险性，采用绝对瓦斯涌出量公式计算并判定瓦斯工区类型，旨在为隧道结构设防、风险管理、施工组织等提供依据。研究结论:(1)新白沙沱隧道埋深位于瓦斯风化带以下，场区瓦斯压力梯度约为4.5×10^-3～5.1×10^-3 MPa/m;(2)隧道揭煤处开挖工作面瓦斯初始压力超过了0.74 MPa的临界值，为瓦斯突出危险工作面；(3)隧道穿煤系地层段绝对瓦斯涌出量约为2.0～2.2 m³/min,为高瓦斯工区；(4)本研究成果可作为瓦斯隧道设计和施工依据，研究方法可为临近矿井和既有铁路的瓦斯隧道工区及突出判定提供参考。     

大路梁子隧道揭煤设计

大路梁子隧道为溪洛渡水电站对外交通公路的控制性工程,工程地质复杂,瓦斯、突水、断层及溶洞等特殊地质均有不同程度的出现,尤其煤与瓦斯特殊地质灾害的存在,成为大路梁子隧道设计与施工的一大技术难题。从煤系地层的超前探测、煤与瓦斯突出程度预测、支护措施、施工通风及瓦斯监测等方面介绍大路梁子隧道揭煤设计。     

华蓥山隧道揭煤施工技术

华蓥山公路隧道既有揭煤开挖突出的可能,其上煤矿采空区又有瓦斯和水聚集,一旦连通便会发生瓦斯和水涌出,将严重影响隧道施工的安全.施工单位对煤层进行探测,根据探测结果采取了相应的防突和防涌水措施,确保了工程的顺利进行.     

台阶式瓦斯排放技术在C1煤层中的应用

近年来,在我国铁路修建过程中瓦斯隧道所占比例越来越高,对于瓦斯隧道施工技术的要求也日趋增高。而煤层瓦斯是隧道建设中的极高风险源之一,易引发瓦斯燃烧、瓦斯爆炸等事故。在穿越煤层时需根据煤层情况选取合适的抽排瓦斯措施和揭煤方案,抽排瓦斯成为揭煤前的关键环节。本文依托欧家湾典型高瓦斯隧道C1煤层自身特点,提出了台阶式多孔排放的思路,并结合工程实际总结了瓦斯隧道施工控制要点,可供有害气体隧道施工参考。     

新凉风垭隧道煤系地层段施工关键技术研究

穿越煤系地层隧道建设的主要地质灾害有瓦斯窒息、燃烧、爆炸和瓦斯突出等。目前,无论是铁路隧道还是公路隧道,揭煤技术的设计和施工都还处于探索阶段。渝黔铁路新凉风垭隧道煤系地层段施工的关键技术是解决煤系地层中有毒有害气体,煤与瓦斯突出、瓦斯及煤尘爆炸等可能出现的严重灾害,揭煤施工过程中通过水力压裂增透、抽排孔设计等措施以及瓦斯抽排方案的合理选择,安全、高效地完成煤系地层段的隧道施工,对提高我国瓦斯隧道的建设水平具有实用意义和理论价值。     

渝黔铁路瓦斯突出隧道安全施工管理实践

结合渝黔铁路天坪隧道横洞瓦斯突出工区施工特点,介绍瓦斯突出隧道施工安全管理的组织措施、技术措施及管理措施,并对瓦斯突出隧道通风、施工供电及设备、安全避险六大系统、防突技术措施、瓦斯监测及应急救援等进行研究,实践证明各项管理措施安全可靠,为类似铁路瓦斯突出隧道安全施工管理提供参考。     

瓦斯隧道揭煤爆破技术

针对广渝路华蓥山隧道揭煤段施工，对瓦斯隧道揭煤爆破设计、模拟试验、安全技术等问题进行了探讨，总结了华蓥山隧道揭穿k1煤层的爆破施工技术经验。     

复杂条件下大跨度燕尾段隧道施工技术

向莆铁路戴云山隧道长15 617 m,是全线结构最复杂,施工难度最大的特长隧道。进口段处于车站内,设计为大跨度燕尾式隧道,由双线隧道过渡到两条单线隧道,双线段最大开挖宽度为21.01 m,断面254 m2,燕尾端部左右线隧道间开挖后岩体柱最小剩余1 m。地质穿越小型紧闭褶皱、尖棱褶皱、倒转褶皱和平卧褶皱较发育区段,粉砂质泥岩夹煤层或煤线的瓦斯地层、断层、富水、软岩大变形等不良地质,通过对该隧道大跨度燕尾段的施工方案制定和实施,介绍在复杂条件下大跨度燕尾隧道的施工技术及施工注意事项。     

基于FTA的煤矿瓦斯防控在高瓦斯隧道中的应用

针对西南地区存在的众多高瓦斯及煤与瓦斯突出风险隧道的施工实际,以新建叙永-毕节铁路(川滇段)重难点工程欧家湾隧道为工程背景,使用事故树分析的理论方法,借鉴煤矿瓦斯管理办法和经验,对该隧道穿越C1煤层高瓦斯段施工过程中的风险因素进行分析,编制瓦斯事故树形图,通过确定结构函数和求解最小割集与最小径集进行定性分析,得出隧道瓦斯事故的发生须从6条途径进行防范;定量分析从基本事件的发生概率、顶上事件的发生概率以及基本事件的结构重要度三方面展开,找出了控制性、重要和一般的具体影响因素。通过定性和定量分析分别确定了隧道穿越煤层施工过程煤与瓦斯突出事故和瓦斯爆炸事故的重点防范途径和具体防范内容,在防治隧道瓦斯事故时更加具有针对性,为类似隧道施工安全提供借鉴。     

朱嘎隧道进口施工技术

主要介绍采用先进技术成功施工朱嘎隧道的经验,重点阐述隧道的施工方法、超前地质预报、软弱围岩防塌方与防突水、揭煤施工、机械配套等技术.     

广昆铁路秀宁隧道不良地质段综合施工技术

秀宁隧道为双线大断面铁路隧道,全长13 187 m,是在建广昆铁路的控制性工程。隧址地段的工程和水文地质条件极为复杂,施工非常困难。主要不良地质有隧道出口滑坡、富水断层破碎带、富水岩溶、高地温、高地应力、放射性、煤层瓦斯及有害气体、软岩大变形、岩爆等。结合秀宁隧道隧址地层的地质条件,从隧道掘进、施工通风、安全生产等方面介绍秀宁隧道的主要施工方法和对策;另外对超前地质预报及工程难点与对策也作了说明。秀宁隧道的施工实践对类似地区长大隧道的施工有较好的参考价值。     

我国高速铁路隧道技术要点与有关建议

研究目的:通过科研与建设、运营实践,我国高速铁路隧道工程形成了设计、施工、质量检测与验收的成套技术,对我国高速铁路隧道工程的技术创新、研究成果和建设中的经验教训进行总结,可为我国后续高速铁路隧道标准修编及工程建设提供依据,并为最终形成完善的高速铁路建设技术体系提供帮助。研究结论:通过对我国高速铁路隧道技术的系统总结,提出了我国高速铁路隧道的技术要点,并对存在问题提出了处理建议:(1)总结了我国高速铁路隧道的设计技术要点,包括解决高速铁路隧道空气动力学问题的设计措施、高速铁路大断面隧道结构设计技术、新型隧道洞门设计技术、因地制宜的防排水结构型式和结构体系等;(2)总结了我国高速铁路隧道的施工技术要点,包括大断面隧道控制爆破技术、施工机械化配套技术、不良地质隧道施工技术、超前地质预报与监控量测技术、隧道风险管理技术等;(3)总结了我国高速铁路隧道的质量检测技术、静态验收和动态验收要求;(4)针对我国高速铁路隧道存在的衬砌质量缺陷、渗漏水问题、洞门边仰坡稳定问题进行了分析,并提出了处理意见;(5)该研究可为今后的高速铁路隧道设计和施工不断改进及完善提供参考。     

瓦斯隧道施工安全管理控制要点分析

瓦斯隧道施工存在诸多安全风险因素。本文通过遂成铁路、贵广铁路等4座瓦斯隧道施工现场管理工作实践,介绍了在瓦斯隧道施工管理工作中,应重点关注的超前地质预报、专项施工安全方案、应急救援预案等关键事项;对瓦斯隧道开挖、钻爆设计、防突、瓦斯检测、施工通风、防火等各工序的管理工作控制要点及检查要求进行了详细阐述;介绍了在现场管理过程中,为了保证瓦斯隧道施工安全,相关单位应该制定应急预案、建立专门组织机构、以及灾害事故处理的方法及措施。     

《铁路隧道设计规范》修订内容评析

研究目的:通过对行业标准《铁路隧道设计规范》(TB 10003—2016)全面修订涉及的规范适用范围、设计使用年限、围岩分级、洞口工程、隧道防排水、衬砌配筋、无砟轨道及不良地质衬砌设计等主要内容的介绍和评析,指明今后隧道设计应重视和完善的新内容,使隧道工程设计更好地适应铁路建设发展要求。研究结论:(1)修订了规范适用范围,增加了隧道跨度分类标准,补充了隧道各部分结构设计使用年限要求;(2)引入了围岩基本质量指标BQ,补充了施工阶段围岩亚分级,完善了隧道围岩分级方法;(3)完善了洞口设计规定,增加了掘进机法及盾构法隧道衬砌设计要求,修订了衬砌受力钢筋的最小配筋率及构造要求;(4)优化了隧道防水等级标准及适用范围,补充了防排水措施、隧底排水要求;(5)新增了岩溶、瓦斯、高地应力区、黄土、寒区等不良地质及特殊岩土隧道设计规定,新增了施工方法及措施内容,增加了环境保护设计规定;(6)本研究成果可为铁路隧道设计施工提供借鉴。