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1、高瓦斯隧道施工工艺工法1. 前言1.1 工艺工法概况新中国成立后，我国修建的瓦斯隧道累计80多座，其中1999年前修建了18座，2000年以后修建了70余座，这些隧道中1959年修建的贵昆线贵阳六枝段岩脚寨隧道，和2005年修建的都汶高速公路董家山隧道先后发生过瓦斯爆炸等恶性事故，引起了业界的普遍关注。瓦斯是埋藏在地下的煤在其变质过程中生成的或埋藏在地下的天燃气逸出的烃类气体的总称，一般以甲烷为主，它以游离、吸附和吸收3种状态赋存在煤层及煤层围岩内。隧道建设过程中，滞留在煤层、煤层围岩或游离在围岩裂隙内的瓦斯不断释放出来，就可能发生瓦斯灾害。上世纪90年代以来，随着科技的进步，技术的革新，侯月
2、铁路云台山隧道、南昆铁路家竹菁隧道、成渝高速公路中梁山隧道、都汶高速公路紫坪铺隧道开始部分借鉴矿用技术和管理经验取得了成功；2009年开始修建的兰渝铁路图山寺隧道，系统的引进吸收改进矿用技术和管理经验，并将先进自动化管理技术用于高瓦斯隧道施工，使得瓦斯隧道施工技术日臻成熟，并取得了良好的社会经济效益。1.2 工艺原理瓦斯隧道施工按照“严隔爆，强通风，勤监测，降浓度，控火源，早预报，适排放，防突出，快封闭”的原则，循序渐进向前施工。通过设置防爆电器设施，或对电器及机械设备的防爆改装，采用24小时不间断通风将瓦斯浓度控制在0.3%以内,将CO浓度控制在24ppm以内，回风风速不小0.5m/s，防止
3、瓦斯燃烧、瓦斯爆炸；通过超前地质预报，探测瓦斯含量和浓度，当瓦斯涌出量3m3/min，抽放瓦斯。开挖掘进后，及时进行支护和二次模注砼施工，全环封闭隔离瓦斯，减少瓦斯溢出量，确保施工和今后运营安全。2. 工艺工法特点 2.1 根据工程地质条件以及地层瓦斯含量，确定地质分级，划分高瓦斯和低瓦斯工区，在不同等级瓦斯工区选择不同的施工方案，不仅确保安全，而且节约成本。2.2 通过对高瓦斯工区的电器设施进行隔爆改装，施工的机械设备进行电路、油路及尾气排放等的防爆改装，减少潜火源，降低瓦斯燃烧和爆炸的风险。2.3 向洞内供给的新鲜风量随隧道开挖掘进向前延伸,需进行动态管理,通风设备需动态增强；新鲜风的供给
4、必须24小时不间断，需设置“风电闭锁装置”。2.4 采用远程自动监测系统对洞内工作面的瓦斯浓度、回风风速、CO浓度24小时不间断遥测，且监测系统和风机系统链接，当所测数据超标后，监测系统及时向风机自动控制系统传递风机开启命令，加强通风。2.5建立两级出入隧道安全检查门岗，制定极为严格的出入隧道管理制度, 采用感应式IC智能卡管理系统对出入隧道作业人员进行实名管理，可以切实杜绝火源进洞，能准确掌握进出隧道的作业人员及其数量。3. 适用范围本工法适用于在煤田、煤系地层或富存天燃气的地区修建铁路、公路或水工隧道，对在煤田、煤系地层或富存天燃气的地区修建其他地下工程。4. 主要引用标准4.1 铁路瓦斯
5、隧道施工技术规范、煤矿安全规程、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008)、铁路隧道工程施工质量验收标准(TB10417-2003)、铁路隧道施工规范(TB10204)、新建铁路铁路工程测量规范(TB 10101)、铁路隧道超前地质预报技术指南(铁建设2008105号)、铁路隧道风险评估与管理暂行规定(铁建设2007200号)、铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009)、铁路工程水文地质勘察规程(TB10049-2004)。4.2设计图纸、合同文件。5. 施工方法隧道施工采用双电源供电，供电电缆采用阻燃防爆电缆，洞内变压器、开关、照明灯具、电线接头均进行防爆改装；隧道机械设
6、备均经过防爆或隔爆改装；配备独立的两套轴流式通风机和抗静电阻燃通风管道供风，确保回风速度不小于0.5m/s；在洞内瓦斯易积聚的部位安装瓦斯、CO传感器，将监测数据通过信号电缆传递至洞口监测系统，同时人工使用光干涉式瓦检仪移动检测，瓦斯浓度大于0.5%后报警断电撤人，加强通风；制定严格的安全管理措施，严格控制火源进洞；施工前采用物探或钻探手段探测预报瓦斯，当瓦斯涌出量3m3/min采取钻孔抽排释放，防止在施工中突出；开挖采用3#煤矿许用炸药,5段电雷管爆破,开挖揭示后用锚网喷砼快速封闭开挖面，减少瓦斯溢出量防止隧道坍塌，及时施工全环封闭二衬砼，减少瓦斯溢出量。6. 工艺流程及操作要点6.1 施工
7、工艺流程高瓦斯隧道施工工艺流程图如下:机械设备防爆改装防爆电器设施安装工程地质法超前钻孔查找瓦斯TSP203安全评估 无突出危险有突出危险加强通风制定防突方案抽放瓦斯开 挖初期支护二次衬砌图 高瓦斯隧道施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 安装防爆电器设施6.2.1.1 高瓦斯隧道采用公用电网和自备发电站双电源供电,自备发电站安装备用电源自动切换装置,公用电网停电时自备发电机自动供电，保证通风机、瓦斯监测系统、洞内照明设备的供电和正常运转。6.2.1.2 按“三专”专用防爆变压器、专用开关、专用供电线路，“两闭锁”瓦电闭锁（瓦斯浓度超标时与供电的闭锁）、风电闭锁（局部通风与供电的闭锁）布设
8、洞内配电设备及照明电器。6.2.1.3 洞内配电设备及照明电器全部采用防爆型,低压配电箱必须具有断相、短路、漏电和接地保护功能。6.2.1.4 采用不延燃橡套电缆布置洞内高、低压电缆，各种电缆的分支连接必须使用与电缆配套的防爆连接器、接线盒，移动式或手持式电气设备的电缆采用专用不延燃电缆。6.2.1.5 隧道内高压电网的单相接地按电容电流小于20A施工，禁止高压馈电线路单相接地运行，隧道内各种机电设备和作业机械严禁接地，作业机械严禁带电检修。6.2.2 机械设备防爆改装6.2.2.1 对洞内施工的工程机械的柴油机的“冷却方式、启动方式”进行防爆改装。6.2.2.2 对防爆柴机在使用过程中可能受
9、到撞击的部位采用轻金属制造成的，在其外设置喷涂保护层，或设置钢质罩壳保护。6.2.2.3 在柴油机的进气系统前设置阻火器，即在空气滤清器后端设置阻火器空气关断阀。在柴油机的排气设置水洗箱及阻火器，水洗箱安装在阻火器前，以使防爆柴油机废气排出前通过水洗箱，消除火星。6.2.2.4 改装柴油机，使其具有声光报警功能，当排气温度高于70，表面温度高于150，冷却水温度高于95或厂家设计值，废气处理箱缺水，润滑油压力、液压油压力、压缩空气压力低予最低压力，超过最高转速时自动报警。6.2.3 查找瓦斯6.2.3.1 成立超前地质预测预报小组当瓦斯隧道比较集中或一座瓦斯隧道分别由进出口相向掘进时,宜成立一
10、个超前地质预报小组，小组至少配置1名熟悉物探和钻探的地质工程师，1名钻机熟练操作工。6.2.3.2 根据瓦斯隧道地质分级表，开挖前以每100m/次的频率采用TSP203长距离预报开挖掌子面前方地质状况，前后两次搭接10m，探测后结合工程地质法对前方地质情况进行判释；再采用超前深孔钻孔每30m/次，布置3孔，探测并验证前方地质状况，每次搭接5m，每孔探测时应测量钻孔瓦斯每分钟涌出量，瓦斯压力。6.2.4 安全评估 根据超前预测预报的资料，对待开挖段进行风险评估。根据瓦斯涌出量，瓦斯压力，判释其是否为高瓦斯工区，有无突出危险。当瓦斯涌出量0.5m3/min为高瓦斯工区，有突出危险，反之则为低瓦斯工
11、区，无突出危险。6.2.5 加强通风6.2.5.1 成立专门通风管理小组,负责通风管理。1、专门通风管理小组由组长、洞内通风管道维护班、风机操作司机和维护人员组成。2、其中组长宜由架子队副队长担任，通负管道维护班除根据开挖掘进进度及钻爆作业进程安装拆除通风管道外，还应随时巡视通风管道的破损情况，用风速仪、风压计测风速、风压，确保通风管道顺直和完好率，及漏风率不大于2%，洞内回风速度在于0.5m/s，并作好记录。3、风机操作司机和维护人员，应随时检视风机运行状况，搞好风机的日常保养维护，确保工作风机24小时不间断动转，备用风机能在工作风机发生故障后随时启用，并按要求填好风机运转记录。4、小组组长
12、应定期（一般为1周）组织技术员、安全员进行测风工作及风电闭锁测试，分析总结1周通风过程中出现的问题，并制定整改措施；根据开挖进度，确定是否调整通风方式及动态增加通风设备。6.2.5.2 设置通风系统1、在瓦斯隧道配置双风机双管路，风机安装在洞口外，距洞口距离不小于20m，其中风机为防爆风机，通风管道为阻燃抗静电风管。其中在开挖掌子面50m范围内设置可移动式通风管道，确保在开挖或超前预报作业时风管距掌子面距离不大于5m,爆破作业时，将风管快速撤至掌子面50m以外。2、在洞内综合洞室、台车前、断面变化处设置防爆局扇排除瓦斯，对局扇实行风电闭锁措施。在拱顶坍腔处，采取在高压风管上接出分支管，设置喷嘴
13、射风排除积聚瓦斯。3、当采用巷道式通风时，应在横洞处设置防爆射流风机导流，在械洞对应位置设置导风过渡段。4、在隧道洞口明洞衬砌砼上设置风速传感器，通过通信光缆与洞口瓦斯监测中心室的KJ90监测系统连接。6.2.5.3选择通风方式1、对于单线隧道，隧道开挖面积小于64m2,当隧道施工的长度1200m时，可采用压入式通风；当隧道施工的长度1200m时，宜采用混合式通风或巷道式通风。2、混合式通风即在隧道中部一定位置储风室，储风室的新鲜风由洞口压入式风机通过风管送入，然后再在储风室前安装吸入式风机将储风室内的新鲜风送入开挖掌子面。3、当单线隧道设计有平导或双线隧道施工，且平导已超前正洞或双线隧道一条
14、隧道施工超前于另一条隧道较长距离时，可采用巷道式通风。6.2.6 瓦斯检测与监测高瓦斯隧道瓦斯浓度测量，采用“人工检测和远程自动监测”相结合的方式，人工检测与远程监测互相校核，以人工移动方式检测弥补远程监控系统自动监测部位固定的局限。6.2.6.1 成立专门的瓦斯检测组一座隧道多口掘进时，每个口必须成立一个专门的瓦斯检测组，检测组下设专职洞内移动式瓦斯检测班和专职洞口远程监控系统管理班。专职洞内移动式瓦斯检测班每口配置3人，专职洞口远程监控系统管理班配置2人，洞内检测和洞口远程监控均24小时不间断进行。6.2.6.2 设备配置1、人工检测，专职瓦斯检测班，配置CJG10型光干涉式瓦检仪和AZG
15、-2000便携式瓦斯检测报警仪检测瓦斯。2、洞口瓦斯监测室，配置KJ90瓦斯自动监控系统，通过安装在洞内的瓦斯传感器，CO浓度传感器和风速传感器监测瓦斯浓度。KJ90瓦斯自动检测系统由高低浓度瓦斯传感器、温度传感器、风速传感器、洞内分站、远程断电仪、瓦斯风电闭锁装置、主控计算机、备用计算机、专用阻燃电缆、防雷设施组成。6.2.6.3 瓦斯检测部位和频率1、瓦斯人工检测实行三班倒24小时连续检测，连续检测开挖掌子面、模板台车、横通道、各类洞室、断面变化等瓦斯易积聚测部位；掌子面一般检测5点，即拱顶、左右侧拱腰，左右侧拱脚。一般情况下，检测1次/小时，当瓦斯浓度超过0.3%后,应检测1次/15mi
16、n。2、瓦斯自动远程监测实行24小时连续监测，传感器布置在距掌子面5.0m的拱顶，开挖平台的上部，二衬台车的上部。3、严格执行“放炮员、工班长、瓦斯检查员”在场的“一炮三检制”和“三人联锁放炮制”，并及时收回检测报表报经理部安质部及总工程师审阅。6.2.7.4 瓦斯检测仪器的校验及频率1、瓦斯传感器、CO浓度传感器、风速传感器，每10天自检1次，每6个月检定1次。2、光干涉式瓦检仪、便携式瓦检仪，每1周自检1次，每6个月检定1次。3、KJ90瓦斯自动监控系统，每10天自检1次，每6个月检定1次。6.2.6.5 定期公示和反馈瓦斯检测浓度1、瓦检员每次检测后，必须将检测结果及时告知工作面带班工班
17、长，形成的检测报告，必须有工作面工班长或带班人员签认，若无签认的记录，一律视为无效记录，并追究瓦检员责任。瓦斯检查必须满足“三对口”的制度，即“隧道检查地点的记录板、瓦斯检查员随身携带的检查手册和瓦斯台帐（或调度日志）”三者上面填记的有关情况和数据要完全一致，而不能出现矛盾、不符或遗漏。2、在每座瓦斯隧道的洞口设置一个瓦斯人工动态检测公示牌，每小时公布洞内各检测部位的瓦斯浓度情况。当瓦斯浓度超标时，现场应立即按照规定启动应急预案，并向领导及时进行通报。6.2.7抽放瓦斯6.2.7.1 瓦斯抽放的临界条件当掌子面瓦斯涌出量3m3/min,对于全隧绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min,应抽放瓦
18、斯。6.2.7.1 卸压钻孔抽放1、在卸压钻孔抽放时，隧道开挖方式宜采取微台阶法，每隔1015m，在左侧或右侧将开挖断面加宽，加宽段横向宽35.0m，纵向长5.0m。2、在每个加宽段内采用钻机钻孔12个，孔径4560mm，孔深515.0m。3、预埋瓦斯抽放封孔器，钻孔钻至设计深度后，在抽放管外卷缠聚氨酯等发泡聚合材料药液进入钻孔将钻孔密封，钻孔孔口采用锚固剂固定。4、连接抽放管路抽放瓦斯。6.2.8 开挖6.2.8.1 上、下微台阶法开挖，台阶长度控制在5m以内，当瓦斯溢出量时0.5m3/min，开挖进尺可控制在2.02.5m，当瓦斯溢出量时0.5m3/min，开挖进尺控制在1m以内。6.2.
19、8.2 采用3#煤矿许用含水炸药，煤矿许用5段电雷管，电力起爆。严禁使用秒或半秒级电雷管。使用煤矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期时间不得大于130ms。6.2.8.3 采用电雷管起爆时，严禁反向装药；采用正向连续装药结构时，雷管以外不得装药卷。在岩层内爆破，炮眼深度不足0.9m时，装药长度不得大于炮眼深度的1/2；炮眼深度为0.9m以上时，装药长度不得大于炮眼深度的2/3。在煤层中爆破，装药长度不得大于炮眼深度的1/2。6.2.8.4 爆破网络和连线，必须符合下列要求：1、必须采用串联连接方式，检查散杂电流，散杂电流不超标时，爆破人员方可工作，除瓦检人员外的其他人员均撤离工作面，设立警戒
20、人员。线路所有连接接头应相互扭紧，明线部分应包覆绝缘层并悬空。2、母线与电缆、电线、信号线应分别挂在巷道的两侧，若必须在同一侧时，母线必须挂在电缆下方，并应保持0.3m以上的间距。3、母线应采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆，并随用随挂，严禁将其固定。母线长度必须大于规定的爆破安全距离。4、必须采用绝缘母线单回路爆破，装药炮眼不响时，放炮员必须先取钥匙，再将放炮母线摘下扭线短路，至少等15分钟，方可严线检查原因。5、严禁将瞬发电雷管与毫秒电雷管在同一串联网路中使用。6、放炮只许采用矿用防爆型起爆器，并定期检查保养。6.2.8.5 严格执行“一炮三检制”、“三人连锁放炮制”。6.2.9 初期支
21、护爆破过后，立即进行砼初喷，按设计及时施作锚杆+钢筋网+钢架+复喷砼的隧道初期支护，及时使初期支护封闭成环，以便减少瓦斯溢出。喷射混凝土的厚度不应小于15cm，宜掺用气密剂，透气系数不应大于10-11cm/s。6.2.10 二次衬砌6.2.10.1 在衬砌外拱墙范围设置环向盲沟,两侧边墙各设一条纵向盲沟。环向盲沟接至纵向盲沟，纵向盲沟加设水气分离装置，将瓦斯通过排气管引至洞口排出，地下水通过横向水管引入侧沟。6.2.10.2 喷射砼与二衬砼间设置全环瓦斯隔离板，其接缝均与隧道“纵向、横向施工缝和沉降缝”错开；并在二衬砼外紧贴防水板埋设背贴式止水带，在二衬砼中间埋设中埋式止水带，纵向施工缝设中埋
22、式止水带。6.2.10.3 采用厂制钢模台车施工二衬砼，砼采用耐腐蚀砼。7. 劳动力组织 高瓦斯隧道涉及到的工序主要有电器及机械设备防爆改装，超前预报、通风、瓦斯检测、抽放瓦斯、开挖、初期支护、砼施工等，劳动力配置如下表：表1 单工作面作业劳动组织表序号工作项目作业内容人数1电气设备改装及维护电气工程师1电工32机械设备改装机械工程师1机械工23瓦斯检测瓦检员64通风通风工65物探技术员1钻探钻孔46开挖开挖工20挖掘机司机2自卸车司机67初期支护型钢加工6钢筋网片加工2钢架安装8喷射混凝土15混凝土搅拌运输罐车司机48混凝土施工模板工3砼工4泵车司机1混凝土搅拌机司机2装载机司机2机械修理工
23、19测量及其他技术员2测工410其他队长1技术主管1质检员1专职安全员3试验员1电工3修理工2空压机司机3辅助人员58. 主要机具设备主要施工机具见表6:表2 主要施工机具表序号作业名 称规格型号单位数 量备 注1物探TSP预报系统TSP-203套1长距离物探2钻探全液压钻机MKD-5S套1深孔钻探凿岩机YT-28台5浅孔钻探3瓦斯监测自动监控系统KJ90套1光干涉式瓦斯检测仪CJG10台10便携式瓦检仪AZG-2000台10CO传感器KG9201台瓦斯传感器KG9701型台10风速传感器GFW-15型台54通 风轴流式通风机SDF(C)-NO13台2132KW2射流式通风机37kw台2局 扇
24、K45台6通风筒120cmm2000阻燃、抗静电可移动式支架自制m50用于距悬挂掌子面50m范围内可收缩式风筒5人员进出洞监控感应式IC智能卡管理系统V6.8套16通 信矿用电话KTH-门27照明和电力防爆低压变压器36v,20Kw台2防爆高压变压器250KVA台1防爆照明灯KBB-60/127V只150防爆射灯DGS-60/127V只3防爆电缆MY3*25m20001WV防爆电缆MY3*35+1*16m2000照明总电缆380V防爆电缆MY3*50+1*16m400扒碴机、输送泵防爆电缆MY3*70+1*25m2000动力380V（主电缆）防爆电缆MY3*16+1*10m2000动力380V
25、防爆电缆MY2*2.5+1*10m1000照明灯8开挖风 钻YT-28台40钻孔自卸车15T台6防爆改装挖掘机PC220台1防爆改装装载机WA380台1防爆改装9初期支护钢筋切断机GQ40-F台1钢筋(型钢)加工钢筋弯曲机GW40-1台1电焊机BX-300台4钢筋冷弯机台1台式钻床24025台2混凝土喷射机TK-500F台2初期支护混凝土搅拌机JS500台210二次衬砌整体钢模台车9m/台套1二次衬砌混凝土施工混凝土泵HBT60.875ZF套1混凝土罐车SX3255BM324台3搅拌站50m3/min ,JS750台2发电机320KW台111量测及测量仪器防爆全站仪R-322NXm台1防爆对讲
26、机KENWOOD-3160台3精密水准仪DP3000台1水准仪NL24A台2收敛计JSS30A台19. 瓦斯施工监测控制9.1易出现的问题 9.1.1 瓦斯检测仪和瓦斯自动监测系统由于自检和校正不及时所测数据失真；爆破后，自动监测系统受爆破震动影响，有时会自动归零，导致记录数据失真。9.1.2 人工使用光干涉式瓦检仪测量前，未认真换气或换气不彻底，导致所测数据不准确，误导施工管理和作业人员；换气地点温度、气压与检测地点不相当，相差较大，导致所测数据准确性差。9.1.3瓦斯检测员未按照瓦斯检查计划图表的要求逐点检查，导致漏检，存在不安全隐患。9.2保证措施9.2.1 定期自检和聘请第三方检测机构
27、校正仪器；人工每班检测应采用两台或两台以上光干涉式瓦检仪测量，以便校核，每班爆破检测数据后，及时将人工检测数据与自动监测系统所测数据进行比较，不符时及时纠正。9.2.2 每次人工检测前，必须在隧道内找一处空气相对新鲜，气温、气压与待测点相当的地方彻底换气。9.2.3 严格要求专职瓦检员必须按照瓦斯检查计划图表的要求逐点检查，隧道安全员、领工员及架子队领导要定期或不定期进行抽查，对责任心不强或缺失的人员要及时更换。10.安全措施10.1主要安全风险分析10.1.1 高瓦斯隧道主要安全风险是瓦斯燃烧、瓦斯爆炸和瓦斯突出，极易引发重大事故或特别重大事故，造成作业人员群体伤亡和巨大的财产损失。10.2
28、保证措施10.2.1 严格按照“严隔爆，强通风，勤监测，降浓度，控火源，早预报，适排放，防突出，快封闭”的原则施工。10.2.2按照项目部的统一安排和要求，对瓦斯隧道施工的所有人员进行强化培训，并做到全员培训持证上岗。10.2.3所有进洞作业机械设备和洞内电气设备必须进行隔爆处理或采用防爆设施、设备。10.2.4 杜绝火源进洞，严格两级进洞(进入高瓦斯作业区、进入高瓦隧道两级)准入安全检查，切实实行封闭式管理，严禁将易燃、易爆、易产生火花和静电的物品携带入洞。由于洞内特殊作业需要，确实要使用明火作业的工序，必须执行“动火使用”制度，严格申请审批手续办理，对不执行制度的人和事要按照“四不放过”原
29、则即犯即纠、一查倒底，严肃处理。10.2.5 严格执行通风管理制度，瓦斯隧道施工应连续通风，无故不得随意停风，如需停风，必须严格按照停风报批制度执行；通风系统的所有运转情况，必须建立运行管理档案。通风设施安装完正常动转后，每10天进行1次全面测风，对掌子面和其他用风地点，根据实际需要隧道测风，每次测风结果做好记录并写在测风地点的记录牌上。10.2.6 切实将超前预测预报纳入工序管理，做到“不探不挖、不明不挖”。10.2.7 严格执行瓦斯检测监控管理制度，按规定频次检测瓦斯和监控瓦斯，执行瓦检测签认和交接班签认制度并及时填写公示牌，定期校验瓦斯监测和检测仪器，遇瓦斯异常及时启动应急预案和逐级上报
30、。10.2.8成立高瓦斯隧道防突应急抢险小组并制定方案到位、措施到位、物资供应到位和人员到位的“四位一体”综合应急预案，对应急预案进行定期演练。11.环保措施高瓦斯隧道施工， 24小时不间断通风的通风机产生的噪声，是造成环境污染的主要因素，对人体健康和工作效率都有不同程度的影响。11.1 用消声材料(隔声墙、隔声值班室等)将发声体与周围环境隔开。11.2 在通风机上安装消声装置，消除或减弱噪声的传播。12.应用实例12.1工程简介由中铁一局集团第五工程有限公司施工的图山寺隧道位于四川省南充市万家乡及老君镇境内，隧道设计为单线隧道，设计行车速度为160Km/h，全长3216米，最大埋深160m。
31、为施工通风，分别在进口线路右侧及出口线路左侧各设置800m长平导一座。隧道穿过两套地层，分别为第四系土层和侏罗系泥岩夹砂岩，围岩基本分别为、级。地下水不发育，主要有第四系孔隙水和基岩裂隙水。不良地质主要为高浓度瓦斯，隧道深孔天然气测试结果显示，单孔天然气最高浓度9500ppm，计算隧道天然气含量6087m3 ，瓦斯压力0.2kpa，天然气绝对涌出量3.03 m3/min。施工中揭示瓦最高浓度达5.0%,最大瓦斯压力达0.21MPa，天然气绝对涌出量达3.42 m3/min。隧道采用微台阶法施工，初期支护采用喷锚支护， C25气密性混凝土喷护，二次衬砌采用模筑混凝土施工，混凝土采用气密性C35混
32、凝土。12.2施工情况图山寺隧道施工中针对高瓦斯隧道的特点，洞内所有电器设施采用防爆电器或不延燃电缆、将洞内施工机械进行了防爆改装；切实将超前预测预报纳入工序管理，采取物探（TSP203超前预测预报系统）和钻探（超前钻孔和5m加深炮眼进）相结合的方式探测瓦斯，做到“不明不挖，先探后挖”；开挖采取人工钻眼，3#煤矿许用炸药，5段电雷管爆破，每炮孔采用水袋堵塞炮孔，爆破作业坚持“一炮三检制”和“三人连锁放炮”等制度；建立人工检测和KJ90远程自动监测的监测系统，24小时不间断连续监测瓦斯、CO浓度和回风速度，在KJ90瓦斯远程自动监控系统中设置断电仪，实现“瓦电闭锁”；采用防爆双风机、阻燃抗静电双
33、管路向洞内24小时不间断供风，先期采用压入式通风，平导贯通后采用巷道式通风，在通风系统中安装断电仪，实现“风电闭锁”；制定严格的两级门岗管理制度，严禁火源进洞，严格落实工序实名制管理、三员带班等18项安全管理制度。2010年5月1日,图山寺隧道进口平导PDK786+090掌子面超前钻孔，钻至PDK786+098处,采用CJG10光干涉式瓦检仪测得的瓦斯浓度为5.0%,2011年5月3日图山寺隧道进口平导PDK786+100掌子面开挖后,自动监测系统检测到瓦斯浓度达3.99%,通风15分钟后,专职瓦检员进洞采用CJG10光干涉式瓦检仪测得瓦斯浓度为0.29%；图山隧道2009年11月10日开工后，历时19个月于2011年6月30日贯通。12.3工程结果评价施工中通过对高瓦斯隧道的研究，掌握了电器设备的隔爆处理、机械设备的改装，掌握了瓦斯的预测预报和瓦斯抽放技术，掌握了高瓦斯隧道通风技术；制定严格的进洞管理制度、瓦斯检测制度、通风管理制度，确保了高瓦斯隧道安全顺利贯通，成为兰渝铁路首座贯通的高风险隧道，得到了兰渝公司、地方政府、设计和监理单位的认可，取得了较好的社会效益。12.4建设效果及施工图片 图山寺隧道进口 瓦斯公示 TSP203超前预报 隔爆罐车 瓦斯监控中心 二级门岗管理 隔爆输送泵 进出洞实名监控 图山寺贯通 图山寺贯通仪式 洞内瓦斯探头 人工检测瓦斯浓度
