（阳黎高速公路建设管理处山西太原030006）
【摘要】我国矿产资源丰富，地下蕴藏着大量的煤炭。隧道穿过煤层，瓦斯溢出，达到一定浓度极易发生瓦斯爆炸，危及人民财产安全。高瓦斯隧道施工与普通隧道最大的区别在于要充分考虑瓦斯的危害，保证整个施工过程中的施工安全。文章基于高瓦斯隧道施工实践，从高瓦斯隧道的瓦斯测点布置、瓦斯检测方法、各工序施工技术等方面做了全面阐述，并指出了解决办法。
【关键词】高瓦斯；隧道；超前地质预报；瓦斯监测系统
【中图分类号】TD7【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2016）24-0040-02
1.工程概况
某高瓦斯隧道，左洞起讫点里程桩号ZK189+300-ZK190+640，长度为1340m；右洞起讫点桩号为YK189+302-ZK190+648，长度为1346m。隧道开挖工作面最大面积为146m2。隧道围岩为Ⅴ级围岩，较破碎，主要为砂岩、页岩。围岩裂隙文理较发育，有季节性裂隙水，呈雨淋式，分布于整个隧道长度范围内。
由于隧道穿越煤层，隧道施工区域内有多个煤矿，且勘测过程中发现隧道开挖范围内存在大量瓦斯气体，极易出现瓦斯突出，瓦斯爆炸的情况。施工中采用瓦斯检测系统与人工相配合的方式检测瓦斯浓度，严格执行“一炮三检”制度。
2.瓦斯检测与防治措施
2.1瓦斯检测点布置
瓦斯检测点位置的选择应有代表性，可以准确反映整个隧道的瓦斯浓度，给施工提供参考。
（1）隧道开挖工作面测点布置。隧道开挖工作面是瓦斯溢出的主要位置，应对开挖炮孔内、迎头等位置进行瓦斯探头布置。并结合人工检测，在钻孔、装药、放炮后进行瓦斯检测，严格实行“一炮三检”制度。
（2）电机等电器设备附近测点布置。接近开挖工作面的电机等电器设备附近应设置测点，以防在电器使用过程中引发瓦斯爆炸。
（3）隧道拱顶测点布置。瓦斯气体密度小，质量轻，容易积聚在拱顶位置。当隧道存在超挖时，局部冒落处也容易积聚瓦斯气体。另外，开挖台车顶部也是瓦斯检测的一个重点。对拱顶位置的瓦斯浓度检测存在一定的危险，一般应采用布置检测探头，利用瓦斯检测系统进行检测的方式。
（4）停风区测点布置。停风区在恢复通风前，应对电源与开关附近的瓦斯浓度进行人工检测。
（5）隧道工作面20m范围内测点布置。隧道工作面20m范围内也是瓦斯溢出的主要地点，应在进、回风侧做好瓦斯浓度检测，保证施工安全。一般可采用瓦斯检测系统检测的方式。
2.2瓦斯检测方法
（1）超前地质预报检测法
超前地质预报检测法是在开挖前对掌子面前方的瓦斯浓度进行检测的一种方法。超前地质预报可采用掌子面地质素描、水平钻孔等方式进行检测。可以预先测定掌子面前方瓦斯分布情况，及时制定相应的措施进行处理，保证人员和财产安全。
（2）瓦斯监测系统
瓦斯监测系统是在煤矿用瓦斯检测系统的基础上进行了改进，可以对掌子面瓦斯浓度、仰拱瓦斯浓度、回风流瓦斯浓度进行实时检测。瓦斯监测系统在发现瓦斯浓度处于危险范围时，即发出报警信号，提醒工作人员立即停工，撤出隧道。工作人员切断电器电源，加大风机功率，加强通风强度，瓦斯浓度降低后方可恢复施工。另外，瓦斯监测系统也可直接切断电源，以防止施工用电引起瓦斯爆炸。
（3）通风。
本项目设计采用压入式风机进行通风，要求隧道内风速不低于1m/s，以保证将隧道内的粉尘能够及时排除，降低瓦斯浓度。
（4）使用防爆设备。
隧道内运行的设备必须进行防爆改装，并进行模拟试验。应使用乳化炸药代替硝铵炸药，以保证施工安全。
施工前对瓦斯浓度进行测定，当瓦斯浓度达到施工条件时方可进行施工。
3.高瓦斯隧道施工技术
3.1开挖
该项目隧道围岩为Ⅴ级围岩，较破碎，围岩自稳能力差，拟采用台阶法开挖。爆破开挖前对开挖面瓦斯浓度进行检测，在允许范围内方可进行钻孔作业。钻孔后应采用人工检测炮孔内瓦斯浓度。施工中应保证掌子面通风照明良好，保障工作环境。
（1）钻孔装药。
隧道开挖采用三台阶开挖法，即拱部、边墙、仰拱分别开挖的方式。开挖应尽量采用短进尺，尽量减少超挖。钻孔采用湿式钻机，严禁采用干钻。装填炸药后应再次检测掌子面瓦斯浓度，合格后方可进行爆破作业。
（2）爆破。
爆破起爆器材采用电雷管、非电雷管、电子起爆器，通过毫秒管连接。起爆前全体人员必须撤出洞外，并将台车和其他设备移至安全距离以外。爆破后即进行通风，检测瓦斯浓度。通风30min后，瓦斯检测员佩戴相应防爆器具进入工作面进行瓦斯检测。待瓦斯浓度小于1%时，方可进入洞内作业。
（3）出渣。
出渣前应对开挖面进行洒水喷淋，确保彻底湿润后方可进行装渣。以防止因装渣过程中产生火花引起瓦斯爆炸。装渣自卸车、挖掘机、装载机必须经过防爆改装，否则不得进入掌子面作业。
3.2初期支护
开挖完成后即可进行初期支护，本项目采用锚杆钢筋网喷射混凝土加设钢拱架的支护方式。
（1）初喷。
开挖完成后即可进行初喷。初喷主要是封闭掌子面空隙，减少瓦斯溢出。喷射混凝土施工机械必须采用防爆型，应尽量采用湿喷。
（2）钢拱架支护。
钢拱架应严格按施工要求进行加工、拼装和固定。
（3）喷射混凝土。
喷射混凝土前对钢拱架、锚杆支护情况进行检查，合格后方可进行施工。喷射混凝土施工中应加强通风，并实时检测瓦斯浓度。
3.3复合式防水层施作
当初支通过监控量测后即可进行防水层施工，该项目采用复合式塑料防水板作为防水层。施工中应对其固定间距、焊接质量、搭接宽度等进行严格检查。焊接过程中应提前检查瓦斯浓度，防止局部瓦斯溢出引发安全事故。一般采用Ф100钢管作为瓦斯排放管，安装在初期衬砌喷射混凝土与复合式防水层之间。并按照梅花型布置开孔，便于瓦斯从管内排出洞外。施工中应按照设计要求布置瓦斯排放管，不得漏放或间断。
3.4隧道内瓦斯排放处理
应考虑隧道运营后瓦斯气体的排放，设置瓦斯排放装置。一般在隧道拱顶部分设置瓦斯排放管，将溢出的瓦斯气体排出到洞外。
3.5二次衬砌施工
（1）施工缝处理，二次衬砌的施工缝是隧道内渗水、瓦斯泄露的薄弱点。施工时应采取有效措施保证止水带的位置准确。防水层接缝处应做气密试验。
（2）二次衬砌采用气密性防水混凝土，施工过程严格控制各工序，保证配合比准确。二次衬砌施工设备应进行防爆处理。施工中应严格控制混凝土振捣，保证混凝土振捣均匀，排出多余的气体和水分。二次衬砌混凝土养生期不少于28d，应洒水保湿养生。
4.结论
在我国山岭地区，穿越煤层隧道的高瓦斯隧道数量较多，且都存在较大的安全隐患。对高瓦斯隧道瓦斯浓度进行探测、监测与检测，已经是现在普遍比较认可的施工方式。瓦斯监测系统与人工检测相结合进行瓦斯浓度检测，加强通风降低瓦斯浓度，这也是施工中常用的瓦斯控制方法。文章从高瓦斯隧道施工的各个工序对瓦斯浓度检测提出了控制办法，对现场施工具有一定指导意义。
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作者简介：1977年，男，山西省保德人，单位：阳黎高速公路建设管理处，学历：本科，毕业于西南科技大学土木工程，职称：工程师。