CN108316929A - 一种水利水电瓦斯隧洞施工方法 - Google Patents
一种水利水电瓦斯隧洞施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108316929A CN108316929A CN201810083700.XA CN201810083700A CN108316929A CN 108316929 A CN108316929 A CN 108316929A CN 201810083700 A CN201810083700 A CN 201810083700A CN 108316929 A CN108316929 A CN 108316929A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- hole
- tunnel
- hydropower
- water conservancy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/006—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by making use of blasting methods
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/003—Arrangement of measuring or indicating devices for use during driving of tunnels, e.g. for guiding machines
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
Abstract
本发明公开了一种水利水电瓦斯隧洞施工方法,包括在隧洞内施工40m超前探测孔,对探测孔处的瓦斯气体进行检测,若存在瓦斯气体,则对探测孔内的瓦斯压力和探测孔的瓦斯涌出量进行测量,并通过排放使探测孔内的瓦斯压力小于0.15MPa,涌出量不大于4L/min,测定隧洞内瓦斯浓度不超过1%,则进行爆破流程。本发明一种水利水电瓦斯隧洞施工方法实现水利水电工程中的瓦斯隧洞快速、安全的施工,大大消除了瓦斯隧洞施工安全隐患、规避了大量安全风险,而且施工过程中能确保交叉监测、多重保障、安全可靠,并未该施工技术为类似工程提供了经验。
Description
技术领域
本发明涉及隧洞施工领域,尤其涉及一种水利水电瓦斯隧洞施工方法。
背景技术
随着越来越多的水利工程开工建设,瓦斯隧洞更加常见。瓦斯是一种混合气体,其主要成分是甲烷(俗称沼气)。瓦斯的危害有燃烧、爆炸,当瓦斯浓度非常高时,也可降低空气中氧气浓度使人窒息。瓦斯爆炸事故是最常见的,有效防范瓦斯爆炸事故同样适用于瓦斯燃烧和窒息事故的预防。瓦斯爆炸必须具备三个条件:氧气浓度达到12%、一定的瓦斯浓度和点火源。瓦斯的存在,极大的加大了隧洞施工过程中的安全风险,容易造成群死群伤的重特大安全事故。但是,目前在行业内还尚无完善的理论体系指导瓦斯隧洞施工。
国内水利水电工程水工瓦斯隧洞数量较少。水工隧洞与公路、铁路隧洞相比较主要存在以下不同:隧洞断面较小,多为水电项目有压引水隧洞,隧洞线路穿越山体岩层较完整、无含油气裂隙等。目前国内水工瓦斯隧洞安全防治主要使用的手段仅为对瓦斯隧洞或瓦斯洞段采取加强通风,改善瓦斯的流动状态,使更多的隧洞顶部、裂隙内的吸附瓦斯快速转换为游离瓦斯,增大瓦斯抽排,降低了瓦斯突出的危险。但是无瓦斯预警、瓦斯监测、瓦斯防爆等相关系统性、完整性的水工瓦斯隧洞安全防治技术方法。目前的技术层面大都为应激处理措施,不具备系统性、完整性的条件。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种水利水电瓦斯隧洞施工方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
一种水利水电瓦斯隧洞施工方法,包括以下步骤:
S1、在隧洞内施工40m超前探测孔,对探测孔处的瓦斯气体进行检测,若不存在瓦斯气体,则跳转至步骤S5;
S2、若存在瓦斯气体,则对探测孔内的瓦斯压力和探测孔的瓦斯涌出量进行测量;
S3、对探测孔内的瓦斯压力进行检测;
A1、若瓦斯压力小于0.15MPa,则跳转步骤S5;
A2、若瓦斯压力位于0.15MPa~0.74MPa之间,则通过加强通风进行自然排放,并持续进行瓦斯压力检测;
A3、若瓦斯压力不小于0.74MPa,则通过钻孔抽排流程对瓦斯气体进行排放,并持续进行瓦斯压力检测;
S4、对探测孔的瓦斯涌出量进行检测;
B1、若涌出量不大于4L/min,则跳转步骤S5;
B2、若涌出量大于4L/min,则通过钻孔抽排流程对瓦斯气体进行排放,并持续对瓦斯涌出量进行检测;
S5、测定隧洞内瓦斯浓度,若超过1%,则通过通风系统进行通风;若浓度不超过1%,则进行爆破流程;
S6、测定上一次超前探测孔起始桩号至掌子面桩号之间的距离;
C1、若达到35m,则施工新的40m超前探测孔,跳转至步骤S1;
C2、若未达到40m,则跳转至步骤S2;
具体地,上述步骤S1包括以下步骤:
D1、实施深孔水平钻,在隧洞开挖断面施工2个孔径为75~100mm、长度为40m的地质超前钻孔;
D2、对探测孔孔口进行直接检验是否有瓦斯气体;
D3、初步探明存在天然气突出可能或长时间大量涌出时,在距离瓦斯突出位置增设验证孔和定位孔;
所述验证孔在距离预测瓦斯位置20m处,其为在开挖面上的2个φ89mm的探孔,对采用超前钻孔获得的信息进行验证,若与已进行的地质综合预报有偏差,则在开挖工作面上增加1个探测孔进行验证;
所述定位孔在距瓦斯富集带10m垂距处,其为在隧洞掌子面施作3个φ89mm探孔,准确探测开挖工作面前方上部及左右瓦斯富集带位置,掌握并收集探孔施作过程中的瓦斯动力现象。
具体地,上述步骤S5中隧洞内瓦斯浓度测定方法包括自动监控系统测定和人工移动式检测;
所述自动监控系统测定采用KJ325煤矿安全检测监控系统;
所述人工移动式检测由瓦斯检查员持光干涉式甲烷测定仪定对测点进行检测,人工移动式检测采用断面6点法,每个检测断面的拱顶点、两拱脚点、两边墙脚点和底板中点同时检测。
优选地,所述检测断面包括为掌子面、回风口、放炮地点、紧急停车带和隧洞内凹陷点,人工检测频率为每八小时检测不少于三次。
具体地,上述步骤S5中通风系统包括安装在隧洞进出口和各个检修交通洞口的主通风机、与所述主通风机连通的沿隧洞布置的风管;
其通风方法为压入式通风,隧洞内的风俗不小于0.5m/s,风管百米漏风率不大于2%。
具体地,上述步骤S5中的爆破流程包括以下步骤:
E1、打炮眼,并进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;
E2、装药、连线,并进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;
E3、起爆,并进行通风散烟,等待30min后,进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;
E4、进行安全处理后,运出炮渣,并建立临时支护。
优选地,炸药采用3级煤矿许用岩石软化炸药,若为瓦斯突出危险工作面采用3级煤矿许用含水炸药,雷管采用延时130ms内、1~5段煤矿许用电雷管,起爆线采用多股软质铜芯线,起爆器实用200型防爆起爆器,炮眼采用泡泥封堵。
具体地,上述步骤S3和步骤S4中的钻孔抽排流程包括在距离瓦斯突出位置5m垂距的掌子面处向瓦斯突出段布设直径为75-100mm排放孔,排放钻孔应超过瓦斯突出面0.5m。
本发明的有益效果在于:
本发明一种水利水电瓦斯隧洞施工方法实现水利水电工程中的瓦斯隧洞快速、安全的施工,大大消除了瓦斯隧洞施工安全隐患、规避了大量安全风险,而且施工过程中能确保交叉监测、多重保障、安全可靠,并未该施工技术为类似工程提供了经验。
附图说明
图1是本发明所述的一种水利水电瓦斯隧洞施工方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图1所示,本发明一种水利水电瓦斯隧洞施工方法,包括以下步骤:
S1、在隧洞内施工40m超前探测孔,对探测孔处的瓦斯气体进行检测,若不存在瓦斯气体,则跳转至步骤S5;
S2、若存在瓦斯气体,则对探测孔内的瓦斯压力和探测孔的瓦斯涌出量进行测量;
S3、对探测孔内的瓦斯压力进行检测;若瓦斯压力小于0.15MPa,则跳转步骤S5;若瓦斯压力位于0.15MPa~0.74MPa之间,则通过加强通风进行自然排放,并持续进行瓦斯压力检测;若瓦斯压力不小于0.74MPa,则通过钻孔抽排流程对瓦斯气体进行排放,并持续进行瓦斯压力检测;
S4、对探测孔的瓦斯涌出量进行检测;若涌出量不大于4L/min,则跳转步骤S5;若涌出量大于4L/min,则通过钻孔抽排流程对瓦斯气体进行排放,并持续对瓦斯涌出量进行检测;
S5、测定隧洞内瓦斯浓度,若超过1%,则通过通风系统进行通风;若浓度不超过1%,则进行爆破流程;打炮眼,并进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;装药、连线,并进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;起爆,并进行通风散烟,等待30min后,进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;进行安全处理后,运出炮渣,并建立临时支护;
S6、测定上一次超前探测孔起始桩号至掌子面桩号之间的距离;若达到35m,则施工新的40m超前探测孔,跳转至步骤S1;若未达到40m,则跳转至步骤S2;
采用深、浅孔水平钻相结合的方法,对瓦斯突出、突泥、涌水等进行了有效的预防。
地质超前钻探分为深孔水平钻和浅孔水平钻两部分。首先实施深孔水平钻,在隧洞开挖断面处施作2个孔径75~100mm、长40m的地质超前钻孔(每35m作为一个循环,搭接5m),初步确定钻孔段隧洞是否存在瓦斯及其赋存情况,同时采用钻孔孔口直接测试方法进行检验。当采用深孔超前钻初步探明存在天然气突出可能或长时间大量涌出时,在距离瓦斯突出可能位置20m左右增设超前水平钻浅孔(即验证孔和定位孔)进行验证和定位,并掌握收集探孔施作过程中的天然气动力现象。
①验证孔:在距离预测瓦斯位置20m(垂距)处的开挖面打2个φ89超前验证探孔,对采用超前钻孔获得的信息进行验证,若与已进行的地质综合预报有偏差,则在开挖工作面上增加1个探测孔进行验证。在验证孔钻探过程中也需进行天然气测试,测试仪器和要求同深孔。
②定位孔:在距瓦斯富集带10m垂距处的隧洞掌子面施作3个φ89mm探测孔,准确探测开挖工作面前方上部及左右瓦斯富集带位置,掌握并收集探孔施作过程中的瓦斯动力现象。在定位孔钻探过程中也需进行天然气测试,测试仪器和要求同深孔。根据以上预测预报结果判断隧洞前方的瓦斯有突出危险时,需要采取钻孔排放措施。在距离瓦斯突出位置5m垂距的掌子面处向瓦斯突出段布设直径为75-100mm排放孔,排放钻孔应超过瓦斯突出面0.5m,钻孔间距根据实测的有效排放半径而定。
隧洞内瓦斯浓度测定方法包括自动监控系统测定和人工移动式检测,实现对瓦斯隧洞的有毒、有害气体和隧洞内风速、风量实施24小时不间断监控。
自动监控系统测定采用KJ325煤矿安全检测监控系统,其符合《煤矿安全监控系统通用技术要求》(AQ6201-2006)的规定,并取得煤矿矿用产品安全标志。监测监控系统各配套设备应与安全标志证书中所列产品一致。甲烷、馈电、设备开停、风压、风速、一氧化碳、烟雾、温度、风门、风筒等传感器的安装数量、地点和位置必须符合《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)要求。监测监控系统传感器应按规定定期调校,保证监测数据准确可靠。甲烷传感器应垂直悬挂,距顶板(顶梁、屋顶)不得大于300mm,距巷道侧壁(墙壁)不得小于200mm,并应安装维护方便,不影响行人和行车。
人工移动式检测由瓦斯检查员持光干涉式甲烷测定仪定对测点进行检测,人工移动式检测采用断面6点法,每个检测断面的拱顶点、两拱脚点、两边墙脚点和底板中点同时检测,主要检测断面为掌子面、回风口、放炮地点附近20m内、紧急停车带、隧洞内有明显凹陷的地点、电动机及开关附近、电缆接头、超前孔附近。尤其加强对隧洞上部、坍塌洞穴、避人(车)洞等各个凹陷处通风不良、瓦斯易积聚等死角的检测。人工检测频率为每八小时检测不少于三次,当发现瓦斯浓度大于2%,应加强通风稀释后方可进行检查。
通风系统包括安装在隧洞进出口和各个检修交通洞口的主通风机、与主通风机连通的沿隧洞布置的风管。
通风系统的设计可参考《煤矿矿井风量计算方法》(MT/634-1996)等相关资料,瓦斯隧洞施工期间的风量应根据隧洞内同时工作的最多人数、隧洞内同时放炮使用的最多炸药量、隧洞内各工作面瓦斯同时涌出量、瓦斯隧洞所需风速不小于0.5m/s、稀释内燃机排放废气中有害气体浓度值许可浓度等8种方法进行核算,取其中最大值,根据风量选取风机型号和风管尺寸。
风机采用防爆型,备用一套同等性能的通风机,并经常保持良好的使用状态。主风机布置在洞口20米以外,风管出风口距开挖工作面的距离不超过5米。局部通风机根据工程实际安设,其中若有瓦斯突出工区掘进工作面附近的局部通风机,实行三专(专用变压器、专用开关、专用线路供电),并安设风电闭锁、瓦电闭锁装置。洞外设柴油发电机为备用电源,安装风电闭锁装置。当一路电源停止供电时,备用电源应在15分钟内启动,保证风机正常运转。通风机宜设有高、中、低速度,可根据掘进的距离选用不同的速度,以减少风机更换次数。风管采用抗静电、阻燃风管,风管百米漏风率不大于2%。
安全(通风)管理组进行现场通风管理和实施。每天对风风机和风管进行一次检查,风管安装必须平、直、顺,通风管路转弯处安设刚性弯头,并且弯度平缓,避免转锐角弯。通风系统或设施出现异常时,如通风风管脱节或破损等,必须立即修复,尽快恢复正常通风。
定期对现场通风效果和瓦斯涌出情况进行检测,根据检测结果对通风系统及时进行阶段调整,必须保证内瓦斯浓度不超限。
瓦斯隧洞应实施连续通风,因工序衔接、施工组织等临时停工的施工地点也不得停风。因检修、停电等原因停风时,必须撤出人员,切断电源。恢复通风前,必须检查瓦斯浓度。当停风区中瓦斯浓度不超过1%,并在压入式局部通风机及其开关地点10m以内风流中的瓦斯浓度均不超过0.5%时,方可人工开动局部通风机。当停风区中瓦斯浓度超过1%时,必须采用逐级通风的方式,将停风区中局部通风机及其开关附近瓦斯浓度降至0.5%以下时,方可人工开动局部通风机。回风系统内还必须停电、撤人。只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不超过1%时,方可人工恢复局部通风机供风的隧洞中的一切电气设备供电。
另外的,所有的电气设备应保证安全用电,所有电气设备必须采用煤矿用防爆型,各级配电电压和各种机电设备的额定电压等级须满足《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120—2002)的要求,高压≤10000V,低压≤1140V,手持式电气设备、电话、信号装置、照明电压不得超过127V。洞外应设置发电机作备用电源,发电机功率应保证风机正常运转。电力安全组负责机电的安装、检查、维护。各种机电设备在使用期间每班、日必须进行检查。每周不少于一次定期检查,每月不少于一次大检查,重点检查机电设备供电线路、开关、变压器、瓦斯浓度超限与供电设备的闭锁、局扇与供电的闭琐。做到供电线路无明接头,无接头连接不牢或散接头,有漏电保护装置,有接地装置,电线悬挂整齐,防护装置齐全。洞内使用的各类防爆电气设备。
照明灯具的选用应符合下列规定:灯头,开关必须使用防爆型,开关必须设置在送风道或洞口;开挖工作面附近的固定照明灯具必须采用Exd I型矿用防爆照明灯;已衬砌段的固定照明灯具可采用Exd II型矿用防爆照明灯;移动照明必须使用矿灯。
电缆应采用煤矿用阻燃电缆。线路布设应满足以下条件:电缆应悬挂,悬挂点间的距离不得大于3米;电缆不应与风、水管敷设在同一侧,当受到条件限制需敷设在同一侧时,必须敷设在管子的上方,其间距应大于0.3米;高、低压电力电缆布置在同一侧时,其间距应大于0.1米,高压与高压、低压与低压电缆间的距离不得小于0.05米。电缆之间连接的接线盒必须是防爆型的。高压纸绝缘电缆接线盒内必须灌注绝缘充填物。
经由地面架空线路引入隧洞的供电线路必须在洞口处装设避雷装置;由地面直接进入隧洞内的轨道和露天架空引入(出)的管路必须在隧洞洞口附近将金属体进行不少于2处的集中接地;通信线路必须在洞口处装设熔断器和避雷装置。隧洞内36V以上的和由于绝缘损坏可能带有危险电压的电气设备的金属外壳、构架等都必须有保护接地,其接地电阻应满足下列要求:接地网上任一保护接地点的接地电阻不得大于2Ω;移动式或手持电气设备与接地网间的保护接地所用的电缆芯线的电阻值不得大于1Ω。
洞内装设及检修各种电气设备时,必须先切断电源,电缆互接或分路时,必须在洞外进行锡焊或绝缘包扎并热补,严禁在洞内电缆上临时搭接电灯或其他设备,电缆接头在洞内时应在特制的防爆接线盒或有防爆接线盒的设备内进行连接。
爆破流程中的炸药采用3级煤矿许用岩石软化炸药,若为瓦斯突出危险工作面采用3级煤矿许用含水炸药,雷管采用延时130ms内、1~5段煤矿许用电雷管,起爆线采用多股软质铜芯线,起爆器实用200型防爆起爆器,炮眼采用泡泥封堵。钻孔采用湿式作业,当瓦斯超过预警浓度时,应立即停止作业。装药与连线放爆地点保证风量足,风向稳,局扇无循环风,瓦斯浓度低于预警浓度,掌子面风流无阻塞面≥2/3。炮孔应采用泡泥封堵,无封泥或封泥不足或不实的炮孔严禁爆破。
另外的,为了进一步进行消防管理,禁止火源进洞,洞口、门卫室、通风机房等附近20m范围内不得有火源。严格执行动火审批制度,未经过许可,施工人员不得在洞内进行可以导致高温与发生火花的作业,当情况特殊不可避免进行电焊、气焊等工作时,必须报项目部总工程师准,在焊接、切割等工作地点前后各20m范围内,瓦检员随时检查,保证风流瓦斯浓度不得大于0.4%,动火点周围不得有可燃物,两端各设一个灭火器,在作业完成后对作业点泼水降温,确认无残火后方可进行其他作业。洞内不得存放各种油类,废油及时运出洞外,洞内待用和使用过的棉纱、布头和纸张等,必须存放在密闭的铁桶内。在洞内重点部位设置一定数量的干粉灭火器。
瓦斯防治工作的关键在于通风、瓦斯监测和电器(线)的防爆。因此对通风效果、瓦斯监(检)测设备的准确性、电器(线)的防爆性能进行严格的质量控制才能确保施工安全。
用于隧洞瓦斯监测和检测的设备应通过技术部门、安全部门及瓦斯防治单位联合验收合格后方可投入使用。用催化燃烧原理的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、甲烷检测报警矿灯等,每隔10d必须使用校准气体和空气样,按产品使用说明书的要求调校一次。每隔10d必须对甲烷超限断电闭锁和甲烷风电闭锁功能进行测试。煤矿安全监控系统的分站、传感器等装置在井下连续运行6—12个月,必须升井检修。
专职安全员必须24h值班,每天检查煤矿安全监控系统及电缆的运行情况。使用便携式甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照,并将记录和检查结果报地面中心站值班员。当两者读数误差大于允许误差时,先以读数较大者为依据,采取安全措施,并必须在8h内将两种仪器调准。
隧洞内风速不应小于0.5m/s,风管的百米漏风率不得大于2%。通风管理员每天应对通风管路沿线进行一次全面的检查,保证洞内各处风量满足要求,风机正常运转,风筒安装平、直、顺,风筒转弯处平缓,及时对漏风处进行修补。
防爆电气设备到矿验收时,应当检查产品合格证、煤矿矿用产品安全标志,并核查与安全标志审核的一致性。防爆电气设备应制定严格的检查制度,按要求电气设备电缆进行检查、调整。
该方法提出了瓦斯自动监测系统、人工24h瓦斯巡检、“一炮三检”制、全进洞设备防爆改造、瓦斯监测电气自动闭锁装置等,形成了水工瓦斯隧洞快速、安全的施工新技术,大大消除了瓦斯隧洞施工安全隐患、规避了大量安全风险,而且施工过程中能确保交叉监测、多重保障、安全可靠。
通过以上施工方法,规范化、系统化瓦斯隧洞安全施工方法,减少了瓦斯隧洞施工过程中的安全隐患,有效规避大量安全风险,可以切实保障瓦斯隧洞内施工人员的生命财产安全。大大提高了瓦斯隧洞施工的安全保障系数。采用多重瓦斯监测和防护措施,交叉监测和防护,用系统化信息化的瓦斯防治方法替代传统的隧洞有害气体防护措施,解决了传统防治措施需要投入较多资源,但可靠程度仍然不足的问题,而且极大的降低了传统施工方法中瓦斯监测不准确、信息反馈不及时、系统调控不到位等诸多安全隐患问题,大大提高了水工瓦斯隧洞施工的安全保障性。
下面提供一个具体的实施例:
毗河供水一期工程龙泉山高瓦斯引水隧洞属特长引水隧洞(19+606.6~31+477)全长11870.4m,总体走向从西向东,隧洞断面为城门洞形,洞泾为4.5×4.5m。隧洞纵坡为1:3000。
龙泉山隧洞进口桩号19+646.45,位于福洪乡杏花村5社;
出口桩号31+477.00,位于人和乡金星村2社。
龙泉山隧洞设置三条检修交通洞,检修交通洞洞型为城门洞型,洞径为4.5×5.3m。
1#检修交通洞洞口位于青白江区人和乡油坊村7组,洞长379.2m,检修交通洞进洞底板高程510.5m,坡度i=1/9.58,与主洞相交桩号:22+400.17。
2#检修交通洞洞口位于青白江区人和乡平桥村9组,洞长442.75m,检修交通洞进洞地板高程499.729m,坡度i=1/16,与主洞相交桩号:24+905.37。
3#检修交通洞洞口位于青白江区人和乡壁山村2组,洞长277.49m,检修交通洞进洞底板高程487m,坡度i=1/17.89,与主洞相交桩号:27+534.87。
高瓦斯洞段约5580m,低瓦斯洞段约4344m,剩余非瓦斯洞段开挖过程中仍可能存在瓦斯包或其他瓦斯聚集、喷出形式。隧洞施工过程中安全风险高、防治难度大、若仍采用传统施工方法,工程施工期安全隐患极大。
自2015年5月龙泉山隧洞各开挖工作面陆续开工以来,共经历瓦斯喷出17次,最高瓦斯喷出浓度超过40%。且大部分瓦斯喷出点隐蔽,位于炮孔内、拱脚或洞顶等难以察觉的位置,均通过瓦斯自动监测预警、人工监测预警、设备防爆改装自动闭锁等措施成功规避了安全风险,未发生任何安全事故,保证了施工人员、设备及材料的安全。充分体现了现场实施的水工瓦斯隧洞安全施工方法的可操作性、可靠性,该施工技术为类似工程提供了经验、极具参考价值,有效规避可能发生安全事故造成的经济损失难以计数,社会影响不可预计。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、在隧洞内施工40m超前探测孔,对探测孔处的瓦斯气体进行检测,若不存在瓦斯气体,则跳转至步骤S5;
S2、若存在瓦斯气体,则对探测孔内的瓦斯压力和探测孔的瓦斯涌出量进行测量;
S3、对探测孔内的瓦斯压力进行检测;
A1、若瓦斯压力小于0.15MPa,则跳转步骤S5;
A2、若瓦斯压力位于0.15MPa~0.74MPa之间,则通过加强通风进行自然排放,并持续进行瓦斯压力检测;
A3、若瓦斯压力不小于0.74MPa,则通过钻孔抽排流程对瓦斯气体进行排放,并持续进行瓦斯压力检测;
S4、对探测孔的瓦斯涌出量进行检测;
B1、若涌出量不大于4L/min,则跳转步骤S5;
B2、若涌出量大于4L/min,则通过钻孔抽排流程对瓦斯气体进行排放,并持续对瓦斯涌出量进行检测;
S5、测定隧洞内瓦斯浓度,若超过1%,则通过通风系统进行通风;若浓度不超过1%,则进行爆破流程;
S6、测定上一次超前探测孔起始桩号至掌子面桩号之间的距离;
C1、若达到35m,则施工新的40m超前探测孔,跳转至步骤S1;
C2、若未达到40m,则跳转至步骤S2。
2.根据权利要求1所述的水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:上述步骤S1包括以下步骤:
D1、实施深孔水平钻,在隧洞开挖断面施工2个孔径为75~100mm、长度为40m的地质超前钻孔;
D2、对探测孔孔口进行直接检验是否有瓦斯气体;
D3、初步探明存在天然气突出可能或长时间大量涌出时,在距离瓦斯突出位置增设验证孔和定位孔;
所述验证孔在距离预测瓦斯位置20m处,其为在开挖面上的2个φ89mm的探孔,对采用超前钻孔获得的信息进行验证,若与已进行的地质综合预报有偏差,则在开挖工作面上增加1个探测孔进行验证;
所述定位孔在距瓦斯富集带10m垂距处,其为在隧洞掌子面施作3个φ89mm探孔,准确探测开挖工作面前方上部及左右瓦斯富集带位置,掌握并收集探孔施作过程中的瓦斯动力现象。
3.根据权利要求1所述的水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:上述步骤S3和步骤S4中的钻孔抽排流程包括在距离瓦斯突出位置5m垂距的掌子面处向瓦斯突出段布设直径为75-100mm排放孔,排放钻孔应超过瓦斯突出面0.5m。
4.根据权利要求1所述的水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:上述步骤S5中隧洞内瓦斯浓度测定方法包括自动监控系统测定和人工移动式检测;
所述自动监控系统测定采用KJ325煤矿安全检测监控系统;
所述人工移动式检测由瓦斯检查员持光干涉式甲烷测定仪定对测点进行检测,人工移动式检测采用断面6点法,每个检测断面的拱顶点、两拱脚点、两边墙脚点和底板中点同时检测。
5.根据权利要求4所述的水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:所述检测断面包括为掌子面、回风口、放炮地点、紧急停车带和隧洞内凹陷点,人工检测频率为每八小时检测不少于三次。
6.根据权利要求1所述的水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:上述步骤S5中通风系统包括安装在隧洞进出口和各个检修交通洞口的主通风机、与所述主通风机连通的沿隧洞布置的风管;
其通风方法为压入式通风,隧洞内的风俗不小于0.5m/s,风管百米漏风率不大于2%。
7.根据权利要求1所述的水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:上述步骤S5中的爆破流程包括以下步骤:
E1、打炮眼,并进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;
E2、装药、连线,并进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;
E3、起爆,并进行通风散烟,等待30min后,进行人工瓦斯检测,确定瓦斯浓度符合标准;
E4、进行安全处理后,运出炮渣,并建立临时支护。
8.根据权利要求7所述的水利水电瓦斯隧洞施工方法,其特征在于:炸药采用3级煤矿许用岩石软化炸药,若为瓦斯突出危险工作面采用3级煤矿许用含水炸药,雷管采用延时130ms内、1~5段煤矿许用电雷管,起爆线采用多股软质铜芯线,起爆器实用200型防爆起爆器,炮眼采用泡泥封堵。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810083700.XA CN108316929A (zh) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | 一种水利水电瓦斯隧洞施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810083700.XA CN108316929A (zh) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | 一种水利水电瓦斯隧洞施工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108316929A true CN108316929A (zh) | 2018-07-24 |
Family
ID=62888012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810083700.XA Pending CN108316929A (zh) | 2018-01-29 | 2018-01-29 | 一种水利水电瓦斯隧洞施工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108316929A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109610552A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-12 | 安徽辰控智能科技有限公司 | 一种城市挖掘安全施工监测装置 |
CN110794478A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-02-14 | 中铁十局集团有限公司 | 一种非煤系地层隧道有害气体综合探测方法 |
CN114033429A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-11 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07217400A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-15 | Kajima Corp | 坑内環境測定装置 |
CN101270666A (zh) * | 2008-05-16 | 2008-09-24 | 中铁十一局集团第四工程有限公司 | 隧道掌子面前方地质情况扩大断面水平钻孔预测预报法 |
CN101514637A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-08-26 | 中铁二局股份有限公司 | 一种瓦斯隧道防突综合措施执行系统 |
RU2453705C1 (ru) * | 2011-01-13 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Способ дегазации угольных шахт |
CN102536250A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 中铁二局股份有限公司 | 岩溶与瓦斯共生隧道施工方法 |
CN104847363A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-19 | 中铁四局集团第四工程有限公司 | 大断面隧道穿越近距离瓦斯突出煤层群施工方法 |
-
2018
- 2018-01-29 CN CN201810083700.XA patent/CN108316929A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07217400A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-15 | Kajima Corp | 坑内環境測定装置 |
CN101270666A (zh) * | 2008-05-16 | 2008-09-24 | 中铁十一局集团第四工程有限公司 | 隧道掌子面前方地质情况扩大断面水平钻孔预测预报法 |
CN101514637A (zh) * | 2009-04-02 | 2009-08-26 | 中铁二局股份有限公司 | 一种瓦斯隧道防突综合措施执行系统 |
CN102536250A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 中铁二局股份有限公司 | 岩溶与瓦斯共生隧道施工方法 |
RU2453705C1 (ru) * | 2011-01-13 | 2012-06-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Способ дегазации угольных шахт |
CN104847363A (zh) * | 2015-05-07 | 2015-08-19 | 中铁四局集团第四工程有限公司 | 大断面隧道穿越近距离瓦斯突出煤层群施工方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109610552A (zh) * | 2019-01-04 | 2019-04-12 | 安徽辰控智能科技有限公司 | 一种城市挖掘安全施工监测装置 |
CN110794478A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-02-14 | 中铁十局集团有限公司 | 一种非煤系地层隧道有害气体综合探测方法 |
CN110794478B (zh) * | 2019-11-13 | 2021-10-29 | 中铁十局集团有限公司 | 一种非煤系地层隧道有害气体综合探测方法 |
CN114033429A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-11 | 中交第三航务工程局有限公司 | 一种穿越岩爆段与低瓦斯区叠合段隧道的施工工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108316929A (zh) | 一种水利水电瓦斯隧洞施工方法 | |
Copur et al. | A case study on the methane explosion in the excavation chamber of an EPB-TBM and lessons learnt including some recent accidents | |
CN103712755B (zh) | 一种模拟天然气在土壤中泄漏的试验装置 | |
CN102536250B (zh) | 岩溶与瓦斯共生隧道施工方法 | |
CN111156006A (zh) | 一种盾构下穿危险管线施工方法 | |
CN109115983A (zh) | 一种城市挖掘安全施工实时在线监测系统 | |
CN207648471U (zh) | 埋地燃气管道泄漏自动检测系统 | |
CN207583418U (zh) | 一种气囊式主动抑爆隔爆装置 | |
CN108506739A (zh) | 一种城镇燃气管道泄漏检测定位方法 | |
CN110989018A (zh) | 基于自然电位法的采空区火源位置探测系统及探测方法 | |
CN115013043A (zh) | 一种瓦斯隧道快速施工机械化方法和系统 | |
Li et al. | Failure Mode and the Prevention and Control Technology of Buried PE Pipeline in Service: State of the Art and Perspectives | |
EP2778644A1 (en) | Method for selective pin-pointing of utility gas leaks | |
Yao et al. | Construction risks of Huaying mount tunnel and countermeasures | |
CN112943349A (zh) | 一种高瓦斯隧道瓦斯综合管理施工方法 | |
CN110794478B (zh) | 一种非煤系地层隧道有害气体综合探测方法 | |
CN208074600U (zh) | 一种管道定位检测设备 | |
CN113175328A (zh) | 小入口大断面洞室开挖施工工艺 | |
CN206954952U (zh) | 外浮顶罐充氮保护联动控制系统 | |
CN102128034A (zh) | 含沼气层盾构掘进的沼气安全控制方法 | |
CN115711152A (zh) | 一种隧道出口工区低瓦斯段落瓦斯综合管理施工方法 | |
Abes et al. | Risk assessment methodology for pipeline systems | |
CN212321313U (zh) | 一种管道全尺寸爆破切割试验装置 | |
CN110792466A (zh) | 煤矿火区下开采的防灭火方法 | |
CN212586528U (zh) | 一种易燃易爆场所建筑物防雷检测装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180724 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |