CN115977686A - 瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，对已完成瓦斯防突治理之后的当前掌子面喷砼形成目标掌子面，在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，再在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，在完成第一注浆施工之后，沿隧道的开挖方向，在目标掌子面对待开挖区进行开挖施工，形成当前隧道段，在当前隧道段对待隔断区进行第二注浆施工，将隧道轮廓线以外预设距离范围内的地质体被转换为隔断体，利用初期支护层以外的部分地质体形成的隔断体将地质体内的瓦斯隔离在初期支护层以外的空间内，解决了聚集在衬砌层背后的瓦斯可能通过隧道二衬施工缝的渗漏进入通行隧道内，存在较大安全隐患的缺陷。

Description

瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法

技术领域

本发明涉及瓦斯隧道施工技术领域，特别涉及一种瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法。

背景技术

对公路瓦斯隧道进行防突治理的目的是为了满足隧道施工安全和顺利掘进。对瓦斯隧道进行防突治理时，主要在隧道外轮廓一定范围进行瓦斯治理，进而确保在施工阶段瓦斯不突出的前提下，安全顺利完成隧道施工。然而，随着被治理区域的瓦斯浓度的降低，未被治理区的瓦斯会朝被治理区渗漏，同时也会通过被治理区朝瓦斯隧道内渗漏，影响了隧道的使用安全性能。

并且的，常规长大隧道一般采用人字坡，隧道内聚集的瓦斯首先向洞内高处聚集后再向洞外排出，瓦斯在衬砌背后聚集可能性较大，随瓦斯聚集量加大，聚集在衬砌层背后的瓦斯可能通过隧道二衬施工缝的渗漏进入通行隧道内，存在较大安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统施工方法，旨在通过相关技术聚集在衬砌层背后的瓦斯可能通过隧道二衬施工缝的渗漏进入通行隧道内，存在较大安全隐患的技术问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明提出的一种瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，包括如下步骤：

对已完成瓦斯防突治理之后的当前掌子面喷砼形成目标掌子面；其中，所述当前掌子面与煤层之间的最小净距为目标距离；

在所述目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工；其中，所述目标隔断区包括待开挖区以及形成于所述待开挖区外周的待隔断区，所述待开挖区为所述瓦斯隧道的待形成区，所述待隔断区为形成于自所述瓦斯隧道的轮廓线朝远离所述轮廓线的方向延伸出第一预设距离的区域；

沿所述瓦斯隧道的开挖方向，在所述目标掌子面对所述待开挖区进行开挖施工，以在所述待形成区形成当前隧道段；

在所述当前隧道段对所述待隔断区进行第二次注浆施工，得到隔断体；

在所述当前隧道段对所述隔断体进行支护施工。

可选地，所述在所述目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工的步骤，包括：

在所述目标掌子面朝所述目标隔断区钻至少两个沿所述瓦斯隧道的径向间隔分布的第一注浆孔组；其中，各所述第一注浆孔组均包括至少两个呈环形并沿所述瓦斯隧道的周向间隔分布的第一注浆孔，各所述第一注浆孔均朝远离所述瓦斯隧道的中心轴线方向延伸；

在所有所述第一注浆孔内安装第一注浆管；其中，所述第一注浆管远离所述煤层的一端延伸出所述第一注浆孔的孔口；

对所有所述第一注浆孔的内壁与对应的所述第一注浆管的外管壁之间的间隙进行封堵施工；

以第一预设注浆参数通过所有所述第一注浆管朝所述目标隔断区进行第一次注浆施工。

可选地，任意相邻的两个所述第一注浆孔组之间的径向间距为C；其中，2m≤C≤3m。

可选地，各所述第一注浆孔组中，任意相邻的两个所述第一注浆孔之间的间距朝远离所述瓦斯隧道的中心轴线的方向呈渐扩设置。

可选地，各所述第一注浆孔组中，任意相邻的两个所述第一注浆孔的孔口之间的间距为A，且任意相邻的两个所述第一注浆孔的孔底之间的间距为B；其中，0.4m≤A≤0.6m，2.8m≤B≤3.2m。

可选地，所述以第一预设注浆参数通过所有所述第一注浆管朝所述目标隔断区进行第一次注浆施工的步骤，包括：

沿远离所述瓦斯隧道的中心轴线的方向，以第一预设注浆参数依次通过所有所述第一注浆孔组中的所述第一注浆管朝所述目标隔断区进行第一次注浆施工。

可选地，各所述第一注浆孔至对应的所述第一注浆管之间形成有待封堵间隙，所述待封堵间隙包括环设于所述第一注浆管的外壁上的第一间隙以及环设于所述第一间隙之外的第二间隙；

所述对所有所述第一注浆孔的内壁与对应的所述第一注浆管的外管壁之间的间隙进行封堵施工的步骤，包括：

对所有所述第一间隙进行封堵施工；

对所有所述第二间隙进行封堵施工。

可选地，在所述对所有所述第二间隙进行封堵施工的步骤之后，还包括：

采用钢板将所述第一注浆管的第一管口进行焊接；其中，所述第一管口形成于所述第一注浆管延伸出所述第一注浆孔的孔口一端；

将具有预设管径的水龙头焊接在所述钢板上；

在所述钢板上进行钻孔，以形成将所述水龙头与所述第一注浆管连通的注浆口。

可选地，所述在所述当前隧道段对所述待隔断区进行第二次注浆施工，得到隔断体的步骤，包括：

在所述当前隧道段朝所述待隔断区钻至少两个沿所述瓦斯隧道的开挖方向间隔分布的第二注浆孔组；其中，各所述第二注浆孔组均包括至少两个呈环形并沿所述瓦斯隧道的周向间隔分布的第二注浆孔，各所述第二注浆孔均朝远离所述当前隧道段的中心轴线方向延伸；

在各所述第二注浆孔内安装小导管；

对所有所述第二注浆孔的孔口进行封堵施工并通过所述第二注浆管朝所述待隔断区进行第二次注浆施工。

可选地，所述对所有所述第二注浆孔的孔口进行封堵施工并通过所述第二注浆管朝所述待隔断区进行第二次注浆施工的步骤，包括：

对所有所述第二注浆孔的内壁与对应的所述第二注浆管的外壁之间的间隙进行封堵施工；

以第二预设注浆参数通过所述第二注浆管朝所述待隔断区进行第二次注浆施工。

本发明技术方案通过对已完成瓦斯防突治理之后的当前掌子面喷砼形成目标掌子面，然后在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，接下来再在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，在完成第一注浆施工之后，再沿隧道的开挖方向，在目标掌子面对待开挖区进行开挖施工，形成当前隧道段，在当前隧道段对待隔断区进行第二注浆施工，得到隔断体，然后对当前隧道段进行支护施工，使得本发明在具体实施时通过二次注浆的方式使得隧道轮廓线以外预设距离范围内的地质体被转换为隔断体，进而使得本发明在具体实施时能够利用初期支护层以外的部分地质体形成的隔断体将地质体内的瓦斯隔离在初期支护层以外的空间内，进而也就使得本发明在具体实施时解决了相关技术中聚集在衬砌层背后的瓦斯可能通过隧道二衬施工缝的渗漏进入通行隧道内，存在较大安全隐患的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1本发明示例的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法的流程图；

图2为图1中示例的步骤S200的细化流程图；

图3为图2示例的步骤S240的细化流程图；

图4为图3示例的步骤S400的流程图；

图5为图1示例的步骤S430的流程图。

图6为本发明示例的瓦斯隧道地质结构的结构示意图；

图7为图6示例的地质结构的加固示意图；

图8为为本发明示例的加固区的平面结构示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各机构之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面结合一些具体实施方式进一步阐述本发明的发明构思。

本发明提出一种瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法。

如图1至图8所示，提出本发明瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法的一实施例。

本实施例中，请参阅图1，该型瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，包括如下步骤：

S100、对已完成瓦斯防突治理之后的当前掌子面喷砼形成目标掌子面；其中，当前掌子面与煤层之间的最小净距为目标距离；

在本实施例中，具体实施时，首先将瓦斯隧道开挖施工至当前掌子面，其中，当前掌子面与煤层之间的最小净距为目标距离，并通过当前掌子面对地质体进行防突治理，然后利用至少为C20的混凝土对当前掌子面喷砼至少20cm，形成目标掌子面。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的最小净距为10m，示例的C20砼可以但不限于为细石砼。

S200、在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工；其中，目标隔断区包括待开挖区以及形成于待开挖区外周的待隔断区，待开挖区为瓦斯隧道的待形成区，待隔断区为形成于自瓦斯隧道的轮廓线朝远离轮廓线的方向延伸出第一预设距离的区域；

在本实施例中，在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工时所采用的浆液可以但不限于为水泥：水＝1:1的单水泥浆液。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中示例的第一预设距离为6m。

S300、沿瓦斯隧道的开挖方向，在目标掌子面对待开挖区进行开挖施工，以在待形成区形成当前隧道段；

在本实施例中，对隧道进行开挖施工时所采用的开挖施工方案与相关技术中对瓦斯隧道进行开挖施工的方案相同，在完成开挖之后，便对隧道进行初期支护以形成当前隧道段。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的开挖施工过程可以但不限于为采用循环进尺的方式进行开挖施工，具体地，以开挖两米为一个循环，每当开挖两米之后，便进行初期支护施工，完成初期支护施工之后再进行下一循环进尺的开挖施工。

S400、在当前隧道段对待隔断区进行第二次注浆施工，得到隔断体；

在本实施例中，进行第二次注浆施工时所采用的浆液可以但不限于为为水泥：水＝1:1的单水泥浆液。

S500、在当前隧道段对隔断体进行支护施工。

在本实施例中，对当前隧道段进行支护施工主要是在当前隧道段施作隔断体的二次衬砌层和瓦斯隔断层。

本发明技术方案通过对已完成瓦斯防突治理之后的当前掌子面喷砼形成目标掌子面，然后在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，接下来再在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，在完成第一注浆施工之后，再沿隧道的开挖方向，在目标掌子面对待开挖区进行开挖施工，形成当前隧道段，在当前隧道段对待隔断区进行第二注浆施工，得到隔断体，然后对当前隧道段进行支护施工，使得本发明在具体实施时通过二次注浆的方式使得隧道轮廓线以外预设距离范围内的地质体被转换为隔断体，进而使得本发明在具体实施时能够利用初期支护层以外的部分地质体形成的隔断体将地质体内的瓦斯隔离在初期支护层以外的空间内，进而也就使得本发明在具体实施时解决了相关技术中聚集在衬砌层背后的瓦斯可能通过隧道二衬施工缝的渗漏进入通行隧道内，存在较大安全隐患的缺陷。

在一些具体实施例中，在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工的步骤，包括：

S210、在目标掌子面朝目标隔断区钻至少两个沿瓦斯隧道的径向间隔分布的第一注浆孔组；其中，各第一注浆孔组均包括至少两个呈环形并沿瓦斯隧道的周向间隔分布的第一注浆孔，各第一注浆孔均朝远离瓦斯隧道的中心轴线方向延伸；

在本实施例中，在钻孔时，需要保证每一个第一注浆孔与瓦斯隧道的中心轴线之间的夹角为相同的角度，并且是沿瓦斯隧道的开挖方向朝远离瓦斯隧道的中心轴线的方向呈渐扩设置的。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的第一注浆孔与瓦斯隧道的中心轴线之间的夹角优选为±30°。

在示例性的技术中，确定第一注浆孔角度的过程为：根据第一注浆孔的设置长度L以及相邻的两个注浆孔之间的间距X进行确定，示例性的，由长度L与间距X之间的正弦函数获得。

S220、在所有第一注浆孔内安装第一注浆管；其中，第一注浆管远离煤层的一端延伸出第一注浆孔的孔口；

在本实施例中，在第一注浆孔内安装的第一注浆管的管径至少为108mm。

S230、对所有第一注浆孔的内壁与对应的第一注浆管的外管壁之间的间隙进行封堵施工；

在本实施例中，在对第一注浆孔的内壁与对应的第一注浆管的外管壁之间的间隙进行封堵施工时，可以先采用锚固剂进行第一次封堵，并且封堵完成时，在第一注浆孔的内壁与对应的第一注浆管的外管壁之间预留1cm左右的缝隙，当锚固剂凝固后，再采用棉纱和水泥砂浆或AB胶将孔口封堵，直到封堵施工完成，然后再采用6m钢板将外露108孔口管焊接，并采用直径4cm注浆水龙头焊接在钢板上作为注浆口，直至封堵施工完成。通过示例的封堵施工方式，使得本发明在具体实施时能够保证注浆施工过程中，浆液不会从缝隙内渗出，使得浆液能够完全的填充于地质体内的裂隙或者缝隙中，提升了目标隔断区对瓦斯的隔断效果。

S240、以第一预设注浆参数通过所有第一注浆管朝目标隔断区进行第一次注浆施工。

在本实施例中，通过利用第一注浆管在第一预设注浆参数下对目标隔断区进行注浆施工，使得本发明在具体实施时能够保证整个目标隔断区内的缝隙或者裂隙完全被浆液填充，保证了整个目标隔断区对瓦斯的隔断效果。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的第一预设注浆参数为注浆初压0.5-1.0MPa，终压2.0MPa；浆液扩散半径为2m。具体的注浆过程为，将多个第一注浆孔组按照由内至外的方向定义为第一个第一注浆孔组，第二个第一注浆孔组，第三个第一注浆孔……第N个第一注浆孔组，然后依次通过第一个第一注浆孔组、第二个第一注浆孔组、第三个第一注浆孔……第N个第一注浆孔组对目标隔断区进行注浆施工，直到整个目标隔断区的注浆施工完成。

在一些具体实施例中，任意相邻的两个第一注浆孔组之间的径向间距为C；其中，2m≤C≤3m。

在本实施例中，将任意相邻的两个第一注浆孔组之间的径向间距设置为C，并且让C的取值为2m至3m，使得本发明在具体实施时能够保证整个目标隔断区均能被注入浆液，同时也使得浆液不会被浪费。

在一些具体实施例中，各第一注浆孔组中，任意相邻的两个第一注浆孔之间的间距朝远离瓦斯隧道的中心轴线的方向呈渐扩设置。

在本实施例中，让任意相邻的两个第一注浆孔之间的间距朝远离瓦斯隧道的中心轴线的方向呈渐扩设置，使得本发明在具体实施时，能够保证由待隔断区和待开挖区组成的目标隔断区中的各个区域均能被注入浆液，提升了目标隔断区的隔断范围。

在一些具体实施例中，各第一注浆孔组中，任意相邻的两个第一注浆孔的孔口之间的间距为A，且任意相邻的两个第一注浆孔的孔底之间的间距为B；其中，0.4m≤A≤0.6m，2.8m≤B≤3.2m。

在本实施例中，通过将任意相邻的两个第一注浆孔的孔口之间的间距为0.4m至0.6m，且任意相邻的两个第一注浆孔的孔底之间的间距为2.8m至3.2m，使得本发明在具体实施时能够保证整个目标隔断区的注浆范围自目标掌子面沿瓦斯隧道的开挖方向呈渐扩的台状结构，使得本发明在具体实施时能够提升整个目标隔断区的隔断范围。

在一些具体实施例中，以第一预设注浆参数通过所有第一注浆管朝目标隔断区进行第一次注浆施工的步骤，包括：

S240、沿远离瓦斯隧道的中心轴线的方向，以第一预设注浆参数依次通过所有第一注浆孔组中的第一注浆管朝目标隔断区进行第一次注浆施工。

在本实施例中，通过利用第一注浆管在第一预设注浆参数下对目标隔断区进行注浆施工，使得本发明在具体实施时能够保证整个目标隔断区内的缝隙或者裂隙完全被浆液填充，保证了整个目标隔断区对瓦斯的隔断效果。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的第一预设注浆参数为注浆初压0.5-1.0MPa，终压2.0MPa；浆液扩散半径为2m。具体的注浆过程为，将多个第一注浆孔组按照由内至外的方向定义为第一个第一注浆孔组，第二个第一注浆孔组，第三个第一注浆孔……第N个第一注浆孔组，然后依次通过第一个第一注浆孔组、第二个第一注浆孔组、第三个第一注浆孔……第N个第一注浆孔组对目标隔断区进行注浆施工，直到整个目标隔断区的注浆施工完成。

在一些具体实施例中，各第一注浆孔至对应的第一注浆管之间形成有待封堵间隙，待封堵间隙包括环设于第一注浆管的外壁上的第一间隙以及环设于第一间隙之外的第二间隙；

对所有第一注浆孔的内壁与对应的第一注浆管的外管壁之间的间隙进行封堵施工的步骤，包括：

S241、对所有第一间隙进行封堵施工；

在本实施例中，对第一间隙进行封堵施工时，主要采用锚固剂进行封堵施工。

S242、对所有第二间隙进行封堵施工。

在本实施例中，对第二间隙进行封堵施工时主要采用棉纱和水泥砂浆或AB胶将孔口封堵，直到封堵施工完成。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的第二间隙的间距为1cm左右。

在一些具体实施例中，在对所有第二间隙进行封堵施工的步骤之后，还包括：

S243、采用钢板将第一注浆管的第一管口进行焊接；其中，第一管口形成于第一注浆管延伸出第一注浆孔的孔口一端；

S244、将具有预设管径的水龙头焊接在钢板上；

S245、在钢板上进行钻孔，以形成将水龙头与第一注浆管连通的注浆口。

在本实施例中，通过焊接钢板，并且在钢板上焊接水龙头，使得本发明在具体实施时能够保证在通过第一注浆管对目标隔断区进行注浆的过程中，浆液会被均匀的注入目标隔断区的地质体中的缝隙或者裂隙中。

在一些具体实施例中，在当前隧道段对待隔断区进行第二次注浆施工，得到隔断体的步骤，包括：

S410、在当前隧道段朝待隔断区钻至少两个沿瓦斯隧道的开挖方向间隔分布的第二注浆孔组；其中，各第二注浆孔组均包括至少两个呈环形并沿瓦斯隧道的周向间隔分布的第二注浆孔，各第二注浆孔均朝远离当前隧道段的中心轴线方向延伸；

在本实施例中，通过设置径向的第二注浆孔组，使得本发明在具体实施时能够将开挖施工过程中制造的缝隙或者裂隙进行封堵，进而使得整个待隔断区形成整体隔断结构。

需要特别和明确说明的是，在本实施例中，示例的第二注浆孔组之间的间距至少为2m：任意相邻的两个第二注浆孔之间的周向间距至少为2m：

S420、在各第二注浆孔内安装小导管；

在本实施例中，由于在隧道初期支护施工系统锚杆、锁脚锚杆或超前支护等措施，在围岩内形成了孔洞；初期支护喷射土与围岩没有完全密贴而形成的缝隙隙；受一级由于围岩收敛变形和沉降影响，在围岩内体内形成裂隙。采用小导管注浆对喷射混凝土及背后围岩体一定深度内进行小导管注浆，利用水泥浆液将这些裂隙或孔洞封闭，堵塞瓦斯溢出通道。

S430、对所有第二注浆孔的孔口进行封堵施工并通过第二注浆管朝待隔断区进行第二次注浆施工。

在一些具体实施例中，对所有第二注浆孔的孔口进行封堵施工并通过第二注浆管朝待隔断区进行第二次注浆施工的步骤，包括：

S431、对所有第二注浆孔的内壁与对应的第二注浆管的外壁之间的间隙进行封堵施工；

在本实施例中，需要特别和明确说明的是，示例的封堵施工过程与第一注浆孔以及第一注浆管的封堵施工过程相同，此处不再赘述。

S432、以第二预设注浆参数通过第二注浆管朝待隔断区进行第二次注浆施工。

在一些具体实施例中，隧道围岩内也存在大量裂隙；瓦斯防突治理施作抽排钻孔、水力割缝或水力压裂等措施，在煤层中形成孔洞或裂隙；隧道初期支护施工系统锚杆、锁脚锚杆或超前支护等措施，在围岩内形成了孔洞；喷射土与围岩没有完全密贴而形成的缝隙隙；受围岩收敛变形和沉降影响，也会岩体内形成裂隙。这些在裂隙或缝隙，是瓦斯向隧道内溢出的通道。而瓦斯突出治理主要是确保隧道施工阶段瓦斯不再突出，但在隧道通车运营阶段，在瓦斯压力和浓度梯度差的作用下，瓦斯沿裂隙或孔洞向隧道内位移，可能渗透进入通行隧道内，存在较大安全隐患。

本发明的目的就是，通过采取技术措施封堵裂隙或孔洞，在隧道开挖轮廓线外一定范围内围岩和煤层固结成一个整体，形成一道屏障，将瓦斯隔绝在圈外，不渗入或少渗入隧道衬砌背后。

某隧道煤层具有突出危险性，在施工沿隧道开挖外轮廓5-6m范围的岩柱施工大量钻孔，并采用水力割缝和水力切割，将已经煤层形成无数道裂隙和孔洞，对瓦斯进行抽排治理，还未开挖煤层前，将接近沿煤层组10m和远离煤层组10m的沿隧道长度范围，将隧道开挖轮廓线外6m范围的岩体和煤层采用深孔帷幕注浆进行加固，用水泥浆充填围岩裂隙、因瓦斯治理形成的缝隙和孔洞，将岩体和煤层进行固化。

隧道完成突出治理后，在完成隧道完成支护喷射砼施工后，还未施工瓦斯隔离板前，采用径向小导管注浆，将岩体内形成的裂隙或孔洞封闭。通过两轮注浆，在隧道隧道衬砌背后6m范围内形成一圈整体围岩体，隔绝段瓦斯渗入衬砌净空。

S10：天城坝隧道瓦斯突出治理后，此时掌子面21距离煤层法线10m处,采用20cm厚的C25喷射砼将掌子面全部封闭。

S20：完成封闭后，在张子设4环注浆孔，注浆孔自掌子面以隧道中线呈伞状布设，注浆孔孔口间距环向间距为50cm,每环间距2m左右，孔底间距不大于3m；纵向设3环注浆管孔，注浆段长30m，分3环，第一环长12m，第二环长20m,第三环长30米，第一段注浆完成后不开挖作为一下段的止浆岩盘。

实现在隧道开挖轮廓线外6m范围采帷幕注浆固结封闭。

S30：钻孔直径为115，在钻孔内埋设108无缝钢管作为孔口管，孔口管长3m，在掌子面外出露20-30cm。

S40：孔口管埋设后，采用锚固剂将孔口管与喷射砼之间空气堵塞密按实，预留1cm左右空隙，再采用并采用棉纱和水泥砂浆或AB胶将孔口封堵，待孔口部分凝固后，采用6m钢板将外露108孔口管焊接，并采用直径4cm注浆水龙头焊接在钢板上作为注浆口。

S50：注浆，按照施工从内向外注浆，每一环从仰拱底部从隧道两侧对称顺序向拱顶依次注浆，注浆采用1:1水泥单液浆，注浆初压0.5-1.0MPa，终压2.0MPa；浆液扩散半径为2m。注浆完成第一环后施作第二环、然后第三环和第四环。

S60：加固煤层，施工完成并凝固后，采用渐进式揭煤方式揭开煤层。每揭开煤层施工26m后再进行第二轮帷幕注浆，按此顺序直至帷幕注浆至离开煤层法线10m后，不再进行帷幕注浆。

S70：当仰拱完成初期支护，围岩水平收敛和拱顶沉降稳定后，开始实施初期支护背后注浆，初期支护背后注浆长度段落，定义为接近煤层法线10m和完成揭煤后远离法线10m的长度范围。

S80：初期支护背后注浆，注浆顺序依次从仰拱部底部顺序向边墙，拱顶延伸，直至完成远离煤层法线截止。

注浆环向布置为垂直于处置支护面，沿隧道径向长度不小于6m，沿隧道延伸方向每2m一环，沿隧道内轮廓方向环向间距为2m。注浆顺序先注浆仰拱部分，再沿隧道边墙向拱顶逐步注浆固化，对第一阶段固化的岩体再次进行加强。

S90：本发明可对隧道轮廓线周边进行帷幕注浆和径向注浆加固，将煤层和围岩中的裂隙和孔洞封闭，堵死瓦斯外溢通道，达到隔离外部瓦斯的作用，将瓦斯隔离在隧道开挖轮廓线6m以外，可提高煤层的稳定系数，确保隧道施工安全，减少隧道运营安全隐患。

本发明技术方案通过对对已完成瓦斯防突治理之后的当前掌子面喷砼形成目标掌子面，然后在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，接下来再在目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工，在完成第一注浆施工之后，再沿隧道的开挖方向，在目标掌子面对待开挖区进行开挖施工，形成当前隧道段，在当前隧道段对待隔断区进行第二注浆施工，得到隔断体，然后对当前隧道段进行支护施工，使得本发明在具体实施时通过二次注浆的方式使得隧道轮廓线以外预设距离范围内的地质体被转换为隔断体，进而使得本发明在具体实施时能够利用初期支护层以外的部分地质体形成的隔断体将地质体内的瓦斯隔离在初期支护层以外的空间内，进而也就使得本发明在具体实施时解决了相关技术中存在瓦斯在衬砌背后聚集可能性较大，随瓦斯聚集量加大，源源不断的瓦斯聚集，可能通过隧道二衬施工缝的渗漏进入通行隧道内，存在较大安全隐患的缺陷。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

对已完成瓦斯防突治理之后的当前掌子面喷砼形成目标掌子面；其中，所述当前掌子面与煤层之间的最小净距为目标距离；

在所述目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工；其中，所述目标隔断区包括待开挖区以及形成于所述待开挖区外周的待隔断区，所述待开挖区为所述瓦斯隧道的待形成区，所述待隔断区为形成于自所述瓦斯隧道的轮廓线朝远离所述轮廓线的方向延伸出第一预设距离的区域；

沿所述瓦斯隧道的开挖方向，在所述目标掌子面对所述待开挖区进行开挖施工，以在所述待形成区形成当前隧道段；

在所述当前隧道段对所述待隔断区进行第二次注浆施工，得到隔断体；

在所述当前隧道段对所述隔断体进行支护施工。

2.如权利要求1所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，所述在所述目标掌子面朝目标隔断区进行第一次注浆施工的步骤，包括：

在所述目标掌子面朝所述目标隔断区钻至少两个沿所述瓦斯隧道的径向间隔分布的第一注浆孔组；其中，各所述第一注浆孔组均包括至少两个呈环形并沿所述瓦斯隧道的周向间隔分布的第一注浆孔，各所述第一注浆孔均朝远离所述瓦斯隧道的中心轴线方向延伸；

在所有所述第一注浆孔内安装第一注浆管；其中，所述第一注浆管远离所述煤层的一端延伸出所述第一注浆孔的孔口；

对所有所述第一注浆孔的内壁与对应的所述第一注浆管的外管壁之间的间隙进行封堵施工；

以第一预设注浆参数通过所有所述第一注浆管朝所述目标隔断区进行第一次注浆施工。

3.如权利要求2所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，任意相邻的两个所述第一注浆孔组之间的径向间距为C；其中，2m≤C≤3m。

4.如权利要求2所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，各所述第一注浆孔组中，任意相邻的两个所述第一注浆孔之间的间距朝远离所述瓦斯隧道的中心轴线的方向呈渐扩设置。

5.如权利要求4所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，各所述第一注浆孔组中，任意相邻的两个所述第一注浆孔的孔口之间的间距为A，且任意相邻的两个所述第一注浆孔的孔底之间的间距为B；其中，0.4m≤A≤0.6m，2.8m≤B≤3.2m。

6.如权利要求2所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，所述以第一预设注浆参数通过所有所述第一注浆管朝所述目标隔断区进行第一次注浆施工的步骤，包括：

沿远离所述瓦斯隧道的中心轴线的方向，以第一预设注浆参数依次通过所有所述第一注浆孔组中的所述第一注浆管朝所述目标隔断区进行第一次注浆施工。

7.如权利要求6所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，各所述第一注浆孔至对应的所述第一注浆管之间形成有待封堵间隙，所述待封堵间隙包括环设于所述第一注浆管的外壁上的第一间隙以及环设于所述第一间隙之外的第二间隙；

所述对所有所述第一注浆孔的内壁与对应的所述第一注浆管的外管壁之间的间隙进行封堵施工的步骤，包括：

对所有所述第一间隙进行封堵施工；

对所有所述第二间隙进行封堵施工。

8.如权利要求7所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，在所述对所有所述第二间隙进行封堵施工的步骤之后，还包括：

采用钢板将所述第一注浆管的第一管口进行焊接；其中，所述第一管口形成于所述第一注浆管延伸出所述第一注浆孔的孔口一端；

将具有预设管径的水龙头焊接在所述钢板上；

在所述钢板上进行钻孔，以形成将所述水龙头与所述第一注浆管连通的注浆口。

9.如权利要求1至8中任一项所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，所述在所述当前隧道段对所述待隔断区进行第二次注浆施工，得到隔断体的步骤，包括：

在所述当前隧道段朝所述待隔断区钻至少两个沿所述瓦斯隧道的开挖方向间隔分布的第二注浆孔组；其中，各所述第二注浆孔组均包括至少两个呈环形并沿所述瓦斯隧道的周向间隔分布的第二注浆孔，各所述第二注浆孔均朝远离所述当前隧道段的中心轴线方向延伸；

在各所述第二注浆孔内安装小导管；

对所有所述第二注浆孔的孔口进行封堵施工并通过所述第二注浆管朝所述待隔断区进行第二次注浆施工。

10.如权利要求9所述的瓦斯突出隧道的瓦斯隔断系统的施工方法，其特征在于，所述对所有所述第二注浆孔的孔口进行封堵施工并通过所述第二注浆管朝所述待隔断区进行第二次注浆施工的步骤，包括：

对所有所述第二注浆孔的内壁与对应的所述第二注浆管的外壁之间的间隙进行封堵施工；

以第二预设注浆参数通过所述第二注浆管朝所述待隔断区进行第二次注浆施工。

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