瓦斯地段专项施工方案
一、编制依据
⒈隧道工程地质勘察报告。
⒉《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120-2002) ⒊《防治煤与瓦斯突出细则》 ⒋《煤矿安全规程》
⒌铁道部《铁路隧道施工规范》(TB10204—2002)。 ⒍铁道部《铁路隧道设计规范》(10003—2005)。 ⒎朔州至准格尔线六狼山隧道设计图、施工图。 ⒏六狼山ZSKZ-1标段施工组织设计
二、工程概况
准朔铁路六狼山特长隧道全长15175m,单线隧道,进口里程为改DK20+575,出口里程为改DK35+750。进口至改DK35+450以14%的坡度上坡,改DK35+450至出口以9%的坡度上坡。翼墙式洞门,隧道最大埋深为443m。
隧道设5座斜井,斜井共长4650.8m,其中1#斜井长557.1m、3#斜井1116.67m、4#斜井1396.11m、5#斜井1068.86m、6#斜井512.56m。1#斜井为双车道斜井,其余斜井为单车道斜井。1#、4#斜井在施工完毕后改做紧急出口,用于隧道发生灾难是的逃生疏散通道。3#、5#、6#斜井在正洞施工完毕后,整理好斜井内排水系统后封堵。 根据施工图纸,4#、5#预测通过煤系地层,可能存在瓦斯及其他有害气体。为保证隧道通过煤系层的施工安全,特做此专项方案。
三、瓦斯隧道施工方案
隧道瓦斯地段除采用“新奥法”施工,按照设计的开挖、支护、衬砌施工外,还应注意结合《铁路瓦斯隧道技术规范》进行施工,加强通风,24小时检测瓦斯及有害气体含量,确保施工安全。洞身开挖前,采用水平地质钻机超前钻孔,进行瓦斯含量及浓度的探测。 隧道瓦斯地段施工包括煤系地层施工和压煤地段施工。根据设计图纸,六狼山隧道只有4#、5#斜井可能存在压煤地段,所以隧道施工防瓦斯的原则是4#、5#斜井工区按正常隧道施工,同时作好隧道瓦斯段的施工准备工作,包括通风、供电、照明、瓦斯监测等。 1、开挖
瓦斯段的开挖方法仍然根据设计图纸,按照台阶法或全断面进行,但在围岩条件较好的情况下,优先选用全断面开挖。因全断面开挖工序简单、面积大、通风好,能缩短煤层的瓦斯放出时间和缩小围岩暴露面,有利于瓦斯排放。与隧道普通地质段不同的是爆破必须采用电爆破,并且只使用煤矿许用安全炸药和煤矿许用安全电雷管。同时装碴机械等均采用防爆型。具体执行以下措施:
瓦斯段采用湿式凿岩机打眼,使用毫秒电雷管和安全炸药,并采用电力起爆。
爆破电闸安装在新鲜风流中,并且与开挖面保持200m以上的距离 采用连续装药方式,雷管安放在最外一节炸药中,不得使用裸露药包。
爆破点附近20m以内风流中瓦斯含量达到1%,禁止放炮。
2、注浆止气
采用小导管注浆封闭周边围岩裂隙,防止瓦斯渗漏。使用φ42㎜钢管,梅花形布臵,管长3.5~6m,沿开挖周边以10°~15°外插角钻孔,钢管插入孔内,孔内用锚固剂堵塞缝隙。注浆用水泥-水玻璃双液浆掺BR增加型防水剂,其配合比为:“水:水泥:水玻璃:防水剂”=“1:10:0.67:0.256”注浆压力为0.7—0.9MPa。 3、衬砌
除按照“二次衬砌专项方案”施工外,还须采用气密性混凝土。工作逢安止水带,全封闭,防止二衬施工完成后瓦斯渗漏到隧道中。 水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥;粗集料采用二级级配的碎石,最大粒径32㎜,含泥量不超过0.5%,针片状颗粒严格控制在15%以内,保证水泥和集料表面有良好的相互湿润性和粘结力,改善截面结构,降低粗集料的空隙率;掺合料为气密剂。
严格控制施工工艺,采用强制式搅拌机,准确计量。搅拌采用二次投料:第一次投入水泥、砂、掺合料搅拌1分钟;第二次投入全部粗集料,最后加水搅拌2.5分钟。搅拌量不超过搅拌机容量的3/4。加强砼的振捣工作,湿养护时间不少于10天,切忌低温施工。 经同条件下养生的试件经28天养生后,在继续室内气干14-28d后,进行透气性检测。
二次衬砌所有工作缝不设于隔离层搭接处,且工作缝凿毛刷洗干净后再施作一下层二次衬砌。在下一循环二衬施工前,在上一循环的衬砌端头涂2㎜厚混凝土界面剂,确保工作缝封闭质量。
4、施工中三大系统
1、供电、照明系统
供电线路均按照防爆线路设计,电压6kV,双馈线路,每个分部洞口设计6kV降压站,分别对洞内、洞外施工及生活供电。 洞内照明电压为127V,矿用防爆型灯具,控制线路电压36V。 2、通风系统 通风方案
六狼山隧道施工有通风系统设计专项方案,本方案中只简单叙述。 通风是保证隧道瓦斯段施工安全的强有力措施,合理配风,能快速冲淡瓦斯,防止瓦斯积聚,消除安全隐患。六狼山隧道主要通风措施为,在各洞口配备轴流风机,向洞内送风。通风方式为压入式通风与管道混合通风。 通风设计 1、通风设计原则
2、4#、5#斜井通风设备选用防爆型,其他洞口选用普通型。 3、通风时间按30min计算,风管百米漏风率取2.0%。 4、通风系统中斜井与正洞相交口漏风率取15%。
5、每人每分钟供应新鲜空气≮4m3,风速≮0.25m/s,≯6m/s。 6、主扇抽风量大于压入式风机吹风量总和的20% 风量计算
按冲淡爆破产生的有害气体计算风量:
Q?公式:
AC1000tc0
式中:Q-计算风量(m3/min) C-每公斤炸药产生的CO(e/kg;) A-一次爆炸药量(kg) t-通风时间(min)
C0-C0的允许浓度,用体积百分浓度。 ②按瓦斯涌出量计算风量
Q?公式:
100GKn?n0(m3/min)
式中:G-绝对瓦斯涌出量(m3/min) n-巷道内空气瓦斯最大容许量百分数 n0-进入计算空间空气中的瓦斯含量百分数 K-瓦斯涌出的不均衡系数,取1.5~2.0。 按工作人数确定风量:
公式:Q=工作人数×4(m3/min) 按最小排尘风还要求验算风量: 公式:Vmax〃S≥Q≥Vmin〃S 式中:Vmax-最大风速极限m/min Vmin-最小风速极限m/min。
根据以上四项计算中最大风量作为开挖面的拱风量,确定通风系统的风机等设备,见“主要通风设备表”。(详见“施工通风专项方案”) 隧道瓦斯段通风管理
1、加强隧道通风,无特殊情况不得停风;必须停风时,应先通知掌子面停止作业,撤出洞内所有作业人员