第二节 某隧道瓦斯专项施工方案的主要内容
瓦斯专项施工方案的内容主要根据瓦斯及煤赋存的地质条件、围岩级别，通过实际测量瓦斯含量，超前探孔预先检查是否穿越断层、煤线或者煤层及将要穿越煤线或者煤层的埋藏深度、厚度，来确定开挖方法和支护类型，瓦斯防治的原则是以防为主，以排为辅，以堵保安全，防排堵相结合的方针，来保证安全、快速、高效、优质完成隧道工程，本隧道不仅是瓦斯隧道，地下水对砼也具有弱硫酸性侵蚀及弱溶出性侵蚀，防是通过砼添加气密剂使耐腐蚀气密性砼的透气系数不应大于10-11cm/s，防止瓦斯通过砼直接散逸到隧道中并经过聚集，发生瓦斯燃烧、爆炸等危险，同时耐腐蚀气密性砼抗渗等级不小于P8，耐腐蚀系数不小于0.9，防止瓦斯经过地下水侵蚀后的砼散逸到隧道中，通过砼自身的防气防水，将瓦斯阻挡在隧道之外，另外，隧道采用的复合防水板本身也具有一定的防瓦斯作用，对于二次衬砌完成地段，砼的瓦斯自防能力是主要的，对于断层地段、穿越煤线、煤层地段，如果经瓦斯排放及注浆封堵后，瓦斯含量仍然超标，影响并制约现场施工，可以考虑在这些地段先行浇筑二次衬砌，通过衬砌砼的瓦斯自防能力，来解决瓦斯超标问题，因此，要求以防为主。排主要是指施工阶段，通过压入式风机，对隧道内进行通风，将瓦斯随风带出洞外，以降低瓦斯浓度，使瓦斯浓度始终小于0.5%，在煤层防突排放时，风机应一直开启，如果遇突然停机或者断电，另一套风机应在15min内开启或者备用发电机开启，本隧道考虑到瓦斯及爆破作业风量要求较大，故现场使用55KW轴流风机作为通风设备，另外考虑瓦斯隧道通风要求，另外准备一台同型号的风机备用。堵是指在遇到大的断层或者破碎带、大的裂隙贯通煤层、底板距煤层太近或者直接坐落在煤层上时，要求对该段地层进行注浆，厚度以现场实际情况确定，对煤层及断层等要求不小于3.5米，对裂隙要求不小于3米，注浆后要求检验效果，如封堵强度不够，应进行补注浆。
第四章 不同地质、不同级别、无煤层、有煤层的超前预报及预防瓦斯的施
工方法
第一节 进口段D1K23+520~550段
本段为V级围岩段，拱顶为强风化砂岩，底板为砂岩弱风化，根据现场隧道前路堑开挖揭示地层看，底板距煤层应有一定距离，本段如果没有断层错动，带动煤层上移，应该没有煤层侵入隧道轮廓内，因此本段超前地质预报至少采用1个Ф108超前钻孔配合掌子面地质素描，来验证前方是否有断层、煤层及裂隙带走向，验证孔没25m一循环，每孔30m，如探测出前方有断层无煤层（断层大于1m时，且瓦斯压力大于0.74MPa即瓦斯隧道分级为1级时见后述瓦斯隧道分级），除按照断层加固方法加固拱墙部分外（本加
固方法可参见某隧道进洞专项施工方案，一般采用小导管注浆），应在底板及墙底脚向上3米范围内环向采用Ф42小导管4.5~5米长，环向0.5米一根，纵向0.5米1环，梅花型布置，进行注浆封堵，注浆后要求检验注浆效果，如果不合格需要补注浆。对于小于1米的未见煤层的断层，则使用3.5米Ф42小导管，按照上述间距进行注浆。对于见到煤层的断层，则按照后述煤层防治瓦斯措施对煤层进行检验，如果有突出可能，按照防突措施进行瓦斯排放，合格后按照正常施工方法揭煤施工，如果长时间排放仍不能够正常揭煤的，按照后述帷幕注浆后，揭煤通过。本段岩层水平分层较薄，在0.15~0.4m，且由于地质应力影响呈穹隆状，为煤的形成及瓦斯赋存提供了地质条件，因为瓦斯通常是循裂隙散逸的，而本段水平岩石裂隙主要为V形，开裂仅限于本层，且从地质纵断面图看，砂岩下部尚有泥岩层，因泥岩透气透水性较差，所以底板如果横向无断层或大的裂隙，瓦斯放散应该不多，可以在开挖仰拱后，立即施作喷射砼，应能较好的防止瓦斯进入隧道，本段瓦斯监控重点应放在纵向裂隙上，因从路堑开挖后看地层情况，其纵向裂隙与隧道中线呈20~30度角相交，且裂隙带较深，已经深入泥岩，并且有几条，按照其分布特点，可能会贯穿隧道左右侧，故在瓦斯监控过程中，要重点监控该裂隙附近拱顶瓦斯浓度，如有异常，应先加强通风，而后对裂隙表面采用人工风镐开凿，使表面到开凿底面深度达到30cm以上，宽度不小于5cm，然后，采用气密性耐腐蚀喷射砼满喷，该处喷射砼边缘应距离裂隙边缘不小于0.8m，要求此处喷射砼应该与相接砼连接紧密，无缝隙。本段由于采用正台阶施工，施工上台阶时，要保证爆破后立即排险，并在碴堆上即开始初喷砼5cm，并封闭掌子面，防止塌方。然后迅速将碴堆耙至下台阶，进行初期支护施工作业，要求障碍物不能挡住上台阶1/3，防止发生瓦斯爆炸。
第二节 进口段D1K23+550~+748段
本段为IV级围岩段，地表有起伏，但无明显断层，在里程到D1K23+748处，隧道底板距煤线顶板高度大约2米本段应该注意的是除第一节叙述的外，要应在距离D1K23+748前面20米处就应该增加1个Ф108超前探测孔，其位置应该设置在隧道仰拱中心，防止有小的构造断层使煤线或者煤层侵入隧道轮廓而因为探测孔设置位置较高没有发现而误入煤层，发生瓦斯或者煤突出，应对此探测孔进行瓦斯检测，以验证有否瓦斯和煤突出可能，如验证有煤层出现，应及时跟设计取得联系，另行设计，并按照后附煤层瓦斯防治措施，增加探测孔，以确定煤层各种产状及赋存特征。本段底板应该进入泥岩，为防止设置因煤层瓦斯压力导致隧底出现反拱，应在隧底每3~5m设置监控量测点，随时对其进行观测，当发现隧底异常，出现大的上凸或者隆起时，应及时与设计取得联系，另行设计或者变更，本方案根据多年隧道施工经验，出现反拱现象时，应该立即采用Ф42小
导管长3.5~4m长，按照1.0m×1.0m梅花型布置，应该从反拱点到洞口方向3~5m开始向反拱点注浆加固，加固长度应超过反拱点向掌子面方向不小于5m，浆液宜加入早强剂，要求终凝时间不超过20min，隧底左右应该从墙底脚向上2m范围内，均需注浆，注浆压力不应小于瓦斯压力，并且不得小于3MPa。注浆结束后应检查效果，同时增加监控量测频率，密切观察隧底动态，经观测一周后再无反拱出现，可以视作加固已经完成，隧底变形得到控制，如果在此期间仍有变形存在，则按照上述间距对该段底板进行补注浆，直到变形得到控制为止。在施作小导管钻孔时，要密切注意底板应力变化情况，如出现顶钻、卡钻、瓦斯逆向喷出、空气带煤粉喷出或者出现闷雷声等，应该视做有瓦斯和煤突出的可能性，应立即撤出所有工作人员，并将照明及动力电等关闭，但不得停止通风，应立刻上报设计，进行防突设计，因隧道地质情况设计未采用超前地质预报查明，所以设计未对本段隧道隧底加固进行说明，在发现反拱现象后应立即上报设计，并附本段施工方法供设计参考。本段瓦斯监控重点在底板纵、横向裂隙、靠近煤线处顶板、掌子面等，随时对上述部位进行检查，并在瓦斯检查记录牌上写明瓦斯浓度等，发现有瓦斯及煤突出预兆的异常现象要在第一时间通知撤出所有施工人员，然后停电，不能停止通风，并立即上报项目部和设计，以便争取时间制定应急方案。本段采用全断面开挖，通风条件完全能够满足瓦斯隧道要求，因此时掌子面离进口已经达到200米以上，为保证瓦斯隧道要求的风速要求，如果将风机功率调至最大，风速仍不能满足要求，可以考虑在D1K23+720处加设中继风机，以保证风速。
第三节 进口段D1K23+748~+858段
本段为IV级围岩段，在本段隧道已经开始穿越煤线或者煤层，本段所有施工均应按照煤层瓦斯防治措施，增加探测孔，以确定煤层各种产状及赋存特征，经上报设计后进行揭煤设计。经勘察，煤线或者煤层较薄的（不大于2米厚）可以直接采用石门揭煤，经验证满足煤和瓦斯突出条件的，采用瓦斯排放，经检查达到排放标准的，可以采用石门揭煤，对于长时间排放仍不达标的，可以采用帷幕注浆，然后采用石门揭煤快速通过煤层。对于未经帷幕注浆的煤层，因其底板强度难以达到设计要求，故应与设计取得联系，在设计允许的情况下可以采用第二节所述小导管注浆加固底板煤层。本段瓦斯监控应该以掌子面、拱顶、煤层出露点为重点，同时着重爆破前掌子面20m范围内瓦斯浓度，严防瓦斯超标照成瓦斯爆炸，在瓦斯超过2.0%应立刻撤出所有施工人员，加强通风，在瓦斯浓度降低到0.5%后，方可由专职瓦斯检查员，进洞检查合格后方可进入隧道进行爆破，爆破以震动法，药量不允许超过平时药量的1/3。
第四节 出口段D1K23+858~+888段
本段为V级围岩，采用正台阶开挖，根据地质纵断面图，本段隧道应该已经穿过设计煤线或者煤层，为防止设计煤层下部仍有煤层下伏，应在隧道底部及拱顶设置2个Ф108超前探测孔，经勘察无煤层也无瓦斯，按照普通隧道V级围岩施工方法爆破开挖，如勘察在顶部或者底部仍有部分煤层，需要按照设计进行煤和瓦斯突出检验。在无突出可能的情况下，可按照石门揭煤。见后述。本段瓦斯监控重点为检查探测控瓦斯、顶板、掌子面及其20m范围内瓦斯浓度，对底板煤层仍需要联系设计按照第二节小导管注浆加固。
第五章 不同地质情况下采用的不同施工工法
第一节钻爆、出碴、初期支护、超前小导管注浆
（1）设计原则
根据地质条件，开挖断面、开挖进尺，爆破器材等编制光面爆破设计。 1).根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线，辅助炮 眼交错均匀布置，周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深20cm。
2).严格控制周边眼装药量，间隔装药，使药量沿炮眼全长均匀分布。 3). 周边眼选用低密度低爆速、低猛度的炸药，本工程采用硝胺炸药。塑料 导爆管非电毫秒雷管起爆。对于有瓦斯地段采用煤矿专用毫秒电雷管起爆。对于周边眼要求与辅助眼雷管段别延时不小于50ms，给周边眼爆破足够临空面以保证光爆效果。
4).采用毫秒微差有序起爆，一般周边眼采用导爆索起爆，以减小起爆时差。 （2）钻爆参数的选择
通过爆破试验确定爆破参数，试验时参照下表“光面爆破参数表”。
光面爆破参数表
岩石种类 周边眼间距 E(cm) 周边眼最小抵抗线 W（cm） 60～80 60～80 60～80 相对距 E/W 0.8～1.0 0.8～1.0 0.5～0.8 周边眼装药参数 （kg/m） 0.25～0.3 0.2～0.25 0.07～0.12 硬岩 55～70 中硬岩 45～65 软岩 35～50 （3）掏槽方式 采用中空直眼或斜眼掏槽。直眼掏槽操作较简单，钻孔方向易掌握；当石质较硬、断面较大时，采用斜眼掏槽，以便减少钻眼数量。
（4）装药结构及堵塞方式 1).装药结构
周边眼：用小直径药卷间隔装药，岩石很软时采用导爆索。
2).堵塞方式
所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。 （5）爆破效果监测及爆破设计优化 1).爆破效果检查
检查项目主要有：断面周边超欠挖检查；开挖轮廓圆顺，开挖面平整检查；爆破进尺是否达到爆破设计要求；爆出石碴块是否适合装碴要求；炮眼痕迹保存率，硬岩≥80％，中硬岩≥60％并在开挖轮廓面上均匀分布,软岩炮眼痕迹保存率不做要求,但要求轮廓线平顺,超挖不允许大于15cm,欠挖按要求不大于10cm；两次爆破衔接台阶不大于10cm。
2).爆破设计优化
每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。
根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。 根据爆破后石碴的块度修正参数。如石碴块度小，说明辅助眼布置偏密；块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。
根据爆破振速监测，调整单段起爆炸药量及雷管段数。
根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼眼底基本落在同一断面上。 (6)瓦斯隧道的钻爆
在煤层与距煤层10m内的开挖工作面，以及在瓦斯浓度大于0.3%的石质隧道中爆破时，钻孔作业严格按《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》的规定进行施工。
1）爆破器材选用：炸药选用煤矿允许用炸药，3#炸药，规格φ32、φ25两种，其中φ25为周边眼使用的光爆药卷。雷管选用煤矿许用电毫秒雷管且最后一段的延期时间不大于130ms。
2）爆破网络和连线：爆破网络采用串并联线方式，采用绝缘母线单回路爆破，母线采用具有良好绝缘性和柔软性的铜芯电缆。
3）装药结构：掏心眼采用正向连续装药结构，雷管以外不得装药卷。周边眼采用正向空气间隔不连续装药结构。其他炮眼均采用向空气间隔不连续装药结构。
4）堵塞：采用水袋炮泥和粘土炮泥堵塞，水袋炮泥外剩余的炮眼部分，用粘土填满封实。
5）雷管电阻测量和网路的导通检查：采用爆破电桥检查，爆破电桥的工作输出电流小于30mA。
6）起爆：一个工作面采用一台防爆型起爆器起爆。